Der Nobelpreis für Medizin und die Geheimnisse des Tastsinns
Dr. David Julius und Dr. Ardem Patapoutian erhielten für ihre beeindruckende Forschung über die Geheimnisse des Tastsinns 2021 den Nobelpreis für Medizin. Obwohl der Tastsinn in einer zunehmend visuellen Welt nicht so wichtig zu sein scheint, ist er ein wahres Wunder der Natur.
Bislang konzentrierte sich die Forschung vorwiegend auf den Hör- und Sehsinn, da diese für die Kommunikation mit der Umwelt besonders wichtig sind. Wir erfahren jedoch auch immer mehr faszinierende und erstaunliche Geheimnisse über den Tastsinn.
Im 18. Jahrhundert wagte René Descartes die Behauptung, dass eine Art Netzwerk in der Haut Informationen zum Gehirn sendet, allerdings konnte er seine Hypothese nicht nachweisen und keine Details vorlegen. Erst neuere Forschungsmethoden konnten bestätigen, dass er im Grunde damit recht hatte. Es hat 200 Jahre lang gedauert, um die Geheimnisse des Tastsinns besser zu verstehen.
“Die revolutionären Entdeckungen (…) der diesjährigen Nobelpreisträger haben es uns ermöglicht zu verstehen, wie Wärme, Kälte und mechanische Kraft Nervenimpulse auslösen können, die es uns ermöglichen, die Welt wahrzunehmen und uns ihr anzupassen.”
Jury Nobelpreis für Medizin 2021
Fortlaufende Forschung
Im 19. Jahrhundert und in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts wurden langsame Fortschritte auf dem Weg zur Entschlüsselung der Geheimnisse des Tastsinns gemacht. Schon vor den 1940er-Jahren war bekannt, dass es sensorische Neuronen gibt, deren Aufgabe es ist, bestimmte Veränderungen in der Umwelt zu registrieren und an das Gehirn weiterzuleiten.
1944 konnte auf diesem Gebiet ein erster Meilenstein erzielt werden. Die Forscher Joseph Erlanger und Herbert Gasser entdeckten Nervenfasern, die darauf spezialisiert sind, Berührungsreize zu erkennen und an das Gehirn weiterzuleiten. Sie fanden heraus, dass damit unter anderem raue von glatten Strukturen unterschieden werden können.
Erlanger und Gasser erhielten für diese Erkenntnisse den Nobelpreis für Medizin. Viele der Geheimnisse des Tastsinns blieben jedoch noch lange verborgen. So war auch der Mechanismus, mit dem Phänomene wie Temperatur oder Druck in elektrische Signale übersetzt werden, die dann durch das Nervensystem wandern, unbekannt.
Die Geheimnisse des Tastsinns
David Julius, ein amerikanischer Biochemiker an der Universität von Kalifornien, San Francisco, beschloss Ende der 1990er-Jahre, die Mechanismen des Tastsinns zu erforschen. Zu diesem Zeitpunkt war Capsaicin , eine Substanz, die Paprika und Pfeffer eine gewisse Schärfe verleiht, bereits bekannt.
Diese Substanz verursacht auf der Haut ein brennendes Gefühl und Schmerzen. Warum das so ist, war lange ein Rätsel. Julius und sein Team haben eine gigantische Bibliothek der Gene von Sinneszellen angelegt. Alle hatten das Potenzial, auf Hitze und Schmerz zu reagieren.
Die Forscher gingen von der Idee aus, dass eines dieser Gene auf Capsaicin reagieren muss. Nach einer wilden Verfolgungsjagd fanden sie ein Gen, aus dem ein Protein hervorging. Dies wiederum aktivierte einen Rezeptor, der den Namen TRPV1 erhielt. Das Forscherteam untersuchte dann die Fähigkeit des Proteins, auf Hitze zu reagieren, und stellte fest, dass es dies tatsächlich tat. Damit hatten sie einen Hitzerezeptor entdeckt, der den Weg zur Entdeckung anderer ähnlicher Rezeptoren und zur Entschlüsselung ihrer Funktionsweise ebnete.
Tastsinn und Druck
Ardem Patapoutian, Biologe am Scripps Research, führte mehrere Experimente durch, um die Rezeptoren zu entdecken, die durch Druck aktiviert werden. Mit anderen Worten, diejenigen, die es uns beispielsweise ermöglichen, raue Oberflächen von glatten zu unterscheiden.
So entdeckte er die Gene Piezo1 und Piezo2, deren Abwesenheit den Körper gegenüber Einstichen unempfindlich machen. Er fand schließlich heraus, dass Piezo2 nicht nur für den Tastsinn, sondern auch für die Propriozeption von Bedeutung ist. Diese ermöglicht es, die Lage und Bewegungen des eigenen Körpers im Raum wahrzunehmen.
All diese Erkenntnisse sind nicht nur wichtig, um den Tastsinn zu entschlüsseln, sondern auch die Grundlage für neue Forschungen, die darauf abzielen, neue Lösungen für körperliche Beschwerden zu finden. Deshalb wurden sowohl Julius als auch Patapoutian mit dem Nobelpreis ausgezeichnet, da ihre Entdeckungen der Menschheit eine Tür der Hoffnung öffnen.
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Castro Alonso, P. L. (2021). El tacto, los ojos de la piel. The conversation.