Tasten, Temperatur und Schmerz

Fährst du mit der Fingerspitze über eine raue Fläche, vibriert die Haut. Ein Rezeptor namens Merkel-Zelle nimmt langsame Schwingungen von etwa 5 bis 15 pro Sekunde auf.

Viele Sinne in einer Haut

Geh an einem heißen Tag barfuß über eine Wiese, und du spürst die warme Sonne, den Wind und jeden Grashalm unter deinen Füßen. Die Haut hat nicht einen Tastsinn, sondern mehrere. OpenStax zählt Druck, Vibration, leichte Berührung, Kitzeln, Juckreiz, Temperatur, Schmerz, Propriozeption (Körperlage) und Kinästhesie (Körperbewegung) zu den allgemeinen Sinnen. Jeder davon wird von einer eigenen Art von Rezeptor erfasst.

Rezeptoren können auf drei Arten gebaut sein. Manche sind nackte Nervenenden, sogenannte freie Nervenendigungen, deren Verzweigungen sich im Gewebe ausbreiten. Die Schmerz- und Temperaturrezeptoren in der Lederhaut gehören dazu. Andere sind Nervenenden, die in eine Kapsel aus Bindegewebe gehüllt sind. Dadurch reagieren sie empfindlicher auf eine bestimmte Art von Druck. Die dritte Art ist eine spezialisierte Rezeptorzelle, etwa ein Fotorezeptor im Auge.

Heiß, kalt und die Chilischote

Temperatur wird von Thermorezeptoren erfasst. Manche sind auf Wärme oberhalb der normalen Körpertemperatur abgestimmt, andere auf Kälte. Wie wird aus einer Temperatur ein elektrisches Signal? Diese Frage wurde erst vor Kurzem beantwortet. Ende der 1990er-Jahre nutzte David Julius Capsaicin, den Stoff, der Chilischoten scharf macht, um in Nervenenden nach dem Sensor zu suchen. Sein Team fand ein einzelnes Gen, das Zellen auf Capsaicin reagieren ließ. Es codierte einen Ionenkanal, später TRPV1 genannt, der sich auch bei Temperaturen öffnet, die wir als schmerzhaft heiß empfinden. Deshalb fühlt sich Chili heiß an, obwohl es das nicht ist.

Julius und Ardem Patapoutian fanden danach unabhängig voneinander mithilfe von Menthol TRPM8, einen Kanal, der durch Kälte aktiviert wird. Patapoutian suchte außerdem nach dem Sensor für Berührung. Sein Team stupste einzelne Zellen mit einer feinen Glaspipette an, grenzte die Auswahl aus 72 Kandidatengenen Schritt für Schritt ein und fand einen neuen druckaktivierten Kanal, den es nach dem griechischen Wort für Druck Piezo1 nannte. Ein verwandter Kanal, Piezo2, erwies sich als unverzichtbar für den Tastsinn und für die Wahrnehmung der Körperlage. Die beiden Forscher teilten sich 2021 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

Schmerz und Körperlage

Schmerz wird von Nozizeptoren erfasst. OpenStax beschreibt Schmerz vor allem als chemischen Sinn: Belastetes oder geschädigtes Gewebe setzt Stoffe frei, die Rezeptorproteine auf diesen Nervenenden aktivieren. Schmerz dient als Warnung, dass Gewebe belastet oder geschädigt ist.

Schließ die Augen und berühre deine Nase. Das gelingt dir dank der Propriozeption. Muskelspindeln melden, wie stark ein Muskel gedehnt ist, und Golgi-Sehnenorgane melden die Spannung in den Sehnen. Dehnungsrezeptoren schützen auch den Muskel: Dehnst du ihn zu weit, zieht ein Reflex den Muskel zurück, bevor er reißt.

Dies ist Lernmaterial darüber, wie der Körper aufgebaut ist und funktioniert. Es ist keine medizinische Beratung und dient nicht dazu, Krankheiten zu diagnostizieren oder zu behandeln.