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Körpertemperatur: Thermostatzellen sorgen für einen kühlen Kopf

Forscher entdecken den Wärmeregler des Körpers. Die Thermostatzellen im Gehirn messen die Körpertemperatur und sorgen bei Bedarf für Abkühlung.
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Das Wärmeregulationszentrum im Zwischenhirn ist dafür zuständig, dass unsere Körpertemperatur konstant bei 37 Grad Celsius bleibt. Wie genau das funktioniert, fand jetzt eine Forschergruppe um Jan Siemens von der Universität Heidelberg heraus: Thermostatzellen im Gehirn empfangen ständig Informationen über die Körpertemperatur und sorgen dafür, dass der Körper bei Überhitzung – zum Beispiel nach hohem Fieber – wieder abkühlt.

Die Forscher hatten Nervenzellen untersucht, die aus dem Wärmeregulationszentrum von Mäusen stammten. Sie stellten fest, dass sich ein Ionenkanal namens Trpm2, der in der Membran der Nervenzelle sitzt, je nach Temperatur schließt oder öffnet, um Kalziumionen durchzulassen. Je wärmer es ist, desto mehr Kalzium strömt ein und signalisiert der Zelle Handlungsbedarf. Das beobachteten sie mit Hilfe eines Farbstoffes, der Kalzium in den Zellen sichtbar macht, unter dem Mikroskop. Entfernten sie den Kanal, reagierten die Nervenzellen kaum noch auf Temperaturunterschiede – mit schwer wiegenden Folgen, wie sich bei den Mäusen zeigte: Die Thermostatzellen im Gehirn der Tiere konnten künstlich erhöhte Körpertemperaturen nicht mehr erkennen und nicht gegensteuern, so dass die Mäuse sich stark aufheizten.

Den gegenteiligen Effekt stellten die Wissenschaftler fest, als sie die Thermostatzellen künstlich daueraktivierten. Dafür bauten sie mit Hilfe von Gentechnik einen Schalter in die Zellen ein, mit dem sie diese jederzeit aktivieren konnten, selbst wenn die Tiere gar nicht überhitzt waren. Der Effekt war drastisch: Die Mäuse kühlten auf 27,4 Grad Celsius ab. Auf Infrarotbildern konnte man deutlich sehen, dass der Schwanz der Tiere sehr viel Wärme an seine Umgebung abstrahlte. Die von außen aktivierten Thermostatzellen sorgten dafür, dass sich Blutgefäße erweiterten und besonders viel Wärme an die Oberfläche drang, was zu einer langsamen Abkühlung des gesamten Körpers führte.

Dank Trpm2 in den Thermostatzellen kann vermutlich auch unser Körper bei zu hoher Körpertemperatur die Notbremse ziehen und für Abkühlung sorgen. Die Forscher hoffen, mit ihrer Erkenntnis die Rolle der Körpertemperatur bei verschiedenen Störungen, zum Beispiel nach Traumata, besser zu verstehen. In Zukunft könnte man vielleicht durch Ein- und Ausschalten des körpereigenen Thermostats kontrolliert Wärme regulieren und so womöglich Krankheiten behandeln.

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