Hittesensor ligt onderin de hersenen

Neurologie

Speciale neuronen in de hypothalamus slaan alarm bij een te hoge lichaamstemperatuur

De hersencellen die oververhitting van het lichaam waarnemen zijn gevonden. En in die cellen zijn moleculen geïdentificeerd die reageren op te hoge temperaturen. Zodra die zijn geactiveerd gaan we zweten, verwijden de bloedvaatjes in de huid en worden we loom.

In deze week met een bijna-hittegolf zijn die moleculen onmisbaar voor wie zich in de volle zon waagt. De onderzoekers van de universiteit van Heidelberg beschrijven hun vondst vrijdag in Science. Ze kunnen nu in proefdieren (muizen) de neuronen op afstand stimuleren of blokkeren, waardoor de dieren warmer of kouder worden.

De vondst zal het onderzoek stimuleren naar traumabehandeling (waarbij slachtoffers vaak gekoeld worden), naar koorts en het afweersysteem en naar energieverbruik, obesitas en levensverwachting, zo denken de onderzoekers. Wellicht komt er ooit een medicijn om mensen die door de hitte bevangen zijn weer op de been te helpen.

Naar de hittesensoren van zoogdieren is lang gezocht. Bekend was dat ze in de hypothalamus liggen, een klein hersendeel bovenaan de voorkant van de hersenstam. De hypothalamus is onderdeel van het limbisch systeem, waar emoties en lichaamshuishouding samenkomen. Bloeddruk, slaap, sekszin, honger, dorst, hartslag, daar verwerkt de hypothalamus de informatie voor. En voor de lichaamstemperatuur.

De hypothalamus krijgt warmte- en koude-informatie van zenuwen uit de huid, het ruggemerg en de organen. Maar de temperatuur van de hersenen zelf is belangrijker. Als de hersenen zelf te warm of te koud zijn onderdrukt dat de info uit de huid.

Er is dus een thermostaat. Die wordt hoger gezet als het afweersysteem een infectie moet bestrijden. De stofwisseling, ook van de afweer, versnelt dan en er zijn virussen en bacteriën die minder goed gedijen bij hogere temperatuur.

Maar welke neuronen in de hypothalamus nu eigenlijk de te hoge temperaturen waarnemen en daar maatregelen tegen nemen, was onbekend. De onderzoekers identificeerden die neuronen met een techniek die calcium-imaging heet. Daarmee zijn cellen te onderscheiden die calcium ophopen. En neuronen waarin na hitteblootstelling veel calcium instroomt hebben kennelijk iets met hitteregulering te maken.

Er zijn een zevental eiwitmoleculen bekend die calcium laten instromen als ze warm of koud worden. Eén van die temperatuurgevoelige ionkanalen (TRPM2) bleek in die hittesensorneuronen de sleutelrol te spelen.