„Der schmerzhafteste Insektenstich der Welt“ zielt auf einzigartige Weise auf die Nerven ab

Wenn Sie schon einmal von einer Ameise gestochen wurden, wissen Sie, wie schmerzhaft das sein kann. Australische Forscher haben herausgefunden, dass einige der schmerzhaftesten Ameisenstiche durch nervenschädigende Neurotoxine verursacht werden. Aber im Gegensatz zu denen, die im Gift von Schlangen und Skorpionen vorkommen, wirken sich Ameisengifte auf eine noch nie dagewesene Weise auf den Körper aus. Ihre Ergebnisse erweitern unser Verständnis darüber, wie Schmerzen wirken und wie sie behandelt werden können.

Obwohl die meisten Ameisenarten Gift produzieren und viele einen schmerzhaften Stich verursachen, wurde wenig Forschung betrieben, um die Mechanismen zu erforschen, die diesen Schmerz verursachen. Dies liegt vor allem an der Größe der Insekten, die das Sammeln und Analysieren ihres Giftes schwierig macht. Forscher der University of Queensland untersuchten die australische Grüne Ameise und die südamerikanische Kugelameise, deren Stiche starke, lang anhaltende Schmerzen verursachen.

Die Grüne Ameise oder Grünkopfameise kommt in ganz Australien vor, auch in städtischen und vorstädtischen Gebieten. Sie nisten gerne unter den meisten Gräsern und bleiben normalerweise unbemerkt, bis jemand gestochen wird, was innerhalb von Sekunden zu einem scharfen Brennen führt. Kugelameisen bewohnen feuchte Tieflandregenwälder in Mittel- und Südamerika. Sie haben ihren Namen von dem Schmerz, den Menschen empfinden, wenn sie von einem Stich gestochen werden, der mit dem Schmerz eines Schusses vergleichbar ist. Ein Ameisenstich kann auch schwere Muskelkontraktionen und Brennen verursachen. Der verstorbene amerikanische Entomologe Dr. Justin Schmidt, der einen Schmerzindex für stechende Insekten erstellt hat, bewertete den Kugelameisenstich als den schmerzhaftesten Insektenstich der Welt.

„Kugelameisenstiche können bis zu 12 Stunden lang schmerzhaft sein, und es handelt sich um einen tiefen, bohrenden Schmerz, den man in den Knochen spürt, wenn man schwitzt und eine Gänsehaut bekommt, ganz anders als die 10-minütige Wirkung eines typischen Bienenstichs“, sagte Sam Robinson, Hauptautor von die Studie. „Wir haben in Australien keine Kugelameisen, aber unsere Grüne Ameise – oder Grünkopfameise – kann auch langanhaltende Schmerzen verursachen, und viele Australier werden dies schon erlebt haben.“

Studien in den 1990er Jahren identifizierten ein Poneratoxin – ein lähmendes toxisches Peptid – im Gift der Kugelameise, das Natriumkanäle in den Skelettmuskelfasern von Fröschen und Ratten beeinflusst. Das Schmerzempfinden beruht auf der Wirkung von Natriumkanälen in den Membranen unserer sensorischen Neuronen (Nervenzellen). Vereinfacht gesagt ermöglichen Natriumkanäle die Weiterleitung von Informationen von Schmerzrezeptoren im peripheren Nervensystem an das Zentralnervensystem und registrieren dort Schmerzen.

In der aktuellen Studie wollten die Forscher die schmerzverursachenden Wirkstoffe in den Neurotoxinen von Grün- und Kugelameisen identifizieren, indem sie untersuchten, was auf zellulärer und molekularer Ebene geschieht. Sie testeten und analysierten das Gift auf den sensorischen Neuronen von Mäusen und stellten fest, dass die Toxine speziell auf die Natriumkanäle der Neuronen abzielten.

„Wir haben gezeigt, dass diese Ameisengifte auf unsere Nervenzellen abzielen, die Schmerzsignale senden“, sagte Robinson. „Normalerweise öffnen sich die Natriumkanäle in diesen sensorischen Neuronen nur kurzzeitig als Reaktion auf einen Reiz. Wir haben herausgefunden, dass sich die Ameisentoxine an die Natriumkanäle binden und bewirken, dass sie sich leichter öffnen und offen und aktiv bleiben, was sich in einer längeren Lebensdauer niederschlägt.“ Schmerzsignal.

Sie fanden heraus, dass sich die Peptidtoxine der Ameisen strukturell von anderen Toxinen unterscheiden, die den Natriumkanal beeinflussen, und dass ihr Wirkungsmechanismus einzigartig für das Insekt ist.

„Diese Neurotoxine, die auf Natriumkanäle abzielen, gibt es nur bei Ameisen; niemand hat etwas gefunden, das gleich aussieht oder sich gleich verhält, also haben wir jetzt eine Reihe neuer Werkzeuge, mit denen wir arbeiten können“, sagte Robinson.

Ameisen setzen seit der Zeit der Dinosaurier Neurotoxine ein, um Raubtiere abzuwehren. Die Forscher sagen, dass die neue Entdeckung wichtig für unser Verständnis der Wirkungsweise von Schmerzen und für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden ist.

„Wir wollen Schmerzen auf molekularer Ebene verstehen und Toxine sind hierfür fantastische Werkzeuge“, sagte Robinson.

Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht und das folgende Erklärvideo wurde vom Institute for Molecular Biology der University of Queensland produziert.

Quelle: University of Queensland