Studie: Verbindung zwischen Schmerzempfindlichkeit und zirkadianen Rhythmus gefunden

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Torsten Lorenz, aktualisiert am 26. September 2022, Lesezeit: 9 Minuten

Wann sind Menschen besonders schmerzempfindlich?

Zirkadiane Rhythmen oder die innere Uhr verleihen dem menschlichen Verhalten und dem Organismus eine zeitliche Struktur, um die homöostatischen Prozesse an die vorhersehbaren Veränderungen in der Umwelt anzupassen.

  • Die Störung dieser Rhythmen kann sich auf das Wohlbefinden und die Gesundheit auswirken.

Tageszeit als eine mögliche Ursachen für Schmerzempfindlichkeit entdeckt

Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Université Claude Bernard Lyon, der Hospices Civils de Lyon und der Paris-Saclay Université konnte einen Zusammenhang zwischen der Schmerzempfindlichkeit und dem zirkadianen Rhythmus eines Menschen feststellen.

Basierend auf der Vermutung, dass die Schmerzempfindlichkeit mit dem zirkadianen Rhythmus eines Menschen zusammenhängt, haben die Forscher 12 gesunde, männliche Freiwillige ohne Schlafprobleme untersucht. Die Probanden nahmen an einem kontinuierlichen Routineprogramm teil und wurden gleichzeitig auf ihre Schmerztoleranz getestet.

Bei einem solchen Protokoll muss sich eine Person für eine bestimmte Zeit – in der Regel 24 Stunden – in halbliegender Position befinden. In diesem Zeitraum wird alles, was mit dem Rhythmus zu tun hat, ausgeschaltet.

Auch das Licht und die Geräusche werden abgeschaltet. Nahrung wird in kleinen Dosen stündlich verabreicht. Es ist den Versuchspersonen nicht einmal gestattet, aufzustehen, um auf die Toilette zu gehen.

Die Versuchsanordnung dient dazu, die zirkadianen Rhythmen zu untersuchen, die in der menschlichen Anatomie angelegt sind.

  • Bei diesem Experiment nahmen die Probanden 34 Stunden lang an dem Versuch teil und wurden alle zwei Stunden auf ihre Schmerzempfindlichkeit getestet.

Die Schmerztests bestanden darin, die Temperatur eines Geräts, das an den Körper geklebt wurde, langsam zu erhöhen, bis die Testperson Schmerzen verspürte.

Laut den Forschern stoppten die Probanden das Gerät in der Regel bei etwa 46 Grad Celsius. Zunächst bestimmten die Forscher den zirkadianen Rhythmus der Probanden, indem sie über einen Zeitraum von 24 Stunden alle zwei Stunden Speichelproben entnahmen und den Melatoninspiegel ermittelten.

Wie die Forscher feststellten, gab es einen deutlichen Hinweis darauf, dass der zirkadiane Rhythmus die Schmerztoleranz beeinflusst.

Wann ist man besonders schmerzempfindlich?

Beispielsweise stellten sie fest, dass die Schmerztoleranz um 3 oder 4 Uhr morgens am geringsten und um 3 oder 4 Uhr nachmittags am stärksten war.

Um zu überprüfen, ob die Empfindlichkeit mit Schmerzen und nicht nur mit Wärmereizen zusammenhängt, wiederholten die Forscher die Versuchsreihe, wobei sie den Schmerztest auf einen Wärmereiztest reduzierten. In diesem Szenario fanden sie keine Unterschiede in der Toleranz in Abhängigkeit von der Tageszeit.

Die Forschungsergebnisse wurden in dem Fachblatt Brain veröffentlicht.

Studie zum zirkadianen Rhythmus zeigt Unterschiede bei Männern und Frauen

Wissenschaftler an der University of Pennsylvania haben in die wissenschaftliche Literatur zu dem Thema zirkadianer Rhythmus beim Menschen ausgewertet. Bei der Auswertung der Studiendaten zeigten sich in Bezug auf den zirkadianen Rhythmus geschlechtsspezifische Unterschiede.

Aus früheren Untersuchungen ist bekannt, dass Menschen und auch viele Tierarten mehr als eine Art von körperlichem Rhythmus haben. Neben dem zirkadianen Rhythmus, der den Schlaf-Wach-Rhythmus regelt, gibt es beim Menschen auch Rhythmen, die die Atmung, die Herzfrequenz und vieles mehr steuern.

Der zirkadiane Rhythmus ist vermutlich der bekannteste, weil er sich so deutlich auf unser tägliches Leben auswirkt. Auch der Stoffwechsel ist von ihm beeinflusst.

Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wollten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mehr über den zirkadianen Rhythmus bei menschen herausfinden, indem sie Studie von Forscherinnen und Forschern auswerteten, die seine Auswirkungen auf den Menschen direkt untersucht hatten.

Dabei stellten die Wissenschaftler an der University of Pennsylvania fest, dass Alter und Geschlecht den zirkadiane Rhythmus in erheblicher Weise beeinflussen.

  • Den Forschungsergebnissen zufolge sind Frauen demnach im Allgemeinen eher Morgenmenschen, während Männer eher Nachtmenschen sind. Darüber hinaus fanden die Wissenschaftler heraus, dass Frauen widerstandsfähiger gegen Störungen ihres natürlichen zirkadianen Rhythmus sind.

Ferner sind Frauen tendenziell tagsüber aktiver, ein Muster, das auch bei Kindern zu beobachten ist. Nachts sind sie jedoch weniger energiegeladen als Männer.

Die Studie ergab zudem, dass Frauen mehr Zeit mit Schlafen verbringen und dabei mehr Zeit in der langsamen Tiefschlafphase verbringen als Männer. Bei den Männern hingegen zeigte sich, dass sie eher ein Mittagsschlaf machen.

Den Forschenden zufolge lassen sich die Unterschiede im zirkadianen Rhythmus zwischen Mann und Frau nicht erklären, aber sie vermuten, dass es mit der Mutterrolle zu tun hat, die Frauen traditionell einnehmen – es liegt nahe, dass sie einen zirkadianen Rhythmus haben, der auf ihren Nachwuchs abgestimmt ist.

Die Studie wurde in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Was sind zirkadiane Rhythmusstörungen?

Von zirkadianen Rhythmusstörungen, auch bekannt als Schlaf-Wach-Rhythmus-Störungen, spricht man, wenn die innere Uhr des Körpers, die den Schlaf- und Wachzeitpunkt steuert, nicht mehr mit der Umwelt synchronisiert ist.

Die innere Uhr, die so genannte zirkadiane Uhr, bewegt sich etwa alle 24 Stunden. Diese wiederkehrenden 24-Stunden-Zyklen werden als zirkadianer Rhythmus bezeichnet.

Ursachen und Symptome

Der menschliche Körper versucht, den Schlaf-Wach-Rhythmus auf die Signale der Umwelt abzustimmen, wie zum Beispiel, wann es draußen hell oder dunkel wird, wann man etwas isst und wann man körperlich aktiv ist.

  • Wenn der Schlaf-Wach-Rhythmus nicht mit der natürlichen Umgebung übereinstimmt, kann es sein, dass man Schwierigkeiten beim Schlafen hat und die Qualität des Schlafs schlecht ist. Störungen deines Schlaf-Wach-Rhythmus, die sich auf den Alltag auswirken, können auf eine Störung des zirkadianen Rhythmus hindeuten.

Solche Störungen des Schlafrhythmus können vorübergehend sein und durch die persönlichen Schlafgewohnheiten, den Beruf oder das Reisen verursacht werden.

Eine zirkadiane Rhythmusstörung kann aber auch langfristig sein und durch das Älterwerden, deine Gene oder eine Krankheit verursacht werden.

Symptome wie extreme Tagesmüdigkeit, verminderte Wachsamkeit und Probleme mit dem Gedächtnis und der Entscheidungsfindung können auftreten.

Durch eine gesunde Lebensweise, die zu besseren Schlafgewohnheiten führt, kann man Störungen des zirkadianen Rhythmus vorbeugen. Ohne Behandlung können zirkadiane Rhythmusstörungen das Risiko für bestimmte Gesundheitsprobleme erhöhen oder zu Arbeits- und Verkehrsunfällen führen.

Wie sich über den Melatonin-MT2-Rezeptor bei neuropathischen Schmerzen eine schmerzlindernde Wirkung erzielen lässt

In einer internationalen Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern der McGill University wurde nachgewiesen, dass Medikamente, die selektiv auf den Melatonin-MT2-Rezeptor wirken, eine neue schmerzlindernde Wirkstoffklasse darstellen, die zur Behandlung von Patienten mit neuropathischen Schmerzen eingesetzt werden könnte.

Bei neuropathischen Schmerzen handelt es sich um eine Erkrankung, die durch starke Schmerzen gekennzeichnet ist, die manchmal nach einer Nervenschädigung infolge von Erkrankungen wie Gürtelrose (Herpes Zoster), Verletzungen, Amputationen, Autoimmunentzündungen und Krebs auftreten. Der Schmerz ist dauerhaft und hält über Monate oder Jahre an.

  • Das Neurohormon Melatonin, das den Schlaf-Wach-Zyklus reguliert, wirkt auf das Gehirn, indem es die beiden Rezeptoren „MT1“ und „MT2“ aktiviert, die für die Regulierung verschiedener Funktionen wie Schlaf, Depression, Angstzustände und zirkadiane Rhythmen verantwortlich sind.

Das Team unter der Leitung von Dr. Gabriella Gobbi, Associate Professor in der Abteilung für Psychiatrie der Medizinischen Fakultät von McGill, konnte nachweisen, dass ein Melatonin-MT2-Rezeptor-Präparat, chronische Schmerzen in Tiermodellen lindert. Zudem konnten die Forscher den Wirkmechanismus des Medikaments im Gehirn identifizieren.

Durch die Aktivierung der MT2-Rezeptoren im periaquäduktalen Grau (ein Gehirnbereich, der Schmerzen kontrolliert) ist der Wirkstoff in der Lage, die Neuronen auszuschalten, die Schmerzen auslösen, und diejenigen einzuschalten, die Schmerzen ausschalten.

Die Behandlungsmöglichkeiten für neuropathische Schmerzen sind sehr begrenzt, und ein Großteil der Patientinnen und Patienten nimmt Opioide, erläutert Dr. Gobbi, der auch am Research Institute of the McGill University Health Centre forscht.

Diese können langfristig zur Abhängigkeit und zu schwerwiegenden Nebenwirkungen führen, darunter Abhängigkeit und Toleranz, opioidinduzierte Hyperalgesie (der Schmerz wird noch schlimmer) und das Risiko zu sterben.

In früheren Studien konnte gezeigt werden, dass freiverkäufliches Melatonin nur eine sehr begrenzte Wirkung hat.

  • Der Grund dafür ist, dass exogenes Melatonin sowohl MT1- als auch MT2-Rezeptoren aktiviert, die gegensätzliche Wirkungen haben, wie Dr. Gobbi und ihr Forscherteam zeigen konnten.

Bei ihren Untersuchungen zur Wirksamkeit von MT2-Rezeptor-Medikamenten gegen Schlaflosigkeit entdeckten die Wissenschaftler, dass der Wirkstoff in niedrigeren Dosen auch neuropathische Schmerzen lindert.

Das spricht dafür, dass diese Wirkstoffe sowohl Menschen, die tagsüber unter Schmerzen leiden, mit niedrigen Dosen, als auch Menschen, die nachts unter Schlaflosigkeit leiden, mit höheren Dosen Linderung verschaffen könnten.

Gut 50 bis 70 Prozent der Patientinnen und Patienten mit neuropathischen Schmerzen klagen über erhebliche Schlafstörungen, und diese Studie verdeutlicht, dass die Mechanismen von Schmerz und Schlaf eng miteinander verbunden sind. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift PAIN veröffentlicht.

Neuropathische Schmerzen: Ursachen und Symptome

Neuropathische Schmerzen zeichnen sich durch eine abnorme Überempfindlichkeit gegenüber Reizen (Hyperalgesie) und schmerzhafte Reaktionen auf nicht-noxische Reize (Allodynie) aus.

Die Ursachen und die Krankheitsbilder, die für das Auftreten neuropathischer Schmerzen ausschlaggebend sind, sind vielfältig. Zu den häufigsten Ursachen gehören Stoffwechselstörungen, durch Virusinfektionen verursachte Neuropathien und Autoimmunerkrankungen, die das zentrale Nervensystem (ZNS) betreffen.

Schätzungen zufolge liegt die Prävalenz neuropathischer Schmerzen in der Allgemeinbevölkerung zwischen drei und 17 Prozent. Viele der verfügbaren Behandlungsmöglichkeiten für neuropathische Schmerzen sind nur mäßig wirksam und haben Nebenwirkungen, die ihre Anwendung einschränken.

Quellen

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