Je leest:

Draaien aan de interne thermostaat

Draaien aan de interne thermostaat

Wetenschappers ontdekken noodrem in het brein om oververhitting te voorkomen

Auteur: | 26 augustus 2016

Waarom heb je zelden meer dan veertig graden koorts? Een hittesensor in de hersencellen van de hypothalamus, de interne thermostaat van het lichaam, voorkomt oververhitting. Onderzoekers uit Duitsland en Italië ontdekten de sensor in muizen.

545149581 dab4dc01eb z
De hypothalamus detecteert en regelt de interne temperatuur van het lichaam.

Het centrale zenuwstelsel is een pietje precies in het regelen van de lichaamstemperatuur. Dat moet ook wel, want als het lichaam veel kouder of warmer wordt dan 37 graden ben je er geweest. De grote lijnen zijn bekend: de hypothalamus, een onderdeel van het brein, dient als de interne thermostaat van ons lijf. In het lichaam zitten warmte- en koudesensoren die de omgevingstemperatuur en de eigen lichaamstemperatuur waarnemen en de meetgegevens verzenden naar de hypothalamus. In een koude omgeving zorgt de hypothalamus bijvoorbeeld voor vernauwing van de bloedvaten in de huid, om geen warmte te verliezen. Bij hitte verwijden de vaatjes en ga je zweten om de hitte af te voeren.

Uit eerdere experimenten was al bekend dat de hypothalamus ook temperatuursveranderingen in het brein zelf detecteert. Hoe dat gebeurt was onduidelijk: tot zover waren er nog nooit hittesensoren in de hersenen gevonden. Onderzoekers van de Universiteit van Heidelberg, onder leiding van moleculair bioloog Jan Siemens, weten er nu het fijne van. In specifieke zenuwcellen van de hypothalamus traceerden zij de sensor, die verantwoordelijk blijkt voor het indammen van koorts en het voorkomen van oververhitting. Hun bevinding staat deze week in Science.

2691021076 6e8af9f6a0 z
De recent ontdekte hittesensor reageert bij hoge koorts als een soort noodrem op oververhitting.

Hoge koorts

Siemens en zijn collega’s keken naar stukjes hypothalamus van muizen bij hoge temperaturen. Wat ze aantroffen was een groepje warmtegevoelige zenuwcellen die beginnen te vuren als de temperatuur boven de 38 graden komt. In die zenuwcellen vonden ze een eiwitkanaaltje dat elektrisch geladen deeltjes de cel in en uit laat (en dus betrokken is bij het genereren van elektrische signalen, oftewel het ‘vuren’ van zenuwcellen). Het kanaaltje werkt dus ook als een hittesensor: zenuwcellen zonder dit eiwitkanaaltje reageerden niet op de stijgende temperatuur.

De onderzoekers deden nog een tweede experiment met levende muizen, die koorts kregen door een infectie. In dieren waarin de sensor was uitgeschakeld piekte de koorts tot 40,4 graden Celsius; bijna een graad hoger dan in de dieren met een werkende hittesensor. Siemens denkt daarom dat de hittesensor de oplopende temperatuur tijdens een infectie beteugelt om weefselschade en oververhitting te voorkomen. De sensor reageert overigens alleen bij hoge koorts, als een soort noodrem in gevaarlijke situaties.

Genetische schakelaar

De moleculair biologen laten ook zien dat ze de warmtegevoelige zenuwcellen aan en uit kunnen zetten in muizen, door een genetische schakelaar in te bouwen in deze cellen. Terwijl de beestjes rondscharrelden in hun kooi lieten ze de lichaamstemperatuur zakken of stijgen. “Dit systeem kan ons helpen om de effecten van lichaamstemperatuur te onderzoeken op herstel na een operatie, energieverbruik, obesitas en levensverwachting”, schrijft de onderzoeksgroep in Science.

Er zijn situaties waarin het voordelig is het lichaam af te koelen, bijvoorbeeld na een zware operatie, beaamt Andries Kalsbeek, hoogleraar Experimentele Neuroendocrinologie aan de Universiteit van Amsterdam en tevens werkzaam aan het Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen. Maar via het brein? “Dat is wel gecompliceerd. Van buitenaf koelen met ijs is veel makkelijker.”

De klinische toepassing ziet hij niet zo, zegt Kalsbeek. Van de bevinding zelf is hij ook niet ondersteboven: de resultaten lagen in de lijn der verwachting. Kalsbeek: “Het was al bekend dat er zenuwcellen in de hypothalamus liggen die gevoelig zijn voor warmte. En van het gevonden eiwitkanaal weten we dat het werkt als sensor in het perifere zenuwstelsel (het deel van het zenuwstelsel gelegen buiten ruggenmerg en hersenen, red.). Dat de zenuwcellen in het brein met dezelfde sensor temperatuur blijken te meten verbaast me niet echt. Maar fundamenteel gezien is het leuk onderzoek met mooie technieken.”

Bron:

  • Kun Song e.a., The TRPM2 channel is a hypothalamic heat sensor that limits fever and can drive hypothermia, Science. Online publicatie op 25 augustus 2016. DOI: 10.1126/science.aaf7537
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 26 augustus 2016

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.