Elektrophysiologische Studie zeigt, wie Ameisentoxin extreme Schmerzen verursacht

Forscher der University of Queensland haben herausgefunden, wie Ameisengift funktioniert, indem sie elektrische Ströme messen, die durch einzelne Kanäle in Zellen fließen, um zu verstehen, wie es Schmerzen verursacht.

Dr. Angelo Keramidas vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der UQ leitete ein Team, das den starken Stachel der westafrikanischen Ameise (Tetramorium africanum) untersuchte.

„Dieser Ameisenstich verursacht eine Kakophonie schmerzhafter Symptome, nicht nur starke, anhaltende Schmerzen mit Rötung und Entzündung an der Stichstelle, sondern auch übermäßiges Schwitzen und Gänsehaut“, sagte Dr. Keramidas.

„Wir haben die Eigenschaften dieses Toxins mithilfe von Elektrophysiologie und Pharmakologie identifiziert und dabei Geräte verwendet, die so empfindlich sind, dass sie elektrische Ströme aufzeichnen können, die durch einzigartige Natriumkanäle fließen.“

Die afrikanische Ameisenart ist auf tropische Länder in West- und Zentralafrika, von Guinea bis Zaire, beschränkt und weist ähnliche Schmerzsymptome auf wie die australische Grünkopfameise.

„Wir sind auch daran interessiert, ob dieser Mechanismus im Gift anderer Ameisen sowie von Insekten wie Wespen und Bienen zu finden ist“, sagte Dr. Keramidas.

„Diese Forschung ist Teil eines größeren Projekts, um zu verstehen, wie Gift auf molekularer Ebene Schmerzen verursacht.

„Dies kann uns helfen, neue Wege zur Behandlung akuter und chronischer Schmerzen zu entwickeln.“

Das Team hat zuvor gezeigt, dass Ameisentoxine an Natriumkanäle binden, Proteine, die in der Zellmembran von Nervenzellen eingebettet sind.

„Durch Elektrophysiologie konnten wir sehen, dass das Toxin an den Natriumkanal bindet und den eingebauten Aktivierungsmechanismus des Kanals kapert, was zu Hyperaktivität führt“, sagte Dr. Keramidas.

„Es gab einen Ansturm negativer Ionen, die vom Kanal angezogen wurden, und eine Abstoßung positiver Ionen, was zu einer Verstärkung der Hyperaktivität des Natriumkanals führte – ein Phänomen, das wir noch nie zuvor gesehen hatten.“

„Diese Hyperaktivität führt zu einer kontinuierlichen Auslösung des Schmerzsignals, was die Heftigkeit des Ameisenstichs erklärt.

„Das Gift aktiviert mehrere Kanäle in der Nervenzellmembran, die sehr lange aktiv bleiben und nicht zurückgesetzt werden können.

„Wir glauben, dass diese Überstimulation letztendlich zu Taubheitsgefühl an der Einstichstelle führt.“

Die Forschung wurde im veröffentlicht Zeitschrift für biologische Chemie.