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Wie das Gehirn die Körpertemperatur steuert

Ein amerikanisches Forscherduo hat eine Art Thermostat des Körpers identifiziert: Eine Region im Stammhirn, am Übergang vom Rückenmark zum Kleinhirn, vermittelt einem Kontrollzentrum im Zwischenhirn Informationen über die Temperatur der Haut. Ändert sich diese, kann die Steuerzentrale notwendige Maßnahmen wie Zittern oder Schwitzen einleiten, die dafür sorgen, dass die Körpertemperatur stets so konstant wie möglich bleibt. Mit der Wahrnehmung von Hitze oder Kälte hat dieses System dabei nichts zu tun ? es arbeitet vollkommen unabhängig davon, ob das Bewusstsein eine Temperaturveränderung registriert oder nicht.

Wenn sich die Umgebungstemperatur verändert, muss der Körper dafür sorgen, dass seine eigene Arbeitstemperatur möglichst wenig in Mitleidenschaft gezogen wird ? schließlich ist sie genau so eingestellt, dass alle molekularen Vorgänge optimal ablaufen. Aus diesem Grund leitet er sofort Gegenmaßnahmen wie Zittern, eine Erhöhung der Durchblutung oder auch Schwitzen ein, wenn die Außentemperatur sinkt oder steigt. Verantwortlich für die Befehle, die diese körperlichen Reaktionen auslösen, ist dabei die sogenannte präoptische Region, ein kleiner Bereich des Hypothalamus, der das wohl wichtigste Schaltzentrum für alle automatisch ablaufenden Systeme des Körpers ist. Wie dieses Areal jedoch die Informationen über die Veränderung der Außentemperatur bekommt, war bisher nur teilweise verstanden. So ändert sich zuerst die Temperatur der Haut, was von spezialisierten Nervenzellen registriert und ans Rückenmark gemeldet wird.

An Ratten konnten die Forscher nun zeigen, dass die Signale von dort aus ins Stammhirn weitergeleitet werden: Wurden die Tiere vier Stunden lang bei einer Temperatur von vier Grad Celsius gehalten, begannen Nervenzellen in einer Stammhirnregion namens Nukleus parabrachialis zu feuern. Das aktivierte wiederum die präoptische Region und löste bei den Ratten Zittern, eine erhöhte Herzfrequenz sowie einen beschleunigten Stoffwechsel aus. Wurden die Stammhirnnerven blockiert, reagierten die Tiere nicht mehr auf die Kälte, wurden sie hingegen künstlich stimuliert, setzte das Zittern auch ohne Kälte ein.

Auf die Kälteempfindung hat der Nukleus parabrachialis jedoch keinen Einfluss, konnten die Forscher zeigen. Die Regulation der Körpertemperatur und ihre Wahrnehmung basieren demnach auf zwei verschiedenen Mechanismen, so ihre Schlussfolgerung. Allerdings vermuten sie, dass der Nukleus parabrachialis nicht nur für die Körpertemperatur ein wichtiges Relais ist, sondern auch für andere autonome Funktionen wie den Blutdruck, die Energiebilanz oder den Flüssigkeitshaushalt.

Kazuhiro Nakamura und Shaun Morrison (Oregon Health & Science University, Beaverton): Nature Neuroscience, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1038/nn2027 ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
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