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Kälteschmerz im Zahn Warum der Biss ins Eis wehtut

Redakteur: Christian Lüttmann

Die einen schlecken, die anderen lutschen und manch einer beißt beherzt zu. Doch mit den Zähnen ins Eis... allein beim Gedanken durchzuckt es viele. Was unsere Zähne so kälteempfindlich macht, haben nun Schmerzforscher aus Erlangen entschlüsselt. Die Erkenntnisse könnten helfen, neue Mittel gegen überempfindliche Zähne zu entwickeln.

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EIn Biss ins Eis treibt manchem den Schmerz ins Gesicht. Doch was macht die Zähne kälteempfindlich? Das haben Forscher aus Erlangen ergründet.
EIn Biss ins Eis treibt manchem den Schmerz ins Gesicht. Doch was macht die Zähne kälteempfindlich? Das haben Forscher aus Erlangen ergründet.
(Bild: ©K.- P. Adler - stock.adobe.com)

Erlangen – Wer gerne Eis isst und empfindliche Zähne hat, kennt das Problem: Kaum berührt das Eis den Zahn, schlägt der Blitz ein. Dafür verantwortlich ist ein körpereigener Mechanismus, der die menschlichen Zähne mit Schmerzreizen vor Überlastung schützt. „Die Natur hat in den Zähnen den stärksten Schutzreflex im Körper installiert“, erklärt Prof. Dr. Katharina Zimmermann von der Anästhesiologischen Klinik des Universitätsklinikums Erlangen der FAU. „Denn Zähne heilen nicht, wenn sie einmal brechen.“ Der Reflex schützt deshalb das Zahnmark und die empfindlichen Zellen des Zahngewebes, die so genannten Odontoblasten. Diese bilden die Hartsubstanz des Zahns, also das Zahnbein und den Zahnschmelz.

Temperaturfühler im Zahnbein

Die Odontoblasten geben dem Zahn aber nicht nur seine Härte, sie funktionieren auch als Kältesensoren, wie das Forscherteam um Zimmermann nun erstmals nachgewiesen hat. Denn direkt auf den Fortsätzen der Odontoblasten liegt der Ionenkanal TRPC5, der als Kaltrezeptor fungiert.

Ionenkanäle sind Poren in Zellmembranen, die wie molekulare Schließmuskeln wirken. Wenn sie ein Signal erkannt haben, z.B. eine Temperaturänderung, öffnen sich die Kanäle und lassen Ionen in die Zelle fließen. Dies erzeugt einen elektrischen Impuls, der zur Informationsübermittlung weitergeleitet wird. „Odontoblasten besitzen einen Fortsatz, der in einem feinen Kanälchen im Zahnbein verläuft, wo er die Temperaturänderungen misst und sie elektrisch an das Gehirn weitergibt und so die schmerzhafte Reaktion auslöst“, erklärt Studienleiterin Zimmermann.

Wirkung von Hausmitttel gegen Zahnschmerz ist jetzt erklärbar

Dass der Ionenkanals TRPC5 generell für die Kaltsensitivität wichtig ist, hatte die FAU-Forscherin schon zuvor mit anderen Forschern beschrieben. „Jetzt haben wir herausgefunden, dass der gleiche Ionenkanal für das Kälteempfinden in Zähnen verantwortlich ist. Das ist ein hervorragender Ansatzpunkt für künftige Mittel gegen Zahnschmerz und kälteüberempfindliche Zähne.“ Eine „Betäubung“ der Zähne über diese Ionenkanäle würde vermutlich ohne die üblichen Nebenwirkungen, wie Taubheit und Lähmung im Kieferbereich, gelingen. Denn der Rezeptor im Zahn kommt weniger auf Nerven vor, sondern mehr auf den spezialisierten Sinneszellen.

Die Studie der Schmerzexperten erklärt auch, warum ein altes Hausmittel gegen Zahnschmerzen wirksam ist: Der Hauptbestandteil von Nelkenöl ist Eugenol – und das blockiert den TRPC5-Rezeptor.

Mechanismus der Kälteempfindlichkeit entschlüsselt

Entschlüsselt haben die Wissenschaftler den Mechanismus der Kälteempfindlichkeit durch Experimente an Mäusezähnen. Das Team entwickelte eine neue Methode, elektrische Impulse von Zahnnerven intakter Mäusezähne zu registrieren.

„Durch eine spezielle Technik mit Glaselektroden konnte ich normale Mäuse mit Mäusen vergleichen, denen das Molekül TRPC5 fehlte“, sagt die Elektrophysiologin Dr. Laura Bernal. „Es zeigte sich, dass TRPC5 für einen Großteil der Kaltantworten im Zahn entscheidend ist und dass TRPC5-Antagonisten die Kaltantworten blockieren.“

In Verhaltensversuchen an Mäusen stellte FAU-Forscherin Dr. Christine König schließlich fest, dass die Mäuse, denen der TRPC5-Rezeptor fehlt, auch keine Zahnschmerzen mehr nach einer Zahnentzündung entwickeln. Diese Entdeckung könnte auch Menschen mit kälteempfindlichen Zähnen nutzen. Denn es spricht dafür, dass ein Ausschalten dieser Rezeptoren die Empfindlichkeit der Zähne verringert. Dann kann vielleicht in Zukunft jeder genussvoll im Sommer ins Capri-Eis beißen.

Originalprublikation: Zimmermann et al.: Odontoblast TRPC5 channels signal cold pain in teeth, Science Advances 26 Mar 2021: Vol. 7, no. 13; DOI: 10.1126/sciadv.abf5567

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