Rothaarige und Schmerzrezeptoren

Ich denke, es ist am besten, diese Frage in zwei Teile zu unterteilen:

• Welche Mutationen sind für rote Haare und helle Haut beim Menschen verantwortlich?
• Wie könnten dieselben Mutationen das Schmerzempfinden beeinflussen?

MC1R-Varianten & rote Haare

Das MC1R-Gen kodiert für ein Transmembranrezeptorprotein (das zu einer sehr verbreiteten Familie von Rezeptoren gehört ), das als Melanocortin-1-Rezeptor bezeichnet wird. Es hat auch einen anderen Namen, der seine bekannteste Rolle im Körper beschreibt: „Alpha-Melanozyten-stimulierender Hormonrezeptor“.

Dieser Rezeptor bindet Liganden – sowohl Agonisten als auch einen Antagonisten – außerhalb der Zelle und leitet Signale an die pigmentproduzierenden Wege in Melanozyten weiter; Die Aktivierung begünstigt die Produktion von Eumelanin (braun) gegenüber Phäomelanin (rot).

Gängige MC1R-Varianten sind alle Einzelpunktmutationen , die einen Aminosäureaustausch bewirken und die normale Funktion des Rezeptors reduzieren/beeinträchtigen – also Loss-of-Function- Mutationen. ZB Arg151Cys, Arg160Trp, Asp294His, die häufigsten Varianten in europäischen Rothaarigen, entstanden wahrscheinlich vor etwa 80.000 Jahren in einer eurasischen Population und haben eine reduzierte Fähigkeit, Adenylatcyclase innerhalb der Zelle zu aktivieren.

Wie und warum könnten dieselben Mutationen die Schmerzempfindung beeinflussen?

Genetische Verknüpfung oder Doppelrolle von MC1R?
Erstens ist es möglich, dass MC1R-Varianten mit einer Mutation an einem separaten Gen in der Nähe verbunden sind; die beiden machen einen Haplotyp .

In diesem Diagramm könnte Mutation A eine rothaarige MC1R-Mutante sein, und Mutation B könnte eine andere schmerzempfindliche Mutante sein. Durch zufällige Auswirkungen auf kleine Bevölkerungsgruppen könnte die Gruppe Hg B die europäische Bevölkerung „gesät“ haben, sagen wir; Dies bedeutet, dass die beiden Mutationen in dieser Population zusammen vererbt werden. Wenn die beiden Loci sehr nahe beieinander liegen, ist es weniger wahrscheinlich, dass ihre Verbindung durch Rekombination gestört wird.

Dies ist eine offensichtliche Möglichkeit, wenn zwei scheinbar nicht zusammenhängende Merkmale gleichzeitig auftreten. Es gibt jedoch guten Grund zu der Annahme, dass dieser Fall auf eine Doppelrolle von MC1R zurückzuführen ist ...

Argumente gegen die Verknüpfung; für die doppelte Rolle von MC1R: Die Existenz vieler verschiedener Haplotypen bei Rothaarigen spricht gegen eine Kopplung, wenn dieser Schmerzempfindlichkeitseffekt bei allen/vielen Rothaarigen Haplotypen gefunden wird und nicht bei Wildtyp-MC1R-Europäern.

Tatsächlich zeigt diese Studie , dass Europäer mit 2 MC1R-Mutantenvarianten (homozygot oder gemischt-heterozygot) eine erhöhte Schmerztoleranz gegenüber Elektroschocks im Vergleich zu Menschen mit 1 oder mehr funktionsfähigen Kopien von MC1R haben. Das zweite Panel zeigt, dass ein Mu-Opiod-Analgetikum (Morphin) eine größere Wirkung auf diejenigen ohne funktionellen MC1R hat. Der Effekt fällt mit dem Vorhandensein von funktionellem MC1R zusammen, nicht einer bestimmten Haplogruppe.

MC1R wird auch in einer Region des Mittelhirns exprimiert, die für die Schmerzmodulation verantwortlich ist. Diese Region produziert endogene Opioide zur Schmerzkontrolle. Soweit ich das beurteilen kann, versuchen Forscher herauszufinden, was es dort genau tut.

Die Studie von Mogil et al. legt nahe, dass MC1R im Gehirn der Schmerzhemmung durch die Opioidrezeptoren irgendwie entgegenwirkt, und so haben rothaarige MC1R-Mutanten eine effektivere ex/endogene Opioid-Schmerzhemmung, die schädliche Schmerzen reduziert.

Diese Studie ergab, dass Rothaarige etwas weniger anfällig für Schmerzsensibilisierung durch Capsaicin sind.

Während diese Studie ein widersprüchliches Ergebnis ergab, dass Rothaarige empfindlicher auf thermische Schmerzen reagieren und dass Lidocain für sie weniger wirksam ist. (In dieser Studie wurden die Probanden nicht genotypisiert, und rotes Haar kann durch Mutationen in anderen Genen verursacht werden .)

Insgesamt ist die Anzahl der Probanden in diesen Studien (sowohl Menschen als auch Mäuse) ziemlich klein; und die Wissenschaft der MCR-Schmerzmodulation scheint noch am Anfang zu stehen.

Aber zumindest können wir Ihre Frage beantworten: Die Mutationen, die anscheinend für rote Haare und eine veränderte Schmerzempfindlichkeit verantwortlich sind, sind Aminosäuresubstitutionen in MC1R, die Funktionsverlustvarianten verursachen. Die Tatsache, dass MC1R wahrscheinlich völlig unterschiedliche Rollen im Gehirn und in der Haut hat, ist ein interessanter allgemeiner Punkt der Biologie.

1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1288200/ < über die Evolution von MC1R-Mutantenvarianten.
2. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10403794/ < über den Mechanismus des Funktionsverlusts
3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1736101/pdf/v042p00583.pdf < Nachweis einer erhöhten Schmerztoleranz und einer größeren Wirksamkeit von Morphin
4. http://www.scandinavianjournalpain.com/article/S1877-8860%2810%2900111-4/abstract < Nachweis einer Resistenz gegen Hyperalgesie
5. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1692342/ < Nachweis einer verringerten Schmerztoleranz und einer geringeren Wirksamkeit von Lidocain