Draaien aan de interne thermostaat

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.

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.