Inhibition of both Anoctamin 1 and Transient Receptor Potential Vanilloid 4 Channels is critical for attenuation of perspiration

Der menschliche Körper hält ein empfindliches Gleichgewicht mit seiner Umgebung aufrecht und passt sich ständig an, um seine interne Temperatur stabil zu halten. Wenn die Luft warm wird, reagiert die Haut, indem sie Feuchtigkeit abgibt, ein Prozess, der als Schwitzen bekannt ist. Dies ist nicht bloß eine Befeuchtung der Oberfläche; es ist ein ausgeklügelter biologischer Mechanismus, der von winzigen Fabriken namens Schweißdrüsen angetrieben wird. In diesen Drüsen fungieren spezifische Zellen als Torwächter, die Kanäle öffnen, damit geladene Teilchen hinein- und herausfließen können. Diese Bewegung von Teilchen zieht Wasser mit sich und erzeugt so den Schweiß, der uns abkühlt. Jahrzehntelang war die gängigste Methode, diesen Prozess zu stoppen, das physische Blockieren der Auslassrohre dieser Drüsen mittels Aluminiumsalzen, die einen Pfropfen bilden, um das Entweichen von Feuchtigkeit zu verhindern. Diese Methode ist jedoch ein stumpfes Instrument, da sie nicht die zugrunde liegenden biologischen Signale anspricht, die dem Körper das Schwitzen befehlen. Wissenschaftler suchen seit langem nach einem Weg, den Wasserhahn zuzudrehen, anstatt nur den Auslass zu verstopfen, und konzentrieren sich dabei auf die molekularen Schalter, die den Wasserfluss steuern.

Zwei spezifische Proteine haben sich als zentrale Akteure in diesem molekularen Drama herausgestellt. Das eine ist ein Kanal, der Calcium in die Zelle lässt und wie ein Sensor wirkt, der Wärme erkennt. Der andere ist ein Kanal, der Chloridionen entweichen lässt, was der Schritt ist, der tatsächlich das Wasser herauszieht. Jüngste Forschungen deuten darauf hin, dass diese beiden Proteine nicht isoliert arbeiten; sie bilden eine Partnerschaft, eine komplexe Einheit, in der der Calcium-Sensor den Chlorid-Kanal dazu bringt, sich zu öffnen. Wenn diese Partnerschaft für das Schwitzen essenziell ist, dann reicht es möglicherweise nicht aus, nur einen Teil des Teams zu stoppen, um den Prozess aufzuhalten. Diese Idee führte Forscher dazu, zu untersuchen, ob eine Substanz, die beide Partner gleichzeitig stören kann, ein effektiverer Weg wäre, um die Transpiration zu stoppen.

Ein Team von Wissenschaftlern, angeführt von Forschern der Nagoya City University und Kollegen der Ikeda Mohando Co., Ltd., ging die Hypothese auf die Probe. Sie begannen mit der Untersuchung einer Substanz namens l-Menthol, von der sie bereits wussten, dass sie das Schwitzen reduzieren konnte. Ihr ursprüngliches Ziel war es zu sehen, ob diese Verbindung die Aktivität des Calcium-Sensor-Proteins beeinflussen konnte. Unter Verwendung spezialisierter Ausrüstung zur Messung elektrischer Ströme in Zellen fanden sie heraus, dass l-Menthol tatsächlich die Aktivität sowohl des Calcium-Sensors als auch des Chlorid-Kanals blockierte. Diese Entdeckung bestätigte, dass die Hemmung beider Partner des Proteinkomplexes ein gangbarer Weg war. Da l-Menthol jedoch primlich für sein Kühlgefühl bekannt ist, musste das Team eine andere Verbindung finden, die dieselbe duale Hemmung ohne den starken Kühleffekt erreichen konnte, um sie für die Verwendung als tägliches Antiperspirant geeignet zu machen.

Die Forscher wandten ihre Aufmerksamkeit auf Crotamiton, ein Medikament, das bereits seit Jahrzehnten zur Linderung von Juckreft eingesetzt wird. Es war dafür bekannt, das Calcium-Sensor-Protein zu blockieren, aber seine Wirkung auf den Chlorid-Kanal war unbekannt. Das Team testete Crotamiton an menschlichen Zellen in einem Labor und stellte fest, dass es auch den Chlorid-Kanal erfolgreich blockierte. Dies bedeutete, dass Crotamiton die einzigartige Fähigkeit besaß, beide Seiten des Schwitzmechanismus abzuschalten. Um zu sehen, ob dies in einem lebenden System funktionierte, gingen sie zu Experimenten mit Mäusen über. Sie trugen Crotamiton auf die Fußpads der Tiere auf und stimulierten die Schweißdrüsen anschließend mit einer Chemikalie, die normalerweise starkes Schwitzen auslöst. Die Ergebnisse waren beeindruckend: Die behandelten Fußpads blieben trocken und zeigten fast keine Anzeichen von Schweiß, während unbehandelte Pfoten sichtbar nass wurden.

Entscheidend war auch die Untersuchung, was geschah, wenn nur ein Teil des Protein-Teams blockiert wurde. Die Forscher wendeten ein Medikament an, das nur den Calcium-Sensor blockierte, und ein anderes, das nur den Chlorid-Kanal blockierte. Keiner dieser Einzelziel-Behandlungen war ausreichend, um das Schwitzen bei den Mäusen zu stoppen. Es war erst, als beide Ziele gleichzeitig blockiert wurden, dass die Schweißproduktion aufhörte. Dieser Befund verstärkte die Vorstellung, dass die zwei Proteine zusammen als eine Einheit arbeiten und dass effektive Antiperspiranten beide angreifen müssen, um wirklich erfolgreich zu sein.

Das Team übertrug seine Erkenntnisse dann auf Freiwillige, um zu sehen, ob dies auch beim Menschen zutrifft. Sie rekrutierten Probanden und trugen eine Zehn-Prozent-Lösung von Crotamiton auf deren Oberarme auf. Nachdem sie die Lösung trocknen lassen hatten, wurden die Probanden in einen warmen, feuchten Raum gebracht, der natürliches Schwitzen auslösen sollte. Die Forscher maßen die Menge des produzierten Schweißes über einen Zeitraum von zehn Minuten. Die Daten zeigten einen deutlichen Unterschied: Die mit Crotamiton behandelte Haut produzierte signifikant weniger Schweiß als die unbehandelte Haut. Die Reduktion war erheblich, wobei die behandelten Bereiche weniger als die Hälfte der Feuchtigkeit im Vergleich zu den Kontrollbereichen produzierten. Dies bestätigte, dass der im Labor und bei Mäusen beobachtete duale Blockierungsmechanismus effektiv auf die menschliche Haut übertragbar ist.

Die Studie untersuchte auch die Haut selbst, um zu verstehen, warum dieser Ansatz funktioniert. Durch die Untersuchung von Proben menschlicher Schweißdrüsen bestätigten die Forscher, dass die beiden Proteine, die sie angreifen wollten, zusammen in denselben Zellen vorkommen und nebeneinander in den Sekretionseinheiten der Drüse sitzen. Diese physische Nähe unterstützt die Theorie, dass sie als koordiniertes Team fungieren. Die Forscher merkten an, dass zwar andere Behandlungen existieren, wie etwa Medikamente, die einen anderen Wasserkanal angreifen, diese jedoch in klinischen Studien für übermäßiges Schwitzen keine konsistenten Erfolge gezeigt haben. Im Gegensatz dazu scheint der Ansatz, sowohl den Calcium-Sensor als auch den Chlorid-Kanal zu blockieren, eine robuste Strategie zu sein.

Crotamiton ist bereits für die Anwendung auf der menschlichen Haut zur Behandlung von Juckreiz zugelassen, was auf ein bekanntes Sicherheitsprofil hindeutet. Die in diesen Experimenten verwendete Konzentration entsprach derjenigen, die bei Standardmedikamenten gegen Hautirritationen verwendet wird, was darauf hindeutet, dass die Methode keine neuen oder potenziell gefährlichen Chemikalien erfordert. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass das gleichzeitige Anvisieren beider Proteine eine vielversprechende neue Richtung für die Entwicklung von Antiperspiranten bietet, die durch das Stoppen des biologischen Signals zum Schwitzen wirken, statt nur das Loch zu verstopfen. Dies stellt einen Wechsel von der physischen Blockierung zur molekularen Regulierung dar, was potenziell eine effektivere Lösung für diejenigen bietet, die unter übermäßigem Schwitzen leiden. Die Arbeit legt nahe, dass die Zukunft der Schweißkontrolle in der Kenntnis und Unterbrechung der spezifischen Partnerschaft zwischen diesen beiden Proteinen liegt – indem man das körpereigene Kühlsystem direkt an der Quelle ausschaltet.