Kältegefühl: Sensor reagiert auch bei Menthol

Forscher der Duke University lösen Rätsel um Proteinkanal TRPM8 und ebnen Weg für Medikamente

Kälteempfinden: Forscher klären Mechanismus dahinter (Foto: sunriseforever, pixabay.com)

Durham (pte021/23.02.2026/10:30)

Bonbons mit Menthol oder Eucalyptus aktivieren im Körper einen molekularen Sensor für ein Kältegefühl. Forscher der Duke University haben detaillierte Bilder dieses Sensors gemacht. Die Studie fokussiert sich dabei auf den Proteinkanal TRPM8. Laut Forschungsleiter Hyuk-Joon Lee ist dieser vergleichbar mit einem mikroskopisch großen Thermometer im Körperinneren.

Nervensignal wird ausgelöst

Bei TRPM8 handelt es sich um den primären Sensor, der dem Gehirn mitteilt, wenn es kalt ist. TRPM8 befindet sich in den Membranen der sensorischen Neuronen, die die Haut, die Mundhöhle und die Augen anregen.

Dieser Sensor reagiert auf kalte Temperaturen, indem er sich öffnet und den Ionen erlaubt, in die Zellen zu fließen. Dadurch wird ein Nervensignal zum Gehirn ausgelöst. Das ist auch der Grund dafür, dass Menthol, Eucalyptus und bestimmte andere Substanzen diese charakteristische kühlende Wirkung entfalten.

Menthol funktioniert als Trick

Lee zufolge funktioniert Menthol wie ein Trick. Es bindet sich an einen spezifischen Teil des Kanals an und bringt ihn dazu, sich zu öffnen, wie es auch bei einer kalten Temperatur der Fall wäre. "Der Körper bekommt also das gleiche Signal wie beim Berühren von Eis", so Lee.

Mittels Kryoelektronenmikroskopie haben die Experten viele Schnappschüssen von TRPM8 gemacht - und zwar genau in dem Moment, in dem es zur Öffnung kommt. Kälte und Menthol aktivieren den Kanal mittels geteilter, jedoch distinkter allosterischer Netzwerke.

Kälte führt vor allem zu Veränderungen im Porenbereich, betonen die Wissenschaftler in der aktuellen Untersuchung. Menthol wiederum binde sich an einen anderen Teil des Proteins an. Es löse Veränderungen der Form aus, die sich zur Pore hin verbreiten.

TRPM8 hat große Auswirkungen

Die Forschungsergebnisse haben auch medizinische Auswirkungen. Funktioniert TRPM8 nicht richtig, treten oft Krankheiten wie chronischen Schmerzen, Migräne, trockenen Augen und bestimmte Arten von Krebs auf. Das in den USA zugelassene Mittel Acoltremon aktiviert TRPM8 und wird für die Behandlung von trockenen Augen eingesetzt.

Da nun bekannt ist, dass Kälte spezifische strukturelle Veränderungen im Porenbereich auslöst, besteht auch eine Grundlage für die Entwicklung neuer Medikamente, unterstreicht Lee. Die Forschungsergebnisse werden beim "70th Biophysical Society Annual Meeting" der Öffentlichkeit vorgestellt, das in San Francisco von 21. bis 25 Februar stattfindet.

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