Stickstoffmonoxid: Neue Erkenntnisse zu Wirkung und Einsatz

Das Gas Stickstoffmonoxid (NO) entspannt die glatte Muskulatur und wirkt blutgefäßerweiternd sowie gegen die Bildung von Blutgerinnseln. Wissenschaftler von den Universitäten Würzburg und Gießen publizierten nun neue Erkenntnisse zu Wirkung und Therpaieeinsatz in der Zeitschrift "Nature Cell Biology".

Nur ein Beispiel für den Therapieeinsatz dieses Gases ist die Behandlung der Angina pectoris mittels NO-freisetzendem Nitrospray, das gefäßerweiternd wirkt. Zentral für die Entwicklung neuer Medikamente ist das Verständnis der Wirkungsweise - im Falle von NO wurde bislang davon ausgegangen, daß nach problemloser Überwindung der Zellmembran und Aktivierung des NO-Rezeptors im Zellinneren die Konzentration eines zweiten Botenstoffes (cGMP) erhöht wird, was wirkungsauslösende Prozesse anstößt.

Dr. Christoph Kleinschnitz von der Neurologischen Klinik der Uni Würzburg erklärt die Modifikation dieses Erklärungsmodells in einfachen Worten: "Das stickstoffhaltige Gas hält sich vermutlich viel lieber in der Zellmembran auf und macht sich eher ungern auf die Suche nach seinem Rezeptor im Inneren der Zelle".

Darum beschlossen Würzburger und Gießener Wissenschaftler zusammen mit Kollegen aus San Diego, das Konzept der Wirkungsweise von NO zu überprüfen. Sie fanden heraus, dass der NO-Rezeptor, die lösliche Guanylylcyclase, keineswegs ein rein lösliches Protein ist, wie man seit mehr als 20 Jahren meinte. Stattdessen ist der Rezeptor in vielen Zellverbänden von Mensch und Tier - etwa in der Blutgefäßwand, im Herzmuskel und in Blutplättchen - zu einem gewissen Teil mit der Zellmembran verbunden.

Dort befindet sich der Rezeptor in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Enzymen, die Stickstoffmonoxid produzieren. Diese räumliche Nähe ist sinnvoll, weil NO ja die Membran nicht so gerne verlässt und weil es zudem nicht sonderlich stabil ist und schnell zerfällt. Außerdem fanden die Forscher heraus, dass der mit einer Membran verknüpfte Rezeptor viel empfindlicher auf NO reagiert als der lösliche Rezeptor.

Der Artikel "Calcium-dependent membrane association sensitizes soluble guanylyl cyclase to nitric oxide" von Ulrike Zabel, Christoph Kleinschnitz, Oh Phil, Pavel Nedvedsky, Albert Smolenski, Helmut Müller, Petra Kronich, Peter Kugler, Ulrich Walter, Jan E.. Schnitzer und Harald H. H. W. Schmidt, wurde in der Online-Version von "Nature Cell Biology" vorab am 4. März 2002 publiziert. In gedruckter Form wird er im April erscheinen.

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