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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Stickstoffmonoxid arbeitet anders als gedacht |
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| | | Stickstoffmonoxid erfüllt im menschlichen Körper wichtige Funktionen. Die bislang verbreitete Vorstellung über die Arbeitsweise dieses Botenstoffs muss nun allerdings ergänzt werden, wie deutsche Wissenschaftler herausgefunden haben. |
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Demnach durchdringt das Gas nicht einfach die Wände der Körperzellen, sondern bindet an- zumindest teilweise - mit der Zellmembran verbundene Rezeptoren, um so seine Wirkung zu entfalten.
Das haben Wissenschaftler der Universitäten Gießen und Würzburg herausgefunden. Ihre Ergebnisse stellen sie in der Zeitschrift "Nature Cell Biology" vor.
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Calcium-dependent membrane association
Der Artikel "Calcium-dependent membrane association sensitizes soluble guanylyl cyclase to nitric oxide" wurde in der Online-Version von "Nature Cell Biology" vorab bereits im März 2002 publiziert. In gedruckter Form wird er jetzt im April erscheinen. |
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Medizin und Stickstoffmonoxid |
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Es ist nicht verwunderlich, dass Forscher genau wissen wollen, wie Stickstoffmonoxid (NO) im Körper wirkt - schließlich kommt dieses Gas für die Behandlung von verschiedenen Krankheiten in Betracht.
Ein Beispiel: Ein Herzpatient bekämpft seine Angina pectoris mit einem "Nitrospray". Aus diesem Mittel wird in seinem Körper NO freigesetzt. Die Herzkranzgefäße erweitern sich, das Engegefühl in der Brust verschwindet.
Die medizinische Forschung kann aber umso gezielter Medikamente entwickeln, je besser sie die genauen Abläufe im Organismus kennt - beispielsweise zur Arbeitsweise von Stickstoffmonoxid.
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Stickstoffmonoxid (NO) und seine Funktionen
Das eigentlich als Atemgift und Umweltschadstoff bekannte Gas Stickstoffmonoxid (NO) erfüllt im Körper wichtige Funktionen: Es entspannt die glatte Muskulatur, erweitert die Blutgefäße oder wirkt der Entstehung von Blutgerinnseln entgegen. Für die Entdeckung der Bedeutung von NO im Herz-Kreislaufsystem wurde 1998 der Medizin-Nobelpreis verliehen. |
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Was man bisher glaubte |
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Was das Stickstoffmonoxid betrifft, so herrschte bisher folgende Überzeugung vor: NO wird auch vom Körper selbst gebildet und kann - als Gas - problemlos durch die Zellmembranen hindurchtreten, um im Inneren der Zellen seinen Wirkort zu erreichen.
Dieser wird aktiviert und erhöht darauf hin die Konzentration eines zweiten Botenstoffes (cGMP) der Zelle. Dadurch werden Prozesse angestoßen, die letztlich für die spezifische Wirkung von NO verantwortlich sind.
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Hinweise auf Abweichungen |
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Allerdings gab es bereits Hinweise darauf, dass dieses klassische Konzept nicht ganz richtig sein kann, etwa die Tatsache, dass Stickstoffmonoxid in einer Zellmembran besser löslich ist als im Zellinneren.
Auch theoretische Überlegungen sprachen eigentlich gegen eine Diffusion von NO durch mehrere Zellschichten, wie dies aber beispielsweise für eine Blutgefäßwand notwendig sein müsste.
Darum beschlossen Harald Schmidt vom Rudolf-Buchheim-Institut für Pharmakologie der Universität Gießen und seine Arbeitsgruppe in Gießen und Würzburg zusammen mit Kollegen aus San Diego, das Konzept der Wirkungsweise von NO zu überprüfen.
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Viele Rezeptoren mit Zellmembran verbunden |
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Die Forschergruppen fanden heraus, dass der NO-Rezeptor in der Zelle, die lösliche Guanylylcyclase (sGC), 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 - zumindest teilweise mit der Zellmembran verbunden.
Dort befindet er sich in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Enzymen, die NO produzieren. Diese räumliche Nähe ist sinnvoll, weil Stickstoff instabil ist und auf diese Weise schnell sein Ziel erreicht.
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Besonders empfindliche Reaktion |
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Außerdem fanden die Forscher heraus, dass der mit einer Membran verknüpfte Rezeptor viel empfindlicher auf NO reagiert als der lösliche Rezeptor und dass die Anbindung an die Zellmembran reguliert wird.
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01.01.2010 |
