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Von Sprengstoffen Zum Gas, Das Heilt:
Stickoxid in Biologie und Medizin

Weniger als zwei Monate vor seinem Tod im Dezember 1896, schrieb Alfred Nobel eine Notiz an einen Kollegen: "Ist es nicht eine Ironie des Schicksals, daß mir Nitroglyzerin verschrieben wurde, zum Einnehmen! Sie nennen es Trinitrin, um den Apotheker und die Öffentlichkeit nicht zu erschrecken". Nobel litt unter wiederholten Attacken intensiver Brustschmerzen, auch als Angina pectoris bekannt, und die damaligen Ärzte wußten, daß Nitroglyzerin - der aktive Bestandteil von Dynamit - wirksame Erleichterung verschaffte. Die Ironie war natürlich, daß der schwedische Erfinder und Industrielle einen beträchtlichen Teil seines Vermögens durch das Entwickeln und Herstellen von Dynamit erworben hatte. Überdies wußte Nobel aus eigenen Laborexperimenten, daß der Kontakt mit dieser Chemikalie starke Kopfschmerzen auslöst. Er weigerte sich, es für seine Angina einzunehmen.

Obwohl Wissenschaftler des 19. Jahrhunderts verstanden, warum Nitroglyzerin ein wirksamer Sprengstoff war, hatten sie keine Ahnung, warum es in der Behandlung von Angina wirksam war. Irgendwie entspannte es die Blutgefäße umgebende glatte Muskulatur und erlaubte ihr sich zu erweitern, damit mehr Blut zum ausgehungerten Herzmuskel fließen konnte. In den siebziger Jahren begann das Geheimnis von Nitroglyzerin sich zu lüften. Forscher erkannten, daß die Wirkweise darauf beruht, daß es im Körper in einen Botenstoff umgewandelt wird, das Stickoxid oder NO genannt wird.

NO ist außerhalb des Körpers ein instabiles, potentiell giftiges Gas, das während eines Blitzschlages und in Autoabgasen gebildet wird. Als Botenstoff im Körper spielt es jedoch eine entscheidende Rolle in der Regulation. Jeder Zelltyp und jedes Gewebe schickt und empfängt Nachrichten, die z.B. Muskelzellen anweisen, sich zu kontrahieren oder Fettellen, ihre Depots zu leeren. Mehrere Botenstoffsysteme regulieren unser Geflecht von Blutgefäßen, damit Sauerstoff-tragendes Blut zu den Geweben und Organen gelangt, die es am meisten benötigen, während gleichzeitig unser Blutdruck aufrechterhalten bleibt. Die verschiedenen Botenstoffe erweitern oder kontrahieren selektiv Blutgefäße und leiten so den Blutfluß je nach Bedarf zu z. B. dem gastrointestinalen Bereich nach einer Mahlzeit oder den Bewegungsmuskeln in einem Notfall.

Stickoxid befindet sich im Zentrum des wichtigsten Entspannungssystems, was erklärt, warum Nitroglyzerin Angina-Patienten hilft. Aber NO ist nicht nur von Bedeutung für Angina. Inhaliertes NO hilft frühgeborenen Babys, deren Lungenblutgefäße unzureichend Sauerstoff aufnehmen. Die örtliche Anwendung von mit NO-verwandten Medikamenten, könnte Zellwachstum und damit die Blockade reparierter Arterien verhindern. Medikamente, die NO am Ort einer Infektion freisetzen, könnten außerdem Immunzellen helfen, eindringende Pathogene und Tumorzellen zu eliminieren.

Angiogramm einer menschlichen Herzkranzarterie. (Dr. Curtis Green, Medizinisches Zentrum, Universität Vermont)

Wie oft in der Wissenschaft, führte der Weg zur Anwendung von NO in verschiedenartigen medizinischen Therapien über zufällige Beobachtungen und merkwürdige Verwicklungen. Weniger als ein Jahrhundert nach Alfred Nobels Tod, sollten die Preise, die auf seinem Vermögen basieren, an drei Forscher verliehen werden, die die Signalmechanismen des Körpers erforschten - Arbeiten, die letztendlich zu einem Verständnis davon führten , wie eine explosive Chemikalie gleichzeitig Schmerz lindern kann, der von kardiovaskulärer Krankheit verursacht wird.

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"Von Sprengstoffen zum Gas, das heilt", wurde von Wissenschaftsschriftsteller Dr. William Wells mit Unterstützung von Dr. David Bredt, Dr. Robert Furchgott, Dr. Louis Ignarro, Dr. Michael Marletta, Dr. Ferid Murad, Dr. Solomon Snyder, Dr. Steven Tannenbaum, und Sir John Vane geschrieben für die Serie "Jenseits von Entdeckungenâ: Der Weg von Forschung zum Nutzen für die Menschheit", einem Projekt der Nationalen Akademie der Wissenschaften.

Die Akademie, die ihren Sitz in Washington, D.C., hat, ist eine Gesellschaft bedeutender Gelehrter, die wissenschaftliche und technische Forschung betreiben und sich der Anwendung von Wissenschaft und Technologie für das öffentliche Wohlergehen widmen. Die Akademie fungiert seit mehr als einem Jahrhundert als unabhängiger, objektiver, wissenschaftlicher Berater der Nation. Die Internet-Adresse des Projektes ist www.BeyondDiscovery.org, und der volle Text aller Artikel dieser Serie kann darüber bezogen werden.

Dieser Beitrag wurde von der Camille und Henry Dreyfus Stiftung und der Nationalen Akademie der Wissenschaften finanziert.

© 2000 U.S. National Academy of Sciences, Mai 2000

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