Herz-Kreislauf-Schwäche: Nitroxyl im Eignungstest

16. Juli 2014
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Bessere Durchblutung, ein niedriger Blutdruck und ein kräftiges Herz – diese Effekte wiesen Wissenschaftler nun bei der Erforschung des bisher wenig beachteten Wirkstoffes Nitroxyl nach. Gleichzeitig zeigten sie dessen Grenzen auf: Nitroxyl kann auch Entzündung und Schmerz fördern.

Der Wirkstoff Nitroxyl (HNO) stimuliert auf chemischem Wege ein Netz feinster Nervenfasern, das den ganzen Körper durchzieht und auch Herz und Blutgefäße umrankt. Diese sogenannten Nozizeptoren erweisen den Geweben des Körpers unentbehrliche Dienste. Sie regeln die Durchblutung und die Durchlässigkeit der Blutgefäßwände, steuern die Regeneration und rufen bei Bedarf Abwehrzellen herbei. Außerdem signalisieren sie drohenden und tatsächlichen Schaden und können, wenn kräftig erregt, Schmerz auslösen.

Diese Funktionen werden von Neuropeptiden ausgeübt, kurzlebigen Signalstoffen, die von den Nervenfasern freigesetzt werden, wenn sie gereizt werden. Einer der Signalstoffe, kurz: CGRP, ist der am stärksten und längsten wirkende Gefäßerweiterer und damit Blutdrucksenker, den man kennt. Außerdem wirkt CGRP am Herzen und steigert seine Schlagkraft und Durchblutung. „Das sind überaus wünschenswerte Eigenschaften für ein Medikament bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Doch als Arzneistoffe sind Peptide wie CGRP ungeeignet, weil sie immer gespritzt werden müssten und schnell abgebaut werden“, erläutert der Studienleiter Prof. Dr. Peter W. Reeh. Doch wie wäre es, wenn man die unzähligen Nervenfasern, die ohnehin ständig kleine Mengen CGRP abgeben, dazu bringen könnte, mehr davon freizusetzen? Natürlich ohne Schmerz zu erzeugen. Dieser Frage sind die Forscher nun weiter nachgegangen.

Ein Rezeptor namens TRPA1

Wie viel von dem durchblutungsfördernden CGRP freigesetzt wird, steuert ein Rezeptor namens TRPA1. Das ist ein universeller chemischer Sensor, der auf zahllose körpereigene und fremde Stoffe anspricht, darunter viele aus Gewürzpflanzen wie Knoblauch, Senf, Meerrettich. Rötung und Erwärmung sind eine typische Wirkung, wenn der Sensor stimuliert wird, ebenso wie brennender Schmerz. TRPA1 reagiert aber auch auf die Kombination von Stickstoffmonoxid (NO) und Schwefelwasserstoff (H2S), wie die Erlanger Forscher jetzt herausgefunden haben. Beide Gase sind eigentlich giftig, im Körper als Signalstoffe jedoch unentbehrlich. Die Chemiker im Team konnten mithilfe eines neuen Fluoreszenzfarbstoffes und spezieller elektrochemischer Messungen beobachten, dass beide Substanzen miteinander reagieren und dabei Nitroxyl entsteht. Über komplexe chemische Reaktionen aktiviert der Stoff den TRPA1-Sensor und entfaltet seine Wirkung auf das Herz-Kreislauf-System.

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Blutgefäße der Hirnhaut, eine kleine Arterie und eine Vene mit Seitenast, beide – wie alle Blutgefäße im Körper – umwickelt von Nervenfasern. Schon bei leichter Reizung schüttet die Faser den Signalstoff CGRP aus, wodurch sich die Blutgefäße erweitern. © Jochen Lennerz

Besonders wirksam bei Entzündungen, Diabetes oder Infarkt?

Der Vorteil: Als Medikament verabreicht würde Nitroxyl im ganzen Körper zur Wirkung kommen, im Gehirn, in Nerven, im Herzen, im Darm und in den Hirnhäuten – dort trägt übermäßig freigesetztes CGRP allerdings auch zu Kopfschmerz bei Migräne bei. Besonders wirksam dürfte HNO sein, wenn sich Gewebe in oxidativem Stress befinden wie bei Entzündung, Diabetes oder nach Infarkt.

Noch existiert kein Präparat, das gleichmäßig über längere Zeit HNO freisetzt. Allerdings gibt es Medikamente, die NO freisetzen, und an solchen, die H2S liefern, wird gearbeitet. Die Forschergruppe nährt mit ihrer Publikation Hoffnung auf solche Arzneimittel, zeigt aber gleichzeitig Grenzen auf: „Nitroxyl kann auch Entzündung und Schmerz fördern. Wie immer wird es eine Frage der Dosierung sein“, betont Professor Reeh.

Originalpublikation:

H2S and NO cooperatively regulate vascular tone by activating a neuroendocrine HNO– TRPA1– CGRP signalling pathway
Mirjam Eberhardt et al.; Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms5381
; 2014

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