Der Nobelpreisträger

Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 1998 wurde gemeinsam an Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro und Ferid Murad „für ihre Entdeckungen in Bezug auf Stickstoffmonoxid als Signalmolekül im Herz-Kreislauf-System“ verliehen.

Fotos: Copyright © Die Nobel-Stiftung
„Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 1998“.

Pressemitteilung

NOBELFÖRSAMLINGEN KAROLINSKA INSTITUTET
DIE NOBEL-VERSAMMLUNG AM KAROLINSKA INSTITUTET

NOBELPRISEN

Zusammenfassung

Stickoxid (NO) ist ein Gas, das Signale im Organismus überträgt. Die Signalübertragung durch ein Gas, das von einer Zelle erzeugt wird, durchdringt Membranen und reguliert die Funktion einer anderen Zelle, stellt ein völlig neues Prinzip für die Signalgebung in biologischen Systemen dar. Die Entdecker von NO als Signalmolekül werden mit dem diesjährigen Nobelpreis ausgezeichnet.

Robert F Furchgott, Pharmakologe in New York, untersuchte die Wirkung von Medikamenten auf Blutgefäße, erzielte jedoch oft widersprüchliche Ergebnisse. Das gleiche Medikament verursachte manchmal eine Kontraktion und bei anderen Gelegenheiten eine Dilatation. Furchgott fragte sich, ob die Variation davon abhängen könnte, ob die Oberflächenzellen (das Endothel) in den Blutgefäßen intakt oder geschädigt waren.

1980 demonstrierte er in einem genialen Experiment, dass Acetylcholin Blutgefäße nur bei intaktem Endothel erweiterte. Er kam zu dem Schluss, dass Blutgefäße erweitert sind, da die Endothelzellen ein unbekanntes Signalmolekül produzieren, das die glatten Gefäßmuskelzellen entspannen lässt. Er nannte dieses Signalmolekül EDRF, den Endothel-abgeleiteten Relaxationsfaktor, und seine Ergebnisse führten zu einer Suche nach dem Faktor.

Ferid Murad, MD und Pharmakologe jetzt in Houston, analysiert, wie Nitroglycerin und verwandte vasodilatatorische Verbindungen wirken und entdeckt, dass sie im Jahr 1977 Stickoxid freisetzen, die glatte Muskelzellen entspannt. Er war fasziniert von dem Konzept, dass ein Gas wichtige zelluläre Funktionen regulieren könnte und spekulierte, dass endogene Faktoren, wie Hormone, auch durch NO wirken könnten. Es gab jedoch keine experimentellen Beweise, um diese Idee zu unterstützen.

Louis J Ignarro, Pharmakologe in Los Angeles, nahm an der Suche nach der chemischen Natur von EDRF teil. Er führte eine brillante Reihe von Analysen durch und schloss 1986 zusammen mit und unabhängig von Robert Furchgott, dass EDRF identisch mit NO war. Das Problem wurde gelöst und Furchgotts Endothelfaktor identifiziert.

Als Furchgott und Ignarro auf einer Konferenz im Juli 1986 ihre Schlussfolgerungen vorstellten, löste dies eine Lawine von Forschungsaktivitäten in vielen verschiedenen Laboratorien auf der ganzen Welt aus. Dies war die erste Entdeckung, dass ein Gas als Signalmolekül im Organismus wirken kann.

Quelle:

www.nobelprize.org/prizes/medicine/1998/press-release

 

Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 1998

12. Oktober 1998/mark>

Die Nobelversammlung am Karolinska Institut hat heute beschlossen, den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für 1998 gemeinsam an Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro und Ferid Murad für ihre Entdeckungen zu „Stickoxid als Signalmolekül im Herz-Kreislauf-System“ zu verleihen.

  • Robert F. Furchgott
  • Louis J. Ignarro
  • Ferid Murad

Hintergrund

Stickoxid schützt das Herz, stimuliert das Gehirn, tötet Bakterien usw.

Es war eine Sensation, dass dieser einfache, gewöhnliche Luftschadstoff, der beim Verbrennen von Stickstoff entsteht, beispielsweise in Autoabgasen, wichtige Funktionen im Organismus ausüben kann. Es war besonders überraschend, da NO sich von allen anderen bekannten Signalmolekülen völlig unterscheidet und so instabil ist, dass es innerhalb von 10 Sekunden in Nitrat und Nitrit umgewandelt wird. Von NO wurde bekannt, dass es in Bakterien produziert wird, aber es wurde nicht erwartet, dass dieses einfache Molekül bei höheren Tieren, wie Säugetieren, von Bedeutung ist.

Weitere Forschungsergebnisse bestätigten schnell, dass NO ein Signalmolekül von zentraler Bedeutung für das Herz-Kreislauf-System ist und, dass es auch eine Reihe anderer Funktionen ausübt. Wir wissen heute, dass NO wie folgt agiert:

  • ein Signalmolekül im Nervensystem,
  • als Waffe gegen Infektionen,
  • als Regulator des Blutdrucks, und
  • als Torwächter des Blutflusses zu verschiedenen Organen.

NO ist in den meisten Lebewesen vorhanden und wird von vielen verschiedenen Arten von Zellen hergestellt.

  1. Wenn NO von der innersten Zellschicht der Arterien, dem Endothel, produziert wird, breitet es sich schnell durch die Zellmembranen zu den darunter liegenden Muskelzellen aus. Ihre Kontraktion wird durch NO ausgeschaltet, was zu einer Erweiterung der Arterien führt. Auf diese Weise steuert NO den Blutdruck und seine Verteilung. Es verhindert auch die Bildung von Thromben.
  2. Wenn sich in Nervenzellen NO bildet, breitet es sich schnell in alle Richtungen aus und aktiviert alle Zellen in der Nähe. Dies kann viele Funktionen modulieren, vom Verhalten bis zur gastrointestinalen Motilität.
  3. Wenn NO in weißen Blutkörperchen (wie Makrophagen) produziert wird, werden große Mengen erreicht und werden für eindringende Bakterien und Parasiten toxisch.

Impotenz

NO kann die Erektion des Penis durch Dilatation der Blutgefäße zu erektilen Körpern initiieren. Dieses Wissen hat bereits zur Entwicklung neuer Medikamente gegen Impotenz geführt.

NITROGLYCERIN

Alfred Nobel erfand Dynamit, ein Produkt, bei dem das explosionsgefährdete Nitroglycerin durch die Absorption in Kieselgur gedämpft wird, einem porösen Boden, der reich an Diatomeen-schalen ist. Als Nobel an einer Herzkrankheit erkrankte, verordnete sein Arzt Nitroglycerin. Nobel weigerte sich, es zu nehmen, da er wusste, dass es Kopfschmerzen verursachte und ausschloss, dass es Brustschmerzen beseitigen könnte. In einem Brief schrieb Nobel: Es ist ironisch, dass ich jetzt von meinem Arzt angewiesen werde, Nitroglycerin zu essen. Seit dem letzten Jahrhundert ist bekannt, dass der Sprengstoff Nitroglycerin eine wohltuende Wirkung gegen Brustschmerzen hat. Es würde jedoch 100 Jahre dauern, bis geklärt wäre, dass Nitroglycerin durch Freisetzung von NO-Gas wirkt.

Bedeutung in der Medizin heute und morgen

Herz

Bei Atherosklerose hat das Endothel eine verminderte Fähigkeit, NO zu produzieren. NO kann jedoch durch Behandlung mit Nitroglycerin bereitgestellt werden. Große Anstrengungen in der Wirkstoffforschung zielen derzeit darauf ab, basierend auf dem neuen Wissen über NO als Signalmolekül leistungsfähigere und selektivere Herzarzneimittel zu erzeugen.

Schock

Bakterielle Infektionen können zu Sepsis und Kreislaufschock führen. In dieser Situation spielt NO eine schädliche Rolle. Weiße Blutkörperchen reagieren auf bakterielle Produkte, indem sie enorme Mengen von NO freisetzen, die die Blutgefäße erweitern. Der Blutdruck sinkt und der Patient kann bewusstlos werden. In dieser Situation können Inhibitoren der NO-Synthese bei der Intensivbehandlung nützlich sein.

Lungen

Intensivpatienten können durch Inhalation von NO-Gas behandelt werden. Dies hat zu guten Ergebnissen geführt und sogar Leben gerettet. Zum Beispiel wurde NO-Gas verwendet, um gefährlich hohen Blutdruck in den Lungen von Säuglingen zu reduzieren. Die Dosierung ist jedoch kritisch, da das Gas in hohen Konzentrationen toxisch sein kann.

Krebs

Weiße Blutkörperchen verwenden NO nicht nur, um Infektionserreger wie Bakterien, Pilze und Parasiten abzutöten, sondern auch, um den Wirt gegen Tumore zu verteidigen. Wissenschaftler testen derzeit, ob NO dazu verwendet werden kann, das Wachstum von Tumoren zu stoppen, da dieses Gas den programmierten Zelltod, die Apoptose, induzieren kann.

Diagnostische Analysen

Entzündliche Erkrankungen können durch Analysieren der Produktion von NO aus z.B. Lunge und Darm. Dies wird für die Diagnose von Asthma, Colitis und anderen Krankheiten verwendet.
NO ist wichtig für den Geruchssinn und unsere Fähigkeit, verschiedene Düfte zu erkennen. Es kann sogar wichtig für unser Gedächtnis sein.

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