Nitroglyzerin: Grazer erzielen neue Erkenntnisse
Als Mundspray oder auch über ein Pflaster kann Nitroglyzerin Stickstoffmonoxid (NO) freisetzen, um Gefäße zu erweitern. Das kann etwa im Falle einer Koronaren Herzkrankheit Leben retten, bei der Ablagerungen in den Arterien zu einer Verengung der Herzkranzgefäße führen.
Dem molekularen Wirkmechanismus des Nitroglyzerins konnte das Team um Bernd Mayer vom Institut für Pharmazeutische Wissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz nun in Kooperation mit Forschern der Medizinischen Universität Graz und der Ruhr-Universität Bochum auf den Grund gehen.
Enzym für direkte NO-Freigabe verantwortlich
Die Wissenschaftler entdeckten, dass das Enzym Aldehyd-Dehydrogenase 2 im Körper aus Nitroglyzerin direkt – ohne die Beteiligung weiterer Prozesse – NO freisetzt. Die Forschungsergebnisse wurden in der jüngsten Ausgabe des Journal of Biological Chemistry veröffentlicht.
Dass die Aldehyd-Dehydrogenase 2 eine entscheidende Rolle bei der Freisetzung von NO aus Nitroglyzerin spielt, war der Wissenschaft bereits bekannt. Allerdings erfüllt das Enzym auch andere Aufgaben, und es war unklar, ob diese auch für die Wirkung von Nitroglyzerin relevant sind. „Um das zu überprüfen, haben wir eine Mutante der Aldehyd-Dehydrogenase 2 hergestellt, die – anders als das multifunktionale originale Enzym – ausschließlich NO bildet“, erklärt Bernd Mayer.
Gefäßerweiternde Wirkung von Nitroglyzerin erklärt
Dafür injizierten die Forscher Nitroglyzerin gemeinsam mit der Mutante in glatte Muskelzellen, denen die Aldehyd-Dehydrogenase 2 fehlt. Mit einer neu entwickelten Methode konnten sie den NO-Gehalt intrazellulär messen.
Das Ergebnis: „Die Mutante reichte für die NO-Freisetzung aus“, berichtet Mayer. „Damit haben wir erstmals nachgewiesen, dass die direkte Bildung von Stickstoffmonoxid durch die Aldehyd-Dehydrogenase 2 die gefäßerweiternde Wirkung von Nitroglyzerin vollständig erklärt“, fasst der Pharmakologe zusammen.
Problematik der Nitrat-Toleranz bleibt
Laut Mayer bleibt jedoch noch ein Problem: Nitroglycerin verliert seine Wirksamkeit, wenn man es länger als 24 Stunden verabreicht - ein Phänomen, das als Nitrat-Toleranz bezeichnet wird. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Aktivitätsverlust des Enzyms hauptverantwortlich für das Eintreten der Toleranz ist. An dieser Frage wollen die Grazer Forscher nun weiterarbeiten.