Kohlenmonoxid Molekularer Wirkmechanismus von Kohlenmonoxid aufgeklärt

Mediziner und Grundlagenforscher weltweit sehen im Gas Kohlenmonoxid derzeit einen großen Hoffnungsträger für die Medizin. Forscher aus Jena konnten jetzt zeigen, dass das Gas an Ionenkanäle binden und die Erschlaffung von Gefäßwänden hervorrufen kann.

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Friedrich-Schiller-Universität Jena

Jena – Kohlenmonoxid entsteht beim Abbau des Blutfarbstoffs Hämoglobin. Das Gas kann die Weitung von Blutgefäßen hervorrufen und dadurch blutdrucksenkend wirken. Darüber hinaus kann sich die Durchblutung von inneren Organen, wie Leber oder Nieren verbessern.

„Diese positiven Effekte sind erst seit kurzer Zeit bekannt“, erläutert Prof. Dr. Stefan H. Heinemann, Friedrich-Schiller-Universität Jena. Kohlenmonoxid werde im Körper selbst produziert und könne dort durchaus positive Wirkungen entfalten.

Gemeinsam mit Kollegen der Universität von Pennsylvania in Philadelphia haben Prof. Heinemann und sein Team erste Anhaltspunkte dafür gefunden, worauf diese Wirkung beruht. Sie konnten zeigen, dass Kohlenmonoxid an einen Ionenkanal bindet, der in Blutgefäßzellen vorkommt. Durch die Bindung des Kohlenmonoxids öffnet sich der Kanal und lässt Kaliumionen aus den Zellen ausfließen. Als Folge erschlaffen die Gefäßwände

Mittlerweile widmet sich eine interdisziplinäre Arbeitsgruppe diesem Thema, an der neben Heinemanns Team auch Chemiker und Biochemiker der Uni Jena und des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) sowie Neurologen und Intensivmediziner des Jenaer Uniklinikums beteiligt sind. Unter anderem wollen die Forscher die Frage beantworten, unter welchen Bedingungen Kohlenmonoxid im Körper entsteht.

Das Wissen um die Wirkungen von Kohlenmonoxid bieten laut einer Pressemitteilung großes Potenzial für die klinische Anwendung. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass das Gas die Abstoßung von Organtransplantaten verringern kann. Ob dieser Effekt ebenfalls auf der von Prof. Heinemann und seinen amerikanischen Kollegen entdeckten Wechselwirkung von Kohlenmonoxid mit Ionenkanälen zurückzuführen ist, bleibt noch zu klären.

Originalpublikationen: Hou S, Xu R, Heinemann SH, Hoshi T.: The RCK1 high-affinity Ca2+ sensor confers carbon monoxide sensitivity to Slo1 BK channels. Proceedings of the National Academy of Sciences (2008), 105, 4039-4043

Hou S, Xu R, Heinemann SH, Hoshi T.: Reciprocal regulation of the Ca2+ and H+ sensitivity in the SLO1 BK channel conferred by the RCK1 domain. Nature Structural and Molecular Biology (2008), 15(4), 403-410

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