I over hundrede år har man brugt nitroglycerin – dynamittens ... - Elbo

infolink2003.elbo.dk

I over hundrede år har man brugt nitroglycerin – dynamittens ... - Elbo

eskæftiget med at fravriste

dette tilsyneladende uanseelige

molekyle sine hemmeligheder.

Det hele startede

med dynamit

Hvordan gik det til, at en forurenende

gas i atmosfæren

kunne blive opgraderet til et

livsvigtigt biologisk stof? Overraskende

nok, startede det hele

for over hundrede år siden med

dynamitten og dens bestanddel,

nitroglycerin. De fl este, der har

haft et hjertetilfælde eller er pårørende

til en hjertepatient ved,

at nitroglycerin hjælper mod

smerter i brystet (også kaldet

angina pectoris). Når åreforkalkning

forsnævrer et af blodkarrene

(arterierne) omkring

hjertet mindskes iltforsyningen

til hjertet, og det giver smerter.

Allerede i slutning af 1800-tallet

var læger klar over, at nitroglycerin

kunne bruges til at

lette disse smerter i brystkassen,

dog uden at vide hvorfor.

Svenskeren Alfred Nobel, som

opfandt dynamitten og som

Nobel-prisen er opkaldt efter,

led selv af dårlig hjerte og fi k

nitroglycerin på recept.

Næsten hundrede år senere, i

1980’erne, var nogle amerikanske

forskere bl.a. Robert Furchgott

fra Brooklyn, New York og

Louis Ignarro fra Los Angeles,

Californien på jagt efter det

stof, som får den glatte muskulatur

i arterierne til at slappe

af. Arterier består hovedsageligt

af to slags celler, et ydre lag

muskelceller (glat muskulatur)

og et indre lag såkaldte endothelceller,

der er i kontakt med

blodet. Det stof, som Furchgott

og Ignarro jagtede, blev udskilt

af endothelcellerne, men stoffet

forsvandt til forskernes frustration

i løbet af få sekunder, og var

derfor næsten umuligt at måle.

I mangel af bedre havde

Robert Furchgott kaldt stoffet

EDRF (endothelium derived

relaxing factor).

Det ideelle signalstof

Samtidig med Furchgott og

Ignarros forsøg på at indkredse

EDRF havde lægen Ferid

Murad fra Texas opdaget, at

nitroglycerin og lignende stoffer

forårsager afslapning af blodkar

ved at aktivere et bestemt

enzym (guanylat cyclase), der

fi ndes i arteriernes glatte muskulatur.

Alle disse stoffer havde

en ting tilfælles; de var nemlig i

stand til at frigive NO. Kunne

NO være den mystiske EDRF?

Mange skeptikere mente, at det

bare var et pudsigt sammentræf.

NO der var kendt som en

forurenende gas kunne måske

nok udvide et stykke arterie i et

laboratorium, men det kunne

næppe dannes i levende organismer!

De tre forskere holdt dog

fast i deres ide.

Furchgott og Ignarro beviste

i 1987 uafhængigt af hinanden,

at de to stoffer NO og EDRF

havde identiske kemiske egenskaber,

og kunne endeligt give

EDRF et navn, nemlig NO.

Efter denne opdagelse blev man

hurtigt klar over, at NO var det

ideelle signalstof: Det kan frit

passere cellemembranen, det

aktiverer bestemte signalveje (se

boks) og det nedbrydes hurtigt,

når det kommer i kontakt med

forskellige andre stoffer, bl.a. ilt.

Furchgott, Ignarro og Murad

blev tildelt Nobelprisen i fysiologi

og medicin i 1998, hvilket

ville have glædet hjertepatienten

Alfred Nobel. Og lige siden

er forskernes interesse for NO

verden over vokset kolossalt

nærmest eksplosivt!

NO som signalstof

Signalstoffer er molekyler, der

frigøres fra en celle og påvirker

en anden celle. Nitrogenoxid

(NO) adskiller sig fra andre

kendte signalstoffer (som f.eks.

hormoner) ved at være et frit

radikal. Dette betyder i kemisk

forstand, at NO har en fri eller

uparret elektron. Som andre frie

radikaler vil NO gerne parre sin

frie elektron, ligesom når plus

og minus i to magneter tiltrækkes.

Ved de lave koncentrationer,

der fi ndes i vores krop, reagerer

NO målrettet med få bestemte

molekyler som regel med metalioner

i proteiner (f.eks. guanylat

cyklase eller hæmoglobin,

som begge indeholder jern) eller

med andre frie radikaler (f.eks.

ilt for at danne nitrit). Denne

egenskab gør NO velegnet som

et specifi kt signalstof.

A k t u e l N a t u r v i d e n s k a b | 2 | 2 0 0 6

Røde blodlegemer

Endothelceller

Glatmuskulatur

(i arterievæg)

M O L E K Y L Æ R F Y S I O L O G I

Nitrogenoxider

Der fi ndes seks forskellige gasarter, der er dannet af forbindelser

mellem nitrogen og oxygen. Som oftest forkortes disse nitrogenoxider

(eller kvælstofi lter) blot til NO x . Denne fællesbetegnelse kan altså

godt forveksles med den specifi kke forbindelse nitrogenoxid (NO), der

optræder i denne artikel, og som også benævnes nitrogenmonoxid.

Nitrogenoxider dannes som biprodukt ved forbrændingsprocesser,

og da de fungerer som drivhusgasser, forsøger man at begrænse udledningen

af dem.

De seks nitrogenoxider:

NO Nitrogenmonoxid

NO 2 Nitrogendioxid

N 2 O (lattergas) Dinitrogenoxid

NO overalt

I dag ved man, at NO dannes

i arteriens endothelceller af enzymet

NO-syntase. Herfra diffunderer

NO ind i den nærliggende

glatte muskulatur, hvor

det aktiverer sit mål, enzymet

guanylat cyklase (se boks). Når

dette enzym aktiveres afslappes

den glatte muskulatur i arterierne.

Denne proces medvirker

til at holde arterier åbne i kroppen

og spiller derfor en vigtig

rolle i kontrollen af blodtrykket.

Den populære medicin

Viagra til behandling af impotens

forstærker virkningen

af guanylat cyklase, således at

blodtilførslen til det mandlige

NO

Figuren viser et skematisk

tværsnit af en arterie. NO

produceres i endothelceller og

diffunderer (her vist i form af

en orange sky) til den glatte

muskulatur. Her bindes NO til

enzymet guanylat cyklase, som

NO

GTP cGMP

N 2 O 3 Dinitrogentrioxid

N 2 O 4 Dinitrogentetraoxid

N 2 O 5 Dinitrogenpentoxid

kønsorgan øges, hvilket fremkalder

rejsning.

Det er også blevet klart, at

NO ikke bare produceres i arterierne,

men i mange forskellige

celler og vævstyper. Selv

hjernen danner NO. Nogle

nerveceller kommunikerer således

ved at frigive og modtage

små mængder NO, endda ved

at bruge de samme enzymer

som endothelcellerne og de

glatte muskelceller i arterierne.

Under nøje kontrol

NO er uskadeligt i de små koncentrationer,

der fi ndes under

normale forhold i vores krop.

Man regner med, at NO-kon-

Viagra

X

Enzymet

guanylat

cyklase

nedbrydning

Afslapning i

glatmuskulatur

danner endnu et signalstof,

cyklisk GMP (cGMP). Dette gør,

at glatmuskulaturen slapper af

og at blodkar åbner sig. Impotensmedicinen

Viagra forhindrer

nedbrydelsen af cGMP og forstærker

derved NO’s virkning.

5

More magazines by this user
Similar magazines