Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lokalanästhetika - mehr als nur Schmerzmittel

20.09.2002


  • Neue Erkenntnisse zur Entzündungshemmung
  • Preisgekrönte Forschungsarbeiten der Universitätsklinik für Anästhesiologie Heidelberg

Lokalanästhetika wie Lidocain und verwandte Stoffe könnten künftig möglicherweise auch als Entzündungshemmer eingesetzt werden. Einen Grundstein für diese Weiterentwicklung hat ein Forscherteam der Universitätsklinik für Anästhesiologie Heidelberg mit seinen molekularbiologischen Arbeiten gelegt.

Die moderne Medizin wäre ohne sie kaum vorstellbar: Sie machen Zahnbehandlungen erträglich, schalten den Schmerz bei lokal begrenzten Eingriffen aus und sind wichtiger Bestandteil der Schmerztherapie. Lokalanästhetika werden seit langem erfolgreich und vielfältig eingesetzt. Dennoch war bislang wenig darüber bekannt, warum lokale Betäubungsmittel nicht nur Schmerz lindern, sondern u.a. auch Entzündungen hemmen oder das Thromboserisiko vermindern können. Dr. Dr. Markus W. Hollmann von der Universitätsklinik für Anästhesiologie Heidelberg, und sein Forschungsteam haben nun die molekularen Mechanismen näher charakterisiert. Für seine Arbeiten erhielt der Projektleiter der Arbeitsgruppe "Alternative Effekte von Lokalanästhetika" im Juli 2002 zum zweiten Mal in Folge den "Ben Covino Research Award" der International Anesthesia Research Society (IARS). Zudem wurde er in den vergangenen drei Jahren jeweils für seine Arbeiten von der American Society of Anesthesiologists (ASA) ausgezeichnet.

Schmerzblockade durch Auslöschen des elektrischen Signals

Wie entsteht Schmerz? Unser Körper verfügt über ein Warnsystem, das ihm mögliche Bedrohungen eindringlich und unmittelbar meldet. Rund drei Millionen "Schmerzsensoren", spezialisierte Zellen, die auf schmerzhafte Reize reagieren, sind an freien Nervenendigungen im Körper verteilt, besonders an seiner Oberfläche. Bei Kontakt mit Hitze, bestimmten Stoffen oder etwa einem scharfen Gegenstand, werden die Sensoren erregt und schicken elektrische Signale über Nervenfasern in das Rückenmark und schließlich ins Gehirn, das Schmerzen wahrnimmt.

Lokalanästhetika verhindern, dass die Schmerzreize ins Gehirn gelangen. Dabei blockieren sie Natriumkanäle in den Wänden der Nervenzellen, winzige Poren, die sich auf einen Schmerzreiz hin öffnen und Natrium in die Zelle strömen lassen. Dies führt zur elektrischen Erregung der Zelle, die als Schmerzsignal ans Gehirn weitergeleitet wird. Das elektrische Schmerzsignal erlischt, wenn die Kanäle blockiert sind.

Molekularbiologie hilft bei der Aufklärung der Wirkmechanismen

Doch Lokalanästhetika sind wesentlich vielseitiger: Sie hemmen Entzündungsprozesse, beeinflussen die Blutgerinnung und schwächen eine Verkrampfung der Bronchialmuskulatur ab. Diese Effekte sind vor, während und nach der Operation durchaus wünschenswert, werden allerdings von anderen Medikamente wesentlich stärker hervorgerufen. Neuere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass Lokalanästhetika einzigartig sind, da sie die durch eine Operation ausgelöste überschiessende Entzündungsreaktion und Blutgerinnung auf ein normales Maß reduzieren können, ohne dabei die physiologische Funktion dieser Systeme zu beeinträchtigen.

Warum haben Lokalanästhetika diese zusätzlichen Effekte? Die Heidelberger Wissenschaftler fanden heraus: Lokalanästhetika verändern nicht nur die Durchlässigkeit von Natriumkanälen, sondern sind an weiteren Stellen der Zelloberfläche aktiv. "Wir konnten nachweisen, dass Lokalanästhetika an eine Reihe von sogenannten G-Protein gekoppelten Rezeptor-Molekülen binden", erläutert Dr. Hollmann. Dabei handelt es sich um Proteine, die auf der Außenseite der Zelle als Andockstellen u.a. für Lokalanästhetika dienen. Ein Teil des Rezeptormoleküls reicht durch die Zellmembran ins Innere der Zelle und ist dort mit dem sogenannten G-Protein verbunden. "Lokalanästhetika dringen auch ins Zellinnere. Dort treten sie mit bestimmten Typen von G-Proteinen in Wechselwirkung", erklärt Dr. Hollmann. Die Aktivität des G-Proteins wird sowohl durch die Bindung an den Rezeptor als auch an das G-Protein in der Zelle beeinflusst. Diese Blockierung findet nicht nur bei Nervenzellen, sondern auch bei anderen Zelltypen statt und ruft die "Nebenwirkungen" hervor. Als Folge produzieren etwa weiße Blutzellen weniger Sauerstoffradikale, die Entzündungsreaktionen in Gang halten.

Neue Medikamente hemmen spezifisch Entzündungen

Dem Heidelberger Team gelang es, die Bindungsstellen der Lokalanästhetika durch künstlich veränderte Rezeptormoleküle zu identifizieren. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass nach langfristiger Anwendung von Lokalanästhetika die Signalweiterleitung an einem Großteil der G-Protein gekoppelten Rezeptoren blockiert war. "Unsere Ergebnisse sind ein Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Medikamente. Auf der Basis von Lokalanästhetika versuchen wir Substanzen zu finden bzw. herzustellen, die eine höhere Potenz haben, spezifische G-Protein-Untereinheiten zu blockieren und somit möglicherweise die Entzündung stärker beeinflussen", sagt Dr. Hollmann. Wichtig ist, dass diese Substanzen sehr spezifisch sind: Sie blockieren weder Natriumkanäle, noch üben sie einen negativen Einfluss auf die physiologische Funktion von Blutgerinnung und Entzündung aus.

Dr. Annette Tuffs | idw

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Kokosöl verlängert Leben bei peroxisomalen Störungen
20.06.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Überdosis Calcium
19.06.2018 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorhersage von Kristallisationsprozessen soll bessere Kunststoff-Bauteile möglich machen

20.06.2018 | Materialwissenschaften

Agrophotovoltaik goes global: von Chile bis Vietnam

20.06.2018 | Energie und Elektrotechnik

Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

20.06.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics