Stress, nitrosativer

Nitrativer Stress

nitrosative stress; nitroxidative stress

Nitrosativer Stress ist die Imbalanz zwischen Bildung und Beseitigung von reaktiven Stickstoffspezies (Reaktive Stickstoffspecies) (RNS). Er wird von reaktiven Sauerstoffspezies (Reaktive Sauerstoffspecies; ROS) unterstützt bzw. ermöglicht. Übermäßige Belastung (pathologischer Stress) durch RNS schädigt Zellen, (Metallo-)Proteine, Lipide, DNA, Mitochondrien und Stoffwechselprodukte und ist an zahlreichen Krankheiten beteiligt.

Das Stickstoffmonoxid-Radikal (^.NO) und Citrullin werden durch eine der 3 Isoformen der NO-Synthasen aus Arginin und Sauerstoff gebildet. Als Immunantwort auf Bakterien und Parasiten werden in Makrophagen und neutrophilen Granulozyten durch die induzierbare NOS größere Mengen NO (und ROS) gebildet, die gemeinsam die Erreger abtöten und/oder zur Apoptose oder Nekrose der betroffenen Zellen führen können. Durch ROS (vorwiegend durch das Superoxidradikal) wird NO in stark oxidierende und aggressive Folgeprodukte umgewandelt. Besonders die Bildung von Peroxynitrit (ONOO^–) wird durch Infektionen, Entzündungen (aktiviert durch Zytokine, INF-γ und TNF-α) und akute kardiovaskuläre Krankheiten verstärkt (bis zum Millionenfachen). Nitrosativer Stress wird auch durch starke körperliche Belastung, Nitrat-belastete Lebensmittel, Smog, Autoabgase, Pestizide, Potenzmittel, Statine, Textilhilfsmittel und Kosmetika ausgelöst.

Die nitrosative und nitrative Modifizierung (S-Nitrosylierung und Nitration, Modifikation, posttranslationale) von Proteinen, Enzymen und Lipiden verändert Struktur und Funktion der Makromoleküle, deren Signalübermittlung und die zelluläre Organisation. Durch Hemmung der Atmungskette kommt es zu Energiedefiziten, auch an neuronalen und kardialen Zellen, zu endothelialer Dysfunktion sowie Störungen des Zitratzyklus und des Lipidmetabolismus. Nitrosativer Stress ist offenbar an verschiedenen Krankheiten beteiligt: Alzheimer- und Parkinson-Krankheit, Colitis ulcerosa, rheumatoide Arthritis, Typ-2-Diabetes, Atherosklerose, Asthma und septischer Schock. Gleichzeitiger oxidativer Stress und endotheliale Dysfunktion zerstören Kofaktoren (Tetrahydrobiopterin) und entkoppeln die endotheliale NO-Synthase, sodass weniger NO, aber vermehrt ROS produziert werden.

Labordiagnostisch ist der nitrosative Stress nur begrenzt zu erfassen, da die Kenngrößen auch durch andere Prozesse entstehen oder zerstört werden können. Im Urin wird die Messung von Nitrophenylessigsäure und Citrullin (4- bis 10-fach erhöht, normal <100 μmol/L) empfohlen. Im Plasma wird 3-Nitrotyrosin mit ELISA oder HPLC gemessen. Die unspezifische Griess-Methode (Nitrit im Urin) für Nitrat/Nitrit ist nicht für die Quantifizierung von NO verwendbar.