Gasotransmitter sind gasförmige Stoffe, die vom menschlichen Körper selbst produziert werden und als Signalmoleküle wirken, wobei zu diesen bekannten Gasotransmittern Stickstoffmonoxid, Kohlenmonoxid und Schwefelwasserstoff gehören, die als hochtoxisch gelten. Die Gase Stickstoffmonoxid, Kohlenmonoxid und Schwefelwasserstoff wurden daher bisher im Laufe der Geschichte als nutzlose toxische Gase ignoriert, wobei diese Moleküle ein klassisches Beispiel für die dosisabhängige Hormesis sind, dass also eine niedrige Dosis vorteilhaft sein kann, während eine fehlende oder übermäßige Dosis nachteilig ist. Neben ihrer Funktion als Botenstoffe schützen diese Gase Zellen vor oxidativem Stress und wirken nach neueren Studien der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen entgegen. Werden diese Stoffe hingegen exzessiv ausgeschüttet, etwa im Zuge chronischer Entzündungen, können sie Nervenzellen angreifen und dadurch umgekehrt etwa die Alzheimerdemenz begünstigen.
Gasotransmitter sind unter Standardbedingungen gasförmig, die in Zellen synthetisiert werden und vor allem in der interzellularen Kommunikation eine wichtige Rolle spielen.
- Stickstoffmonoxid (NO) ist ein farb- und geruchloses Gas, das an der Luft instabil ist. Nach der meist unerwünschten Entstehung etwa bei Verbrennungsvorgängen in der Industrie existiert es in der Regel nur wenige Sekunden und ist viel Sauerstoff vorhanden, bindet es diesen rasch und wird zu Nitrit oder Nitrat oxidiert. Befindet sich NO in der Atemluft, können die kleinen Gasmoleküle bis tief in die Lungenbläschen eindringen und die Schleimhäute angreifen, was langfristig zu Atemwegserkrankungen führt.
- Kohlenstoffmonoxid (CO) ist ein farb- und geruchloses und stark brennbares Gas, und entsteht bei der unvollständigen Oxidation von kohlenstoffhaltigem Material wie Holz und Kohle. So können die Abgase von Autos einige Prozent an Kohlenmonoxid enthalten, wobei Abgaskatalysatoren den Anteil aber stark reduzieren, indem sie es mit zusätzlichem Sauerstoff zu CO2 oxidieren. Bereits ein Prozent in der Atemluft ist in wenigen Minuten tödlich, da das Molekül den Sauerstoff im Blut und in der Muskulatur verdrängt, da es extrem an das Transportprotein Hämoglobin bindet und die Versorgung der Organe und des Gehirns mit Sauerstoff verhindert.
- Schwefelwasserstoff (H2S) ist ein farbloses, extrem giftiges und auch übel riechendes Gas und verströmt den Geruch fauler Eier. Dieses Gas ist ein Begleiter vieler Zersetzungsprozesse, die etwa auf Mülldeponien, im Abwasser oder in unserem Darm stattfinden. Das Gas reizt die Schleimhäute, die Lunge und die Augen und bei längerer Einwirkung von hohen Konzentrationen können dauerhafte Schäden zum Beispiel an der Hornhaut oder in der Lunge entstehen. Die toxische Wirkung beruht auf der Zerstörung des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin, wodurch die Zellatmung gelähmt werden kann, aber auch Schäden im zentralen Nervensystem sind möglich.
Eine der wichtigsten Aufgaben der Gasotransmitter ist vermutlich der Schutz der Zellen gegenüber oxidativem Stress, der von reaktionsfreudigen Sauerstoffverbindungen verursacht wird, die mit Zellmolekülen wie Lipiden, Proteinen und Nukleinsäuren reagieren und so Schaden anrichten.
Literatur
Deeg, J. (2022). Gasotransmitter. Flüchtig, giftig, überlebenswichtig.
WWW: https://www.spektrum.de/news/gasotransmitter-giftige-gase-als-botenstoffe/2032864 (22-11-10)
https://en.wikipedia.org/wiki/Gasotransmitter (19-12-17)