NO-Beatmung
Unter NO-Beatmung versteht man eine Beatmung bei der zum normalen Beatmungsgasgemisch ein sehr kleiner Anteil Stickstoffmonoxid beigemengt wird.
Allgemeines[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Stickstoffmonoxid wird z.Zt. einzig durch die Firmal Linde AG zu medizinischen Zwecken vertrieben, die 1999 die Zulassung durch die Food and Drug Administration und im Jahr 2001 durch die Europäische Kommission erhalten hat. Es ist somit das erste erste Medizinische Gas. [1] Bis dahin wurde NO nur mittels off-label-use durch Eigenkonstruktionen verwendet
Indikation[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Indikation zur NO-Beatmung sind in der Pädiatrie/Neonatologie die Behandlung von Neugeborenen mit Lungenversagen mit erhötem Pulmonalisdrücken , sowie die Behandlung von ARDS und die Senkungen des Pulmonalisdrucks in der Herzchirurgie zur Rechtsherzentlasstung.
Wirkung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Das freie Radikal NO, das von den Stickoxid-Synthasen (NOS) synthetisiert wird, reagiert letztlich zu Nitrit und/oder Nitrat. Stickoxid besitzt ein ungepaartes Elektron. Es ist elektrisch neutral und diffundiert daher frei durch cytosolische und membranöse Kompartimente. Trotz seiner radikalischen Eigenschaften hat Stickoxid eine ungewöhnlich lange Halbwertszeit von 2–3 s in biologischen Systemen und von etwa 400 s (bei einer Konzentration von 1 μM) in reinem Wasser (<re>fHakim, Sugimori et al. 1996</ref>). Mathematische Modelle erlauben dabei den Schluss, dass Stickoxid - von einer punktförmigen Quelle für einige Sekunden freigesetzt - in biologischen Systemen etwa 200 μm diffundieren kann ([2]). Es wurde vorgeschlagen, dass Stickoxid das einzig bisher bekannte Radikal ist, welches unter biologischen Bedingungen eine ausreichende Stabilität besitzt, um als extrazellulärer „Messenger“ (Botenstoff) zu fungieren ([3]).
Der Begriff „nitrosativer Stress“ wird in den letzten Jahren dem des [w:[oxidativer Stress|oxidativen Stresses]] an die Seite gestellt ([4]). Es zeigte sich, dass viele Erscheinungen der Zellpathologie, die bisher den Folgen eines oxidativen Stresses zugeordnet wurden, zumindest teilweise als Ergebnis einer gesteigerten Produktion des Stickoxids zu erklären sind. Zum anderen demonstrieren Experimente, dass die destruktiven Eigenschaften des Stickoxids nicht, wie längere Zeit angenommen, von diesem selbst stammen, sondern vielmehr durch eines seiner Folgeprodukte, das Peroxynitrit (ONOO-), vermittelt sind ([5]). Peroxynitrit entsteht durch die diffusionslimitierte Reaktion von Superoxid (auch Hyperoxid genannt) und Stickoxid und ist aufgrund seines hohen Redoxpotentials wesentlich aggressiver als seine Vorläufermoleküle.
Ein Marker für nitrosativen Stress und oxidative Proteinschaedigung ist Nitrotyrosin. Wenn ONOO- Aminogruppen von Proteinen und Makromolekülen oxidiert werden, entstehen Nitroso-Aminosäurereste und nach Abbau oxidativ geschädigter Proteine mit NO-Tyr-Rest wird Nitrotyrosin freigesetzt. Werte ab 10 nmol/l Blut deuten auf nitrosativen Stress hin.
NO wird unter Verbrauch von NADPH durch NO-Synthasen (NOS) aus der Aminosäure L-Arginin und Sauerstoff hergestellt. Als weitere Endprodukte entstehen dabei Citrullin und Wasser. Es sind heute vier NOS-Isoformen identifiziert, von denen die endotheliale NOS (eNOS) und die neuronale NOS (nNOS) konstitutiv exprimiert werden, während die induzierbare NOS-Isoform (iNOS) auf transkriptioneller Ebene induzierbar ist. Alle vier Isoformen haben eine hohe Sequenz-Homologie zur Cytochrom P450-Reduktase und sind in spezifischen Zelltypen lokalisiert:
1. eNOS in den Zellen an der Innenseite von Blutgefäßen (Endothelzellen): NO bewirkt indirekt, durch Erhöhung des cGMP (Cyclisches Guanosinmonophosphat)-Spiegels die Relaxation der glatten Gefäßmuskulatur, was zu einer Vasodilatation und damit zu einer Absenkung der Nachlast des Herzens und des Blutdrucks führt. Durch diese Reaktion wurde die Wirkungsweise einer ganzen Gruppe von Medikamenten verständlich, darunter Amylnitrit, Nitroprussid und Nitroglycerin. Diese Medikamente setzen NO im Körper frei. Der gleiche Mechanismus liegt bei der diätetischen Behandlung von Arteriosklerose-Patienten mit Arginin selbst zugrunde. Das gasförmige NO wird im Rahmen spezieller Herzkatheteruntersuchungen verabreicht, um die Reaktion der Lungengefäße darauf zu testen.
2. iNOS in Makrophagen/Mikrogliazellen: Eine weitere Wirkung von NO ist der Schutz des Körpers vor Eindringlingen. So produzieren Makrophagen große Mengen von NO, das Bakterien und Zellen abtötet. Eine übermäßige Produktion von NO durch die Makrophagen kann auch Nebenwirkungen haben. So ist die gefährliche Absenkung des Blutdrucks bei einem septischen Schock zu erklären.
3. nNOS in Neuronen: NO ist auch im Gehirn nachweisbar. Dort übernimmt es die Funktion eines Neurotransmitters, wobei es unter anderem die Synthese von cGMP erhöht. Das kleine Molekül kann leicht in Zellen hinein- und hinausdiffundieren, da es membrangängig ist. Man vermutet auch, dass NO, bedingt durch seine schnelle Diffusion, relativ große Areale des ZNS modulieren kann.
4. mtNOS in Mitochondrien: mtNOS ist ein Stoffwechselmodulator für Synthese, Proliferation, Apoptose und Regulation des Sauerstoffverbrauchs. Die Einordnung als eigene Isoform ist fraglich, da die mtNOS eher als eine Splicing-Variante der nNOS angesehen wird.