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Konzentrationen an zirkulierendem NO und Nitraten im 24h Sammelurin. Folglich
scheinen diese Zustände ebenfalls mit einer erhöhten Produktion an NOs
einherzugehen (Moncada et al., 1993; Vallance et al., 1992). Einmal aktiviert,
produzieren sie große Mengen an NO, was im Zusammenhang mit dem septischen
Schock von großem pathogenetischen Interesse ist. Dennoch konnte die iNOS nicht
direkt als Quelle dieser NO-Produktion identifiziert werden, da NO-Inhibitoren nicht-
selektiv alle NO-Synthetasen blockieren. Ein Dilemma, das hinreichend auch aus
anderen Bereiche bekannt ist – eine selektive Forschung und/ oder Behandlung mit
einzelnen NOS ist nur möglich, wenn man in der Lage wäre, selektive NO-Inhibitor für
die einzelnen Unterklassen der NOS zu entwickeln.
Es wird ersichtlich, wie vielfältig und komplex das L-Arginin/NO-System aufgebaut ist.
Es bedarf noch weiterergehender Forschung, die einzelnen biochemischen Abläufe
hinreichend zu verstehen und sich diese pharmako-therapeutisch zu nutze zu machen.
Die folgende Tabelle fasst noch einmal kurz die wichtigsten Eckpunkte der
verschiedenen NO-Synthetasen zusammen.
I.4.7 Nebenwirkungen
In höheren Dosierungen kann L-Arginin bei intravenöser Gabe zu lokalen Irritationen
und Phlebitis führen auf Grund der hohen Osmolarität der Lösung. Versehentliche
Extravasion kann zu lokalem Gewebeschaden und Nekrose führen (Baker et al., 1991).
Ein einerseits therapeutisch wünschenswerter vasodilatatorischer Effekt, kann auf der
anderen Seite zu Hypotension führen (Nakaki et al., 1990; Paton et al., 1990). Auf
Grund möglicher anaphylaktischer Reaktionen sollte L-Arginin nicht bei Personen mit
Neigung zur Atopie verabreicht werden (Tiwary et al., 1973). Ebenfalls beschrieben
sind in der Literatur Änderungen im Säure-Base- und Elektrolythaushalt wie
Hyperkaliämie (Bushinsky et al., 1978), Hyperphosphatämie (Massara et al., 1981),
metabolische Azidose (Orchard et al., 1994) und die damit verbundenen Änderungen
der Natrium-Clearance (Alberta et al., 1967).
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ecNOS (Typ III)
iNOS (Typ II)
bNOS (Typ I)
Vorkommen
Endothelzellen
Makrophagen, viele andere
Gewebe
Cerebrum, Cerebellum,
PNS
Ca2+/ Calmodulin-Abhängigkeit
Ja
Nein
Ja
Stimulatoren „Scherkräfte“,
Bradykinin, Thrombin,
Acetylcholin
IL-1β, IF-
γ, γ-Strahlen, TNF α
L-Glutamat, Lithium
Inhibitoren
L-NMMA, L-NAME
L-NMMA, L-NAME, L-NIL
L-NMMA, L-NAME, 7-
Nitroindazol
Enzymlokalisation Membrangebunden/
Zytosolisch
Zytosolisch Zytosolisch
NO-Produktionsgeschwindigkeit
pmol (Sekunden)
nmol (h bis d)
pmol (Sekunden)
Funktionen: Vasodilatation
Thrombozyten-
Aggregationshemmun
g
Zytotoxizität:
- Mikroorganismen (Fungi,
Helminthen, Mykobakterien,
Parasiten u.a.)
- Auto-Immunprozesse
- Tumorzellen
Inhibition: Leukopedese
Induktion: Apoptose
Antiproliferativ
Prostaglandinsynthese
↑
Autoimmunprozesse
Neurotransmission
PNS & ZNS:
- Hippokampus
- Gastrointestinaltrackt
- Penile Erektion
Abbildung 3 - Die Charakteristika der verschiedenen konstitutiven und induzierbaren NOS (*PNS =
peripheres Nervensystem)
I.5 Ziel der Studie
In der Diskussion um L-Arginin stehen im Mittelpunkt Fragen zur direkten oder
indirekten Aktivierung des Stickstoffmonoxid-Systems, Freisetzung vasoaktiven Insulins
und unspezifischen Effekten. Unklar bleibt bislang wie L-Arginin an Gefäßen
vasodilatatorisch wirkt. Möglicherweise ist die L-Arginin-vermittelte Vasodilatation teils
abhängig von der Aktivierung des NO-Systems und gesteigerter Insulinsekretion. Ziel
dieser Studie war es, diese weitergehend zu erforschen. Bei der Eruierung des
Mechanismus der L-Arginin-induzierten Vasodilatation und dessen Effekte auf NO-
abhängige und NO-unabhängige Abläufe,
wurden folgende Möglichkeiten der Inter-
aktion gewählt und untersucht: direkte Stimulation
der NO-Synthese und Insulin-
vermittelte Vasodilatation.
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Um die Beteiligung des Insulins am vasodilatatorischen Effekt des L-Arginins zu
beleuchten, wurde die Vasodilatation des L-Arginins mit und ohne euglykämische
Hyperinsulinämie studiert. Wir induzierten eine Hyperinsulinämie, um eine mögliche
Vasodilatation via Insulinstimulation auszuschließen.
In Studie II wurde geklärt, ob Insulin dosisabhängig die L-Arginin-verursachte
Vasodilatation triggert.
Ein zusätzlicher vasodilatatorischer Effekt wird unter Umständen durch Stimulation des
L-Arginin/ NO-Wegs oder anderer Mechanismen induziert.
Um die unspezifisch induzierte Vasodilatation zu analysieren, applizierten wir D-Arginin
in der Abwesenheit einer Hyperinsulinämie. Abhängig von den Ergebnissen am
Studientag IC führten wir einen zusätzlichen Studientag durch. Wir applizierten hierbei
D-Arginin unter hyperinsulinämischen Bedingungen.
Wir führten die Untersuchungen an den Gefäßbetten des Auges und der Niere durch,
weil diese besonders sensibel sind für die Effekte des L-Arginins und direkten
Untersuchungen frei zugänglich sind.