Medizin

Giftiges Kohlenmonoxid als effektives Medikament

Erst die Dosis macht das Gift: Kohlenmonoxid ist als heimtückisches Atemgift gefürchtet. Nun haben Forscher herausgefunden, dass es auch heilende Eigenschaften besitzt. In winzigen Dosen verbessert es die Organdurchblutung und könnte für die Behandlung von Schlaganfällen eingesetzt werden.

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Man kann es weder sehen noch riechen. Wer es unbemerkt einatmet, den kann es das Leben kosten, denn CO hindert das Blut an der Sauerstoffaufnahme. Das Gas entsteht bei Schwelbränden und kommt in Autoabgasen vor.

Aber Kohlenmonoxid kann auch heilen. Weltweit wird jetzt geforscht, wie Kohlenmonoxid in der Medizin genutzt werden kann. "Die positiven Effekte sind erst seit kurzer Zeit überhaupt bekannt", sagt der Biophysiker Stefan H. Heinemann vom Zentrum für molekulare Biomedizin der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Kohlenmonoxid kann die Durchblutung von inneren Organen verbessern, unterdrückt Abstoßungsreaktionen nach Organtransplantationen und vermindert Schäden, die durch eine Unterbrechung der Blutzufuhr eines Organs verursacht werden. Bei chronischer Darmentzündung wirkt es entzündungshemmend.


Kohlenmonoxid wird vom menschlichen Körper selbst produziert. Britische Forscher sprechen von drei bis sechs Kubikzentimeter CO pro Tag. 70 bis 80 Prozent davon entsteht aus dem Häm. Das ist der im körpereigenen Blutfarbstoff Hämoglobin eingebettete Sauerstoffträger. Die Neigung von CO, am isolierten Häm zu binden, ist 26 000 Mal stärker als die von Sauerstoff. Beim Abbau des Hämoglobins wird das CO frei. Das führt beispielsweise zur Weitung von Blutgefäßen, was wiederum blutdrucksenkend wirkt und die Durchblutung von inneren Organen wie Leber und Nieren verbessern kann.

Bislang wusste jedoch niemand, worauf die positive Wirkung des Kohlenmonoxids genau beruht. Das Geheimnis eines Teils davon - des Einflusses auf die Blutgefäße - haben die Jenaer Forscher um Professor Heinemann gemeinsam mit Kollegen der University of Pennsylvania in Philadelphia gelüftet. "Wir konnten zeigen, dass Kohlenmonoxid direkt an einen sogenannten Ionenkanal bindet", sagt Heinemann. Ionenkanäle sind Eiweißmoleküle, die verschließbare Poren in Zellmembranen bilden. Auf Signale aus der Zelle öffnen sich die Kanäle und lassen bestimmte Mineralien passieren. So auch bei den Kanälen, an denen CO bindet. "Durch die Bindung öffnet sich der Kanal und lässt Kalium-Ionen aus den Zellen ausfließen", erklärt der Professor.

In den Zellen von Blutgefäßen, wo diese Ionenkanäle vorkommen, führt die Kalium-Freisetzung zur Erschlaffung der Gefäßwände. "Die Art, wie CO an den Kanal bindet, ist ein vollkommen neues biologisches Konzept", sagt der Professor. Ob diese Wechselwirkung von Kohlenmonoxid mit Ionenkanälen auch für die positive Wirkung auf das Immunsystem verantwortlich ist, bleibt noch zu klären.

"Hier öffnet sich ein ganz neues Forschungsgebiet", schwärmt Heinemann. Innerhalb der nächsten anderthalb Jahre will sich eine Arbeitsgruppe, an der Chemiker, Biochemiker, Neurologen und Intensivmediziner beteiligt sind, intensiv mit der Wirkung des Kohlenmonoxids in den Blutgefäßen und im Nervensystem beschäftigen. So interessiert die Wissenschaftler die Frage, unter welchen Bedingungen CO im Körper entsteht.

Das könnte beispielsweise bei der schnellen Behandlung eines Schlaganfalls helfen. Die Jenaer betreiben zunächst reine Grundlagenforschung, die birgt aber nach eigener Einschätzung ein großes Potenzial für die klinische Anwendung.