Wien/Washington - Seit mehr als 100 Jahren wird Lachgas (N2O; "Stickoxidul") für Allgemeinnarkosen eingesetzt. Doch wie es wirkt, war bisher unklar. Bisher gab es keine Studien am lebenden Organismus. Mit einer in den USA im Rahmen eines Erwin-Schrödinger-Stipendium-Aufenthaltes an der Washington University (St. Louis) entstandenen Arbeit hat jetzt der Wiener Anästhesist und Intensivmediziner Dr. Peter Nagele (AKH) den Wirkmechanismus aufgeklärt. Die Studie erschien am 8. Juni in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

"In der Allgemeinnarkose werden seit Jahrzehnten so genannte volatile Narkotika, zum Beispiel Halothan oder Isofluran, und Lachgas eingesetzt. Vor rund 30 Jahren gab es eine Theorie, wonach alle diese Narkosemittel unspezifisch und über einen gemeinsamen Mechanismus wirken würden", sagte Nagele.

Mehrere Wirkungsmechanismen

Doch an dieser "Einheitstheorie über Narkotika" kamen zunehmend Zweifel auf. Volatile Anästhetika haben mehrere Wirkungsmechanismen. Ein Haupteffekt betrifft eine Verstärkung der Rezeptoren für die Gamma-Amino-Buttersäure (GABA). Das heißt, dass sie die Wirkung von hemmenden Nerven-Kontaktstellen (Synapsen) verstärken. Dort setzen auch Beruhigungsmittel wie die Benzodiazepine an.

Hingegen bewirkt die Stimulierung von Synapsen, welche Glutamat als Nervenbotenstoff benutzen, eine Aktivierung nachgeschalteter Nervenzellen. Da die Narkose ein schlafähnlicher Zustand ist, sollte man ihn also entweder durch eine Aktivierung hemmender Synapsen (GABA) oder eine Hemmung aktivierender Synapsen (Glutamat) erreichen.

Doch erst 1997 gab es in Laboruntersuchungen Hinweise darauf, dass Lachgas eben den Glutamat- oder NMDA-Rezeptor (N-Methyl-Aspartat-Rezeptor) ansprechen dürfte. Der Beweis dafür am lebenden Organismus fehlte aber noch.

Erbrachter Beweis

Diesen Beweis hat Nagele im Rahmen eines Forschungsaufenthaltes erbracht. Dabei untersuchte der Anästhesist und Intensivmediziner Fadenwürmer ("Nematoden", C. elegans), also einfachste mehrzellige Lebewesen, die als Modellorganismen verwendet werden. Sie haben nur rund 300 Nervenzellen.

Unter dem Mikroskop gemessen wurde der Effekt von Luft, Lachgas bzw. volatilen Narkotika auf die typischen Bewegungen der Würmer. Das wurde sowohl bei "normalen" C. elegans-Exemplaren getan als auch bei Würmern, bei denen die NMDA-Rezeptoren durch Gen-Knock-out ausgeschaltet worden waren.

Grundlagenforschung

Das Ergebnis: Volatile Anästhetika paralysierten die Würmer. Lachgas hingegen führte zu ganz charakteristischen Änderungen in den koordinierten Bewegungen von C. elegans. Exemplare dieser Nematoden ohne NMDA-Rezeptoren blieben gegenüber Lachgas resistent. Der Wissenschafter: "Volatile Anästhetika wirkten gänzlich anders als Lachgas. Das ist ein sehr starker Hinweis darauf, dass die Einheitstheorie der Anästhesie nicht korrekt ist."

Nagele weiter: "Das ist zunächst Grundlagenforschung. Doch man könnte natürlich versuchen, Moleküle zu finden, welche wie das Lachgas auf den NMDA-Rezeptor wirken, aber nicht dessen Nebenwirkungen haben." Das "traditionsreiche" Narkotikum entfaltet seinen Effekt jedenfalls an jenen Rezeptoren, an denen auch Drogen wie LSD ansetzen. (APA)