Einfluss von NO bei Störung der Ca2+-, K+- und Na+-Homöostase auf die Funktion von Hirnmitochondrien bei Einschränkung der oxidativen Phosphorylierung - eine Untersuchung an isolierten Mitochondrien zu Mechanismen der Neurodegeneration

Neurodegeneration nach Schlaganfall sowie bei der Parkinsonschen oder Huntingtonschen Erkrankung ist durch den Untergang neuronaler Zellen gekennzeichnet. Es ist bekannt, dass Mitochondrien als "Kraftwerke der Zelle" in diesen pathophysiologischen Situationen eine besondere Rolle spielen. Als Produzenten von reaktiven Sauerstoffspezies tragen sie zur Schädigung zellulärer Komponenten, wie z. B. Proteine, Lipide und DNA, bei. Auf der anderen Seite werden sie von reaktiven Sauerstoffspezies selbst geschädigt. Eine wesentliche Rolle bei der Schädigung der Mitochondrien spielt die Störung der Ionenhomöostase. Bei Einschränkungen der mitochondrialen Energieversorgung (Ischämie, Trauma, genetische Defekte) kommt es zum Einstrom von Ca und Na in das Zytosol neuronaler Zellen. Im Gegenzug erniedrigt sich die K-Konzentration. Erhöhte Ca-Konzentrationen stimulieren die Produktion von NO durch die mitochondriale NO-Synthase, wodurch die Produktion des hochreaktiven Peroxynitrits möglich wird. In der Literatur sind sowohl protektive als auch schädigende Wirkungen von NO, insbesondere bei transienter Ischämie, beschrieben. Zur Interaktion erhöhter NO-Konzentrationen in Mitochondrien und einer geänderten Ionenhomöostase liegen bisher wenig Erkenntnisse vor. Die Untersuchung des Zusammenspiels von geänderten Ionenkonzentrationen und NO bei der Schädigung von Mitochondrien ist weder am intakten Organ noch auf zellulärer Ebene hinreichend erfolgt.