De Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde van 1998 werd gezamenlijk toegekend aan Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro en Ferid Murad ‘voor hun ontdekking betreffende stikstofmonoxide als signaalmolecuul in het cardiovasculaire systeem’.
“De Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde1998”
NOBELFÖRSAMLINGEN KAROLINSKA INSTITUTET
LA ASAMBLEA DE NOBEL EN KAROLINSKA INSTITUTET
Stikstofmonoxide (NO) is een gas dat signalen in het organisme doorgeeft. Signaaloverdracht door een gas dat door één cel wordt geproduceerd, membranen doordringt en de functie van een andere cel reguleert, vertegenwoordigt een geheel nieuw principe voor signalering in biologische systemen. De ontdekkers van NO als signaalmolecuul krijgen de Nobelprijs van dit jaar.
Robert F Furchgott, farmacoloog in New York, bestudeerde het effect van medicijnen op bloedvaten maar bereikte vaak tegenstrijdige resultaten. Hetzelfde medicijn veroorzaakte soms een samentrekking en bij andere gelegenheden een dilatatie. Furchgott vroeg zich af of de variatie zou kunnen afhangen van het feit of de oppervlaktecellen (het endotheel) in de bloedvaten intact of beschadigd waren.
In 1980 toonde hij aan, in een ingenieus experiment, dat acetylcholine de bloedvaten alleen verwijde als het endotheel intact was. Hij concludeerde dat de bloedvaten zijn verwijd omdat de endotheelcellen een onbekend signaalmolecuul produceren dat ervoor zorgt dat vasculaire gladde spiercellen ontspannen. Hij noemde dit signaalmolecuul EDRF, de van endotheel afkomstige ontspanningsfactor, en zijn bevindingen leidden tot een zoektocht naar deze ontspanningsfactor.
Ferid Murad, MD en farmacoloog, in Houston, analyseerden hoe nitroglycerine en verwante vasodilaterende verbindingen in 1977 werkten en ontdekten dat ze stikstofmonoxide afgeven, dat de gladde spiercellen ontspant. Hij was gefascineerd door het concept dat een gas belangrijke cellulaire functies kon reguleren en speculeerde dat endogene factoren zoals hormonen ook via NO zouden kunnen werken. Er was echter op dat moment geen experimenteel bewijs om dit idee te ondersteunen.
12 Oktober 1998
De Nobelprijsbijeenkomst in Karolinska Institutet heeft vandaag besloten om de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde voor 1998 gezamenlijk toe te kennen aan: Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro en Ferid Murad voor hun ontdekkingen met betrekking tot "stikstofmonoxide als een signaalmolecuul in het cardiovasculaire systeem".
Robert F. Furchgott
Louis J. Ignarro
Ferid Murad
Louis J Ignarro, farmacoloog in Los Angeles, nam deel aan de zoektocht naar de chemische aard van EDRF. Hij voerde een briljante reeks analyses uit en concludeerde in 1986, samen met en onafhankelijk van Robert Furchgott, dat EDRF identiek was aan NO. Het probleem werd opgelost en de endotheliale factor van Furchgott was geïdentificeerd.Toen Furchgott en Ignarro hun conclusies presenteerden op een conferentie in juli 1986, veroorzaakte het een lawine van onderzoeksactiviteiten in veel verschillende laboratoria over de hele wereld. Dit was de eerste ontdekking dat een gas kan fungeren als een signaalmolecuul in het organisme.
Stikstofoxide beschermt het hart, stimuleert de hersenen, doodt bacteriën, etc.
Het was een sensatie dat deze eenvoudige, gemeenschappelijke luchtverontreiniging, die wordt gevormd wanneer stikstof brandt, bijvoorbeeld in uitlaatgassen van auto's, belangrijke functies in het organisme kan uitoefenen. Het was bijzonder verrassend omdat NO volledig verschilt van elk ander bekend signaalmolecuul en zo onstabiel is dat het binnen 10 seconden wordt omgezet in nitraat en nitriet. Van NO was bekend dat het in bacteriën werd geproduceerd, maar van dit eenvoudige molecuul werd niet verwacht dat het belangrijk was in hogere dieren zoals zoogdieren.
Nadere onderzoeksresultaten bevestigden snel dat Stikstofmonoxide een signaalmolecuul is van cruciaal belang voor het cardiovasculaire systeem en dat Stikstofmonoxide werkt als:
NO is aanwezig in de meeste levende wezens en gemaakt door veel verschillende soorten cellen.
Hart: Bij atherosclerose heeft het endotheel een verminderd vermogen om NO te produceren. NO kan echter worden geleverd door behandeling met nitroglycerine. Grote inspanningen op het gebied van geneesmiddelen ontdekking zijn momenteel gericht op het genereren van krachtige en selectieve hart medicijnen op basis van de nieuwe kennis van NO als een signaalmolecuul.
Shock: bacteriële infecties kunnen leiden tot sepsis en shock van de bloedsomloop. In deze situatie speelt NO een schadelijke rol. Witte bloedcellen reageren op bacteriën door enorme hoeveelheden NO af te geven die de bloedvaten verwijden. De bloeddruk daalt en de patiënt kan bewusteloos raken. In deze situatie kunnen remmers van NO-synthese nuttig zijn in de behandeling van intensieve zorg.
Longen: Intensive care-patiënten kunnen worden behandeld door inhalatie van NO-gas. Dit heeft goede resultaten opgeleverd en zelfs levens gered. Er is bijvoorbeeld NO-gas is gebruikt om gevaarlijk hoge bloeddruk in de longen van zuigelingen te verminderen. Maar de dosering is van cruciaal belang omdat het gas bij hoge concentraties toxisch kan zijn.
Kanker: witte bloedcellen gebruiken NO niet alleen om infectieuze agentia te doden, zoals bacteriën, schimmels en parasieten, maar ook om de gastheer te verdedigen tegen tumoren. Wetenschappers testen momenteel of NO kan worden gebruikt om de groei van tumoren te stoppen, omdat dit gas geprogrammeerde celdood, (apoptose) stimuleert.
Impotentie: NO kan de erectie van de penis initiëren door de bloedvaten naar de penis te verwijden. Deze kennis heeft al geleid tot de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen tegen impotentie.
Diagnostische analyses: Ontstekingsziekten kunnen worden onthuld door analyse van de productie van NO uit b.v. longen en darmen. Dit wordt gebruikt voor de diagnose van astma, colitis en andere ziekten. NO is belangrijk voor de reukzin en ons vermogen om verschillende geuren te herkennen. Het kan zelfs belangrijk zijn voor ons geheugen.
Alfred Nobel vond dynamiet uit, een product waarbij de explosieve nitroglycerine wordt afgeremd door te worden geabsorbeerd in kiezelgoer, een poreuze grond die rijk is aan diatomeeën.
Toen Nobel werd getroffen door hartaandoeningen, schreef zijn arts nitroglycerine voor. Nobel weigerde het te nemen, wetende dat dit hoofdpijn veroorzaakte en uitsloot dat het pijn op de borst kon elimineren. In een brief schreef Nobel: Het is ironisch dat ik nu door mijn arts ben besteld om nitroglycerine te eten. Het is sinds de vorige eeuw bekend dat de explosieve, nitroglycerine, gunstige effecten heeft tegen pijn op de borst. Het zou echter 100 jaar duren voordat het duidelijk was dat nitroglycerine werkt door NO-gas vrij te geven.
