Medizinnobelpreis 1982: Sune Bergström — Bengt Ingemar Samuelsson — John Robert Vane

Medizinnobelpreis 1982: Sune Bergström — Bengt Ingemar Samuelsson — John Robert Vane

 

Die beiden Schweden und der Brite wurden für ihre Entdeckung der Prostaglandine und verwandte biologisch aktive Substanzen ausgezeichnet.

 

 Biografien

 

Sune Karl Bergström, * Stockholm 10. 1. 1916; 1947-58 Professor in Lund und dann bis 1980 am Karolinska Institut in Stockholm, 1977-82 Vorsitzender des beratenden Ausschusses für medizinische Forschungen bei der Weltgesundheitsorganisation (WHO) in Genf.

 

Bengt Ingemar Samuelsson, * Halmstad (Schweden) 21. 5. 1934; ab 1958 am Karolinska-Institut in Stockholm, ab 1962 dort Professor, 1978-83 Dekan der medizinischen Fakultät und ab 1983 Rektor.

 

Sir (seit 1984) John Robert Vane, * Tardebigg (England) 29. 3. 1927; 1966-73 Professor in London; ab 1973 Forschungsleiter der Wellcome-Stiftung, ab 1986 Leiter des William Harvey-Forschungsinstituts in London.

 

 Würdigung der preisgekrönten Leistung

 

Die Prostaglandinforschung begann vor etwa 70 Jahren. Damals hatte der schwedische Physiologe Ulrich von Euler-Chelpin (Nobelpreis 1970) in der Samenflüssigkeit und den Samenblasen (Vesiculae seminales) von Tieren und vom Menschen eine Substanz entdeckt, die die Kontraktion der weichen Muskeln der Gebärmutter bewirkten. Von Euler nannte den neuen Faktor Prostaglandin. Der Name leitet sich von Eulers irrtümlichen Annahme ab, dass die Substanzen nur in der Prostata gebildet werden. Tatsächlich entstehen sie aber in nahezu allen Organen. Eine Freisetzung der Prostaglandine findet statt, wenn Gewebestörungen auftreten. Die Prostaglandine sollen die Herstellung der normalen Funktion bewirken. Sie werden deshalb auch als lokale Gewebshormone bezeichnet. Sie verhindern plötzliche Veränderungen in den Zellen.

 

 Merkwürdige Substanzen mit seltsamen Eigenschaften

 

Prostaglandine und verwandte Verbindungen sind Teil eines neu entdeckten biologischen Systems. Sie werden aus ungesättigten Fettsäuren aufgebaut, vor allem aus Arachidonsäure. Diese ist Bestandteil der Zellmembran, in der auch die Prostaglandine produziert werden. Ein sehr junges Mitglied der Prostaglandin-Familie ist die Leukotriengruppe, deren Verbindungen vor allem in der Lunge und den weißen Blutkörperchen gebildet werden. Die Freisetzung von Leukotrienen unter allergischen und entzündlichen Bedingungen ist wahrscheinlich für die charakteristischen Symptome dieser Krankheiten verantwortlich.

 

Prostaglandine werden in der klinischen Medizin häufig eingesetzt, vor allem in der Geburtshilfe und der Frauenheilkunde. Mit diesen Verbindungen und deren Analoga lassen sich auch erfolgreich Kreislaufbeschwerden und Magengeschwüre behandeln. Verbindungen, die die Bildung von Prostaglandinen wirkungsvoll verhindern, lindern die Schmerzen, die Menstruationsbeschwerden, Gallen- und Nierensteine hervorrufen.

 

Den eigentlichen Durchbruch in der Prostaglandinforschung schaffte in den 1950er-Jahren die Gruppe um Sune Bergström, als es ihr gelang, die zwei wichtigsten Prostaglandine, PGE und PGF, in reiner Form darzustellen und ihre chemische Struktur aufzuklären. Sie entdeckte auch, dass die Verbindungen aus Arachidonsäure entstehen. Diese ungesättigte Fettsäure findet sich in den meisten Körperzellen. Durch Bergströms Erkenntnis der Bedeutung des Arachidonsäure-Stoffwechsels rückte der Stoffwechsel ungesättigter Fettsäuren in den Brennpunkt der Forschung.

 

Bengt Samuelsson war Anfang der 1960er-Jahre noch Mitarbeiter Bergströms. Ab 1965 gehörte er selbst zu den führenden Biochemikern in der Prostaglandinforschung. Seine Arbeitsgruppe hat den Arachidonsäure-Stoffwechsel detailliert aufgeklärt. Er erkannte zwei Äste des Stoffwechselwegs. Im einen werden die Endoperoxide, das sind stabile Prostaglandine und die eher instabilen Thromboxane und das Prostacyclin, gebildet. Der andere führt zur Bildung der Leukotriene. Seine Entdeckungen waren bahnbrechend für das Erkennen der biologischen Bedeutung des Arachidonsäure-Stoffwechsels und der Prostaglandine.

 

Der von russischen Immigranten abstammende John Vane leistete fundamentale Beiträge zur Aufklärung des Prostaglandinsystems. Seine wissenschaftliche Laufbahn begann, als er mit zwölf Jahren zu Weihnachten einen Chemiebaukasten geschenkt bekam. Der erste Rückschlag kam mit der ersten Explosion, die er in der Küche seines Elternhauses produzierte und die die Tapete in ein schmutziges Grün verwandelte. Doch sein Vater hatte viel Verständnis für den Forscherdrang des Sohnes und richtete ihm kurze Zeit später im Garten eine kleine Hütte ein. »Das wurde mein erstes echtes Labor. Meine chemischen Experimente nahmen sehr schnell ganz neue Dimensionen an«, erinnert er sich. Seine wichtigsten wissenschaftlichen Leistungen sind die Entdeckung des Prostaglandins Prostacyclin (PGI₂) und die Aufklärung seiner biologischen Funktionen. Es gelang ihm auch der außerordentlich wichtige Nachweis, dass die in der Welt am häufigsten genutzte Droge, die Acetylsalicylsäure, und verwandte entzündungshemmende Drogen die Synthese der Prostaglandine verhindern. Steroidhormone zeigten ähnliche Eigenschaften. Steroide blockieren beide Zweige des Arachidonsäure-Stoffwechsels, während die Acetylsalicylsäure nur die Bildung der Endoperoxide hemmt.

 

 Die Arachidonsäure steht im Mittelpunkt

 

Prostaglandine sind, häufig in sehr niedriger Konzentration, an einer großen Zahl biochemischer Prozesse beteiligt. Die Wirkungsweise der einzelnen Prostaglandine ist dabei sehr unterschiedlich. Die Stoffwechselprodukte der Endoperoxide, der stabilen Prostaglandine, der Thromboxane und von Prostacyclin werden defensive Hormone genannt. Deren Aufgabe ist es vor allem, die Integrität des Organismus zu schützen. Sie werden freigesetzt, wenn die Homöostase, das heißt, die Aufrechterhaltung des inneren Milieus des Körpers mithilfe von Regelsystemen, durch Traumata, Krankheiten oder die verschiedenen Stressfaktoren gefährdet ist.

 

Beispielsweise werden Prostaglandine permanent im Magen gebildet, wo sie die Gewebeschädigung durch Salzsäure verhindern. Ist die Prostaglandinbildung verhindert, kann sich sehr schnell ein Magengeschwür bilden.

 

Stehen die Nieren unter Stress, entweder durch mangelnde Sauerstoffversorgung oder durch zu niedrigen Blutdruck, werden Hormone wie das Renin und Angiotensin freigesetzt, die zur Wiederherstellung des notwendigen Blutdrucks beitragen. Diese Hormone bewirken wiederum die Freisetzung von PGE, das die Wirkung des Angiotensins beeinflusst. Ist PGE in der Niere blockiert, verfallen die renalen Funktionen sehr schnell, so als ob die Hormone unkontrolliert aktiv wären.

 

Ein kontinuierlicher Blutfluss ist notwendige Voraussetzung für eine geregelte Energieversorgung der Zellen. Ein Loch in der Wand eines Blutgefäßes muss die Blutzellen durch Verklumpungsprozesse unmittelbar beeinflussen. Dies ist ein wichtiger Schutzprozess gegen einen lebensbedrohenden Blutverlust. Doch auch eine Thrombose kann den Tod verursachen. Beim natürlichen Schutz vor Blutgerinnseln spielen die Prostaglandine eine wichtige Rolle.

 

U. Schulte