Der Stoff verleiht unserem Blut seine tiefrote Farbe: Das eisenhaltige Molekül Häm bildet in Verbindung mit Eiweißen in den roten Blutkörperchen Hämoglobin, das für den Sauerstofftransport im Körper eine zentrale Rolle spielt. Beim Abbau roter Blutkörperchen fallen im gesunden Körper große Mengen an Häm an, die nicht recycelt werden können. Weil das freigesetzte Häm giftig ist, wird es zunächst zu Bilirubin abgebaut. Unter hohem Energieaufwand folgt dann die Ausscheidung über die Galle. Gelingt das dem Körper nicht in ausreichendem Maß, sorgt das Bilirubin für die gelbliche Färbung der Augen und der Haut, die der Gelbsucht ihren Namen geben.
Oxidationsprodukte Z‑BOX A und Z‑BOX B spielen wichtige Rolle bei der Gelbsucht
Die Gelbsucht ist insofern keine eigenständige Krankheit. Vielmehr handelt es sich um ein Zeichen dafür, dass die oben genannten Abbau- und Ausscheidungsprozesse wegen einer Erkrankung des Blutes, der Leber oder der Galle gestört sind. „Lange Zeit galten die erhöhten Konzentrationen an Bilirubin auch als Ursache für verschiedene Komplikationen der Gelbsucht, vor allem Schädigungen im zentralen Nervensystem. Wir vermuten, dass auch weitere Häm-Abbauprodukte für einen Teil dieser Effekte verantwortlich sind“, so Prof. Dr. Michael Bauer. Der Anästhesist am Universitätsklinikum Jena erforscht diese Abbauprodukte und deren Rolle im Leberstoffwechsel.
In den Blickwinkel der Jenaer Forscher gerieten dabei Z‑BOX A und Z‑BOX B. Es handelt sich dabei um zwei niedermolekulare Verbindungen, die durch die Reaktion von Häm oder Bilirubin mit reaktiven Sauerstoffspezies entstehen. Die Forscher konnten aufzeigen, dass Z‑BOX A und Z‑BOX B bereits im Blut gesunder Menschen vorhanden sind. Bei einem gestörten Bilirubinstoffwechsel oder bei Patienten mit Leberversagen steigt ihre Konzentration jedoch auf das Zwanzigfache an. Weil zur Entgiftung eine weitere Akkumulation in der Leber stattfindet, können die untersuchten Abbauprodukte negative Folgen für die Leberfunktion haben.
Unterschiede der Oxidationsprodukte belegen ausgeklügelte Bau- und Funktionszusammenhänge
„Obwohl sich die Struktur der beiden Häm-Abbauprodukte nur in der Position von zwei Seitenketten unterscheidet, haben beide Verbindungen unterschiedliche körpereigene Interaktionspartner und Folgeeffekte auf die Leberzellen“, betont der Chemiker Raphael Seidel. In Zellkulturexperimenten konnten die Jenaer Wissenschaftler nachweisen, dass Z‑BOX A die Morphologie von Leberzellen beeinträchtigt und stärker mit dem intrazellulären Reduktionsmittel Glutathion reagiert als Z‑BOX B.
Mit Hilfe eines hochsensitiven Analyseverfahrens gelang es den Forschern im Tiermodell aufzudecken, dass der Körper Z‑BOX A bei Entgiftung über die Galle bevorzugt. Demgegenüber wird Z‑BOX B auf noch ungeklärte Weise aus dem Blut eliminiert. Michael Bauer: „Die derart unterschiedlichen Auswirkungen der beiden Häm-Abbauprodukte beweisen fein abgestimmte Struktur-Wirkungs-Beziehungen mit den zellulären Strukturen auf molekularer Ebene, wie etwa Transportproteinen oder Rezeptoren.“ Mit ihren Forschungsergebnissen öffnen die Jenaer Wissenschaftler eine neue Sicht auf grundlegende Zusammenhänge des Häm-Bilirubinstoffwechsels.
Quelle: idw