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04.01.2016

Hustenschleimlöser regt die zelluläre Müllabfuhr an

Bisher war nur bekannt, wie der Arzneistoff Ambroxol, der seit mehr als dreißig Jahren zum Hustenlösen eingesetzt wird, Schmerzen lindert. Jetzt wurde der gesamte Wirkmechanismus identifiziert.

Seit mehr als drei Jahrzehnten wird der Arzneistoff Ambroxol bei Husten und festsitzendem Sekret in den Atemwegen eingesetzt. Bislang war lediglich geklärt, wie der Wirkstoff Schmerzen mindert. Forscher um Prof. Paul Dietl, Leiter des Instituts für Allgemeine Physiologie an der Uni Ulm, konnten nun den für die Schleimlösung verantwortlichen molekularen Mechanismus nachweisen: Ambroxol stimuliert mithilfe des Botenstoffs Kalzium (Ca2+) die Ausschleusung von Abfallprodukten aus der Zelle (siehe Cell Calcium 2015, Band 58/, Seite: 628–637). Die Wissenschaftler haben damit eine völlig neue Arzneistoff-„Spezies“ entdeckt, die neue Therapieansätze ermöglicht z.B. für neurodegenerative Krankheiten wie Parkinson, bei denen der Abtransport von nervenschädigenden Ablagerungen gestört ist.

Der Wirkstoff Ambroxol wird künstlich aus Vasicin hergestellt, dem medizinischen Inhaltsstoff des Indischen Lungenkrauts (Justicia adhatoda). Bislang stützten Wissenschaftler sich nur auf Vermutungen, wie es Ambroxol gelingt, die Fließeigenschaften und die Beschaffenheit des Schleims zu verändern und damit die Selbstreinigung der Atemwege anzuregen. „Ambroxol wirkt als eine Art zelluläre Müllabfuhr. Es ist uns gelungen, erstmalig den Mechanismus nachzuweisen, der die so genannte lysosomale Sekretion in den Epithelzellen der Lunge auslöst“, erläutert Prof. Dietl. Bei diesem Vorgang verschmelzen Zellorganellen, die Lysosomen, mit der Plasmamembran der Zelle und initiieren so die Ausschleusung von Zellabfall. Lysosomen, eine Art Magen der Zelle, bauen mithilfe von Säure und Enzymen zelluläre Abfallprodukte wie etwa alte oder fehlgebildete Proteine ab. Dieser Müll wird dann mittels einer Art Stofftransport, der so genannten Exozytose, aus der Zelle befördert.

Die Wissenschaftler klärten auch auf, wie Ambroxol konkret dazu beiträgt: Der Arzneistoff ist schwach basisch und setzt an den Lysosomen an, die einen sauren pH-Wert haben, wodurch sich dieser neutralisiert. Diese Veränderung setzt Kalzium (Ca2+), einen Botenstoff für die Exozytose, aus diesen sauren Ca2+-Speichern frei. Die daraus resultierende Erhöhung der Ca2+-Konzentration im Zytoplasma bewirkt, dass die Organellen mit der Plasmamembran verschmelzen: die lysosomale Sekretion beginnt. In bestimmten Zellen der Lunge werden auch Fette und fettlösliche Eiweiße in die Lysosomen verpackt. Das dadurch entstehende Surfactant ist eine nützliche Substanz, die die kleinen Atemwege offenhält und sie vor dem Verkleben schützt. Sie hilft sehr wahrscheinlich auch dabei, das zähe Hustensekret zu lösen und über den normalen Weg der Selbstreinigung abzutransportieren. Da Surfactant auch ein wichtiger Bestandteil des angeborenen Immunsystems ist, könnten mit den Ergebnissen erstmals auch seit langem bekannte Effekte von Ambroxol wie zum Beispiel die entzündungshemmende Wirkung erklärt werden. Surfactant bindet nämlich schädigende Partikel wie Bakterien oder Viren und bereitet sie so für den Abbau vor. Darüber hinaus verbessert Ambroxol bei bakteriellen Infekten die durch den bakteriellen Biofilm eingeschränkte Wirksamkeit bestimmter Antibiotika (wie Amoxicillin, Cefuroxim und Erythromycin).

Somit kann der Wirkstoff Ambroxol, der generell bei Infekten der unteren Atemwege empfohlen wird, um das Abhusten von Bronchialschleim zu erleichtern, also erheblich mehr als nur festsitzenden Schleim zu lösen.

Quelle: Universität Ulm