Nitroglycerin: Wie ein hochexplosiver Stoff zum Herzmedikament wurde
Du kennst das Medikament – aber kennst du seine Geschichte?
Ein kleines Nitrospray gehört für viele Menschen mit Angina pectoris zum Alltag. Ein Sprühstoß unter die Zunge – und der Wirkstoff kann innerhalb kurzer Zeit seine gefäßerweiternde Wirkung entfalten.
Doch hinter diesem unscheinbaren Arzneimittel steckt eine Geschichte, die fast 180 Jahre zurückreicht. Sie führt von einem italienischen Chemielabor über Alfred Nobel und die Entwicklung des Dynamits bis zur modernen Herzmedizin.
Und sie beginnt mit einem Stoff, vor dem selbst sein Entdecker großen Respekt hatte.
1847: Die Entdeckung des Nitroglycerins
Der italienische Chemiker **Ascanio Sobrero** stellte 1847 erstmals Nitroglycerin her. Chemisch genauer sprechen wir heute von Glyceroltrinitrat (GTN).
Sobrero erkannte schnell, dass er es mit einer außergewöhnlichen Substanz zu tun hatte: Nitroglycerin war äußerst empfindlich und hochexplosiv.
Doch es zeigte noch eine andere Wirkung.
Bereits bei frühen Versuchen wurde deutlich, dass der Kontakt mit Nitroglycerin heftige, pulsierende Kopfschmerzen hervorrufen konnte.
Was damals vor allem unangenehm gewesen sein dürfte, war ein erster Hinweis auf die ausgeprägte Wirkung des Stoffes auf das menschliche Gefäßsystem.
Den Mechanismus dahinter kannte allerdings noch niemand.
Und dann kam Alfred Nobel
Eine häufig erzählte Geschichte müssen wir an dieser Stelle korrigieren:
Alfred Nobel hat Nitroglycerin nicht erfunden.
Als Nobel sich mit der Substanz beschäftigte, war sie bereits bekannt.
Seine große Leistung bestand darin, Möglichkeiten zu entwickeln, Nitroglycerin technisch besser handhabbar zu machen. 1867 ließ Nobel Dynamit patentieren.
Dynamit und Nitroglycerin sind deshalb auch nicht dasselbe. Nitroglycerin war ein wesentlicher Bestandteil der ursprünglichen Dynamitformulierung.
Während der Stoff damit Industrie und Sprengtechnik revolutionierte, entwickelte sich parallel eine ganz andere Geschichte.
Die Medizin begann sich für seine Wirkung auf den menschlichen Kreislauf zu interessieren.
1879: Nitroglycerin wird zum Arzneimittel
Der britische Arzt , William Murrell, untersuchte Nitroglycerin bei Patienten mit Angina pectoris.
1879 veröffentlichte er seine Beobachtungen im medizinischen Fachjournal "The Lancet".
Angina pectoris bezeichnet anfallsartige Beschwerden, typischerweise Druck, Enge oder Schmerzen im Brustkorb, die entstehen können, wenn zwischen Sauerstoffangebot und Sauerstoffbedarf des Herzmuskels ein Missverhältnis besteht.
Murrell beobachtete, dass Nitroglycerin solche Beschwerden lindern konnte.
Das Bemerkenswerte daran:
Die Medizin verwendete Nitroglycerin erfolgreich, obwohl man seinen heutigen molekularen Wirkmechanismus noch lange nicht kannte.
Wie wirkt Nitroglycerin eigentlich?
Heute verstehen wir wesentlich besser, was nach der Anwendung von Glyceroltrinitrat im Körper geschieht.
GTN muss zunächst bioaktiviert werden. Über mehrere Schritte entstehen beziehungsweise wirken bioaktive Stickstoffmonoxid-verwandte Spezies. Die Signalübertragung führt zur Aktivierung der löslichen Guanylatcyclase und zu einem Anstieg von cGMP in der glatten Gefäßmuskulatur.
Vereinfacht gesagt:
Die Gefäßmuskulatur entspannt sich und die Gefäße werden weiter.
Für die Wirkung bei Angina pectoris ist insbesondere die Erweiterung der venösen Gefäße wichtig.
Dadurch gelangt weniger Blut zum Herzen zurück. Die sogenannte Vorlast des Herzens sinkt, die Wandspannung kann abnehmen und das Herz benötigt weniger Sauerstoff.
Deshalb wäre die häufig verwendete Erklärung „Nitroglycerin sorgt einfach dafür, dass mehr Blut zum Herzen fließt“ zu kurz gegriffen.
Ein wesentlicher Teil der Wirkung besteht vielmehr darin, das Herz zu entlasten und seinen Sauerstoffbedarf zu reduzieren.
Die vielleicht erstaunlichste Wendung der Geschichte
Und hier schließt sich ein bemerkenswerter Kreis.
Alfred Nobel, dessen Name untrennbar mit Dynamit und der technischen Nutzung von Nitroglycerin verbunden ist, litt später selbst an Angina pectoris.
Seine Ärzte verordneten ihm ausgerechnet Nitroglycerin.
Nobel kommentierte diese Situation in seiner Korrespondenz selbst als eine Ironie des Schicksals.
Der Stoff, der einen wesentlichen Teil seiner industriellen Karriere geprägt hatte, begegnete ihm am Ende seines Lebens noch einmal – diesmal nicht als Sprengstoffbestandteil, sondern als Arzneimittel.
Was wir in der Apotheke unbedingt dazu sagen müssen
So faszinierend die Geschichte ist: Für die heutige Anwendung ist eine Wechselwirkung besonders wichtig.
Organische Nitrate wie Glyceroltrinitrat dürfen nicht zusammen mit bestimmten PDE-5-Hemmern angewendet werden.
Dazu gehören beispielsweise:
- Sildenafil
- Tadalafil
- Vardenafil
- Avanafil
Diese Wirkstoffe werden unter anderem zur Behandlung der erektilen Dysfunktion eingesetzt.
Sowohl Nitrate als auch PDE-5-Hemmer greifen in das cGMP-System ein. Werden sie kombiniert, kann sich die blutdrucksenkende Wirkung gefährlich verstärken.
Es kann zu einer ausgeprägten Hypotonie und schweren Kreislaufproblemen kommen.
Deshalb ist die Frage in der Apotheke nach weiteren Medikamenten keine Nebensächlichkeit und schon gar keine Neugier.
Sie kann für die Arzneimitteltherapiesicherheit entscheidend sein.
Auch der Wirkstoff Riociguat, ein Stimulator der löslichen Guanylatcyclase, darf nicht mit Nitraten kombiniert werden.
Warum Nitroglycerin Kopfschmerzen verursachen kann
Damit kommen wir zurück zu Sobreros Beobachtungen aus dem 19. Jahrhundert.
Kopfschmerzen gehören zu den bekannten unerwünschten Wirkungen von Nitraten. Sie stehen mit deren ausgeprägter gefäßerweiternder Wirkung in Zusammenhang.
Was die frühen Chemiker also am eigenen Körper bemerkten, war keine bedeutungslose Begleiterscheinung.
Es war ein sichtbarer Hinweis auf die starke biologische Wirkung des Moleküls.
Fast 180 Jahre in einem kleinen Arzneimittel
Die Geschichte von Glyceroltrinitrat zeigt etwas, das in der modernen Medizin leicht vergessen wird:
Arzneimittel entstehen nicht immer auf einem geraden Weg.
Manchmal wird zuerst ein Stoff entdeckt.
Dann beobachtet jemand eine unerwartete Wirkung.
Ärzte beginnen, diese Wirkung therapeutisch zu nutzen.
Und erst viele Jahrzehnte später verstehen Wissenschaftler im Detail, welcher biologische Mechanismus dahintersteckt.
Bei Nitroglycerin dauerte dieser Erkenntnisweg mehr als ein Jahrhundert.
Die Erforschung von Stickstoffmonoxid als Signalmolekül des Herz-Kreislauf-Systems wurde schließlich so bedeutend, dass Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro und Ferid Murad 1998 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckungen zur Rolle von NO im kardiovaskulären System erhielten.
Damit führt die Geschichte von Nitroglycerin von Sobrero über Nobel und Murrell bis hinein in die moderne Molekularpharmakologie.
Und genau das macht Arzneimittelgeschichte so spannend:
Hinter einer kleinen Packung, die wir heute selbstverständlich in der Apotheke in die Hand nehmen, können Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte menschlicher Beobachtung, Irrtümer, wissenschaftlicher Neugier und Forschung stecken.