Stockholm. Sowohl Mensch als auch Tier benötigen Sauerstoff in ihren Zellen – um zu wachsen, um Nahrung in Energie umzuwandeln, um Tätigkeiten zu verrichten oder auch, um neues Gewebe zu bilden. Das Versorgungssystem ist damit Grundvoraussetzung für das Leben im Allgemeinen. Diese Bedeutung des Sauerstoffs für die Zellfunktion und damit des Stoffwechsels ist der Menschheit seit Jahrzehnten bewusst. Doch wurde lange Zeit nicht verstanden, wie Zellen mit der unterschiedlichen Verfügbarkeit des Elements umgehen.

Die drei Wissenschafter William G. Kaelin, Sir Peter J. Ratcliffe und Gregg L. Semenza haben mit ihren Forschungen auf diesem Gebiet einen wichtigen Beitrag zur Aufklärung geleistet. Dafür wurden sie am Montag mit dem Nobelpreis für Medizin geehrt. Nämlich für ihre Entdeckungen, die zum Verständnis der Mechanismen führen, wie Zellen den vorhandenen Sauerstoffgehalt spüren und für den Körper nutzbar machen. Die Entdeckungen der drei Forscher haben auch den Weg für erfolgsversprechende neue Strategien geebnet, um gegen Anämien, Krebs und viele andere Erkrankungen ankämpfen zu können, schreibt das Nobelpreis-Komitee in seiner Zusammenfassung.

Körper passt sich an

Rund ein Fünftel der Erdatmosphäre besteht aus Sauerstoff mit seiner bekannten Formel O2. Während der Evolution haben Tier und Mensch Mechanismen entwickelt, die gewährleisten, dass Gewebe und Zellen ausreichend damit versorgt sind. Die Karotisdrüse, die sich neben den Hauptschlagadern am Hals befindet, trägt spezialisierte Zellen, denen es möglich ist, den Sauerstoffgehalt regelrecht zu spüren. Das ermöglicht dem Körper, sich an unterschiedlich hohe und damit auch niedrige Sauerstoffwerte anzupassen. Ein Beispiel dafür sind Muskeln bei intensiver Belastung.

Gregg Semenza, Direktor des Gefäßforschungsprogramms am John Hopkins Institut für Zellbiologie in Baltimore, widmet sich in seiner Arbeit dem Sauerstoffmangel, der sogenannten Hypoxie. Fällt der Sauerstoffgehalt im Körper ab, kommt das Hormon Erythropoietin (EPO) verstärkt zum Einsatz. Es regt die Produktion der roten Blutzellen an, die das wertvolle O2 mit sich führen. Der Forscher entdeckte im EPO-Gen einen bestimmten Proteinkomplex, der diese Reaktion in Gang setzt.

Auch Sir Peter J. Ratcliffe, Direktor für Klinische Forschung am Francis Crick Institut in London, hat die EPO-Gene im Visier. Beide Forschergruppen fanden heraus, dass dieser Mechanismus nicht nur in Nierenzellen präsent ist, wo EPO produziert wird, sondern in praktisch allen Gewebezellen und damit in vielen unterschiedlichen Zelltypen.