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Lexikon der Biologie: Cyclooxygenase

Cyclooxygenase w, Cyclooxigenase, Abk. COX, wichtiges Enzym, das in zwei Isoformen auftritt, die beide die Bildung von Prostaglandinen in Gang setzen. Isoform 1 (COX-1) ist unter physiologischen Bedingungen für die Bildung von Prostaglandinen zuständig, die als Schutzsubstanzen für Magenschleimhaut und Nieren fungieren, indem sie z. B. die Regeneration von Zellschichten sowie die Sekretion von Schleim und Hydrogencarbonat, das die Magensäure abpuffert, fördern. Isoform 2 (COX-2) ist an der Verstoffwechselung der Arachidonsäure beteiligt und ist damit für die Produktion von Entzündungsmediatoren verantwortlich. Die Bildung von COX-2 wird erst unter pathophysiologischen Bedingungen in geschädigtem Gewebe induziert. Sie stellt die Cyclooxygenaseaktivität des Multienzymkomplexes Prostaglandin-Synthase (Prostaglandine) dar: COX-2 ist das einleitende Enzym des sog. Cyclooxygenase-Wegs, der letztendlich zu den Prostaglandinen und dem Thromboxan führt. (Ein alternativer Weg des Arachidonsäurestoffwechsels ist der Lipoxygenase-Weg, aus dem unter anderem die Entzündungsmediatoren Leukotriene hervorgehen.) COX-2 wandelt durch Bildung des Cyclopentanrings und Einführung von vier Sauerstoffatomen (cyclische Lipoxygenaseaktivität) die Arachidonsäure in Prostaglandin G2 (PGG2) um. Die weitere Verstoffwechselung übernimmt dann die Hydroperoxidasekomponente der Prostaglandin-Synthase: unter Reduktion entsteht das instabile Prostaglandin H2 (PGH2), das sofort weiter in Prostaglandine, Prostacyclin und Thromboxan umgesetzt wird. – Prostaglandine sind an der Entstehung von Schmerzen, Fieber und entzündlichen Prozessen beteiligt; daher spielen pharmakologisch die Hemmstoffe der Cyclooxygenase eine große Rolle. Ziel jüngster Forschungen ist es, Hemmstoffe (Prostaglandinsynthesehemmer, Cyclooxygenase-Hemmstoffe) zu entwickeln, die gezielt die Aktivität von COX-2 hemmen, ohne das Schwesterenzym COX-1 zu beeinflussen. Damit ließen sich die unerwünschten Nebenwirkungen, wie Schädigung der Magenschleimhaut und der Nieren (z. B. bei der Acetylsalicylsäure und ähnlich wirkenden nichtsteroidalen Antirheumatika, wie z. B. dem modernen Aspirinabkömmling Ibuprofen), verhindern.

M.L./S.Kl.

Copyright 1999 Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg

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