Strahlenschäden sind eine lästige Begleiterscheinung der Strahlentherapie. Sie bewirken die sogenannte endotheliale Dysfunktion, die im weiteren Verlauf häufig Gewebeschäden nach sich zieht.

Durch die Strahlentherapie kann es zu Folgeschäden der Zellen der Gefäßinnenhaut (Endothelzellen) kommen, da durch die Strahlung vermehrt oxidativer Stress hervorgerufen wird.
Aber nicht nur Strahlen sind eine Ursache für oxidativen Stress.

Auch im Alltag ist der Mensch oxidativem Stress ausgesetzt, welcher zu Gefäß- und Gewebeschäden führen kann. Die Studie ist somit für den Strahlentherapie-Patienten als auch für die Menschen, die vermehrtem oxidativen Stress ausgesetzt sind, wichtig.

Oxidativer Stress kann das gefäßentspannende Enzym NO-Synthase in eine Dysbalance bringen. Es kommt unter diesen Bedingungen häufiger zu der sogenannten „Entkopplung“ (Uncoupling).
Das Enzym NO-Synthase ist unter gesunden Bedingungen „gekoppelt“ und liefert das so wichtige Stickoxid. Stickoxid (NO) ist essentiell für die Gefäßgesundheit und einen gesunden Blutdruck. Im Falle einer Entkopplung werden anstelle des so wichtigen Stickoxids (NO) vermehrt die zelltoxischen Radikale Superoxid und Peroxinitrit gebildet.

NO-Synthasen erfüllen nicht nur in den Gefäßen eine zentrale Funktion, sondern im ganzen Körper (z. B. bei Erregerabwehr, Nervengesundheit, Regulation des programmierten Absterbens von Zellen etc.).

Das für den Körper so essentielle Endprodukt ist letztlich das von den NO-Synthasen gebildete kleine und flüchtige Stickoxid-Molekül.

Die Oxidation von BH4 zu BH2 durch Strahlen führt zu Entkopplung der NO-Synthase und zu Gefäßschäden. Im späteren Verlauf folgen häufig Gewebeschäden.

Ein gekoppelter Zustand der NO-Synthasen ist von einer ausreichenden Menge an BH4 abhängig. Eine Oxidation von BH4 durch Radikale reduziert BH4 zugunsten von BH2. BH2 fördert Uncoupling. Das Uncoupling der NO-Synthasen führt unweigerlich zu einer vermehrten Bildung der hochschädlichen zell- und gewebetoxischen Radikale Superoxid und Peroxinitrit.

Vitamin E (Gamma-Tocotrienol) schützt Blutgefäße und Gewebe vor Strahlenschäden, indem es die Oxidation von BH4 verhindert.

Wissenschaftler gehen davon aus, dass die positive Beeinflussung der BH4 (Tetrahydrobiopterin) Konzentrationen beim Menschen eine realistische Möglichkeit darstellt, Gefäß- und Gewebsschäden nach Strahlentherapie zu reduzieren [1].
Bei Tieren konnten durch eine Hochdosis Gamma-Tocotrienole (400mg/kg) Strahlenschäden und dadurch ausgelöste Sterblichkeit stark gesenkt werden [2] [3].
Gefäßschäden und Gewebeschäden des Magen-Darm-Traktes wurden gemindert und die Erholung des blutbildenden Systems nach Bestrahlung wurde gefördert.

Delta- und Gamma-Tocotrienole reduzieren die Aktivität des Enzyms HMG-CoA-Reduktase bei Menschen und Tieren [4] [5]. Die Neusynthese von BH4 wird somit gefördert.

Die Hemmung des Enzyms HMG-CoA-Reduktase wurde vor allem wegen der hemmenden Auswirkungen auf die Cholesterinsynthese angestrebt. Die positive Wirkung auf den Kopplungszustand der NO-Synthase durch Förderung der BH4-Neubildungsrate ist jedoch ein weiterer sehr wichtiger Effekt.

Um eine Hemmung des Enzyms HMG-CoA-Reduktase zu erreichen, werden in der Schulmedizin Statine (Fettsenker) eingesetzt. Diese haben jedoch den Effekt, dass die Q10-Spiegel im Körper gesenkt werden.
Coenzym Q10 ist für die Zellatmung in den „Kraftwerken“ der Zelle essentiell. Eine unerwünschte und gefürchtete Begleiterscheinung von Statinen ist der durch Statine ausgelöste Muskelschmerz [6].
Statine hemmen die Bildung von Mevalonsäure, die für die Cholesterinbildung benötigt wird. Da aber Mevalonsäure auch ein Vorläufer von Coenzym Q10 ist, kommt es zu einer Senkung der Q10-Spiegel im Körper. Tocotrienole und Tocopherole stimulieren den Abbau der HMG-CoA-Reduktase. Statine hemmen das Enzym kompetetiv.

Eine Q10-Verarmung durch Tocotrienole wurde im Gegensatz zu der bekannten Q10-Verarmung durch Statine bisher nicht beschrieben [6].

Strahlen führen zu Uncoupling der NO-Synthase und zu vermehrter Peroxinitrit-Bildung. Vitamin E (Gamma-Tocopherol) fängt das hochtoxische Peroxinitrit ab und verhindert dessen Bildung, indem es Uncoupling verhindert [7] [8].

Das für die NO-Synthase so wichtige BH4 wird durch Peroxinitrit vermehrt oxidiert, was genau wie die Strahlenschäden auch wieder zu Entkopplung führt. Das entkoppelte Enzym liefert Superoxid anstelle von Stickoxid (NO). Superoxid kann mit dem vorhandenen Stickoxid (NO) zu Peroxinitrit reagieren.
Somit schließt sich der fatale Teufelskreis. Tocotrienole und Tocopherole (Vitamin E) können genau diesen Teufelskreis durchbrechen.

[1] Neue Strategien um Strahlenschäden zu lindern: Mögliche Rolle von Tetrahydrobiopterin (BH4)
[2] Gamma-Tocotrienol vermindert Strahlenschäden des Magendarmtraktes und der Blutgefäße
[3] Gamma-Tocotrienol Antioxidanz und potenter Schutz vor Strahlung
[4] Tocotrienole regulieren die Cholesterinbildung bei Zellen von Säugetieren durch posttranskriptionale Hemmung der HMG-CoA-Reduktase
[5] Delta- und Gamma-Tocotrienole stimulieren den Abbau von HMG-CoA-Reduktase
[6] Coenzym Q10 und Statin-induzierte mitochondriale Dysfunktion
[7] Gamma-Tocopherol ist ein physiologischer Peroxinitrit-Scavenger (Fänger)
[8] Vitamin E verhindert die Bildung von Peroxinitrit