Ein körpereigenes Signalmolekül in Gefäßen und Atemwegen
Kurze Definition
Stickstoffmonoxid (NO), kurz NO, ist ein kurzlebiges gasförmiges Signalmolekül, das der menschliche Körper selbst bildet. Es ist an zahlreichen Regulationsvorgängen beteiligt, unter anderem an der Weitstellung von Blutgefäßen, der Signalübertragung im Nervensystem und lokalen Abwehrmechanismen.
NO darf nicht mit molekularem Stickstoff (N₂), dem mengenmäßig größten Bestandteil der Atemluft, mit Stickstoffdioxid (NO₂) oder mit Lachgas (N₂O) verwechselt werden. Diese Stoffe unterscheiden sich chemisch und biologisch deutlich voneinander.
Kurz eingeordnet: NO ist kein Bestandteil der Atemluft, den wir in größerer Menge „tanken“ müssten. Es wird im Körper bedarfsgerecht gebildet, wirkt meist lokal und wird rasch wieder abgebaut.
Wie Stickstoffmonoxid im Körper entsteht
Der Körper bildet Stickstoffmonoxid mithilfe von Enzymen, den sogenannten NO-Synthasen. Als Ausgangsstoff dient unter anderem die Aminosäure L-Arginin. Je nach Gewebe und Enzymform übernimmt NO unterschiedliche Aufgaben.
- Im Gefäßendothel beeinflusst NO den Gefäßtonus und die lokale Durchblutung.
- Im Nervensystem wirkt es als kurzlebiger Botenstoff.
- In Immunzellen und Schleimhäuten ist es an Abwehr- und Entzündungsprozessen beteiligt.
- In den oberen Atemwegen wird es besonders in Nase und Nasennebenhöhlen gebildet.
Die Wirkung von NO hängt von Bildungsort, Konzentration, Enzymquelle und biologischem Umfeld ab. Deshalb ist die vereinfachte Aussage „mehr NO ist immer besser“ fachlich nicht haltbar.
Nobelpreis für ein gasförmiges Signalmolekül
Die Entdeckung von Stickstoffmonoxid als Signalmolekül im Herz-Kreislauf-System veränderte das Verständnis der Gefäßregulation grundlegend. 1998 erhielten Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro und Ferid Murad dafür den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.
Historischer Meilenstein: Der Nobelpreis wurde 1998 vergeben. Ausgezeichnet wurden Entdeckungen zur Rolle von NO als Signalmolekül im Herz-Kreislauf-System.
Bedeutung für Gefäße und Kreislauf
Im Gefäßsystem kann Stickstoffmonoxid die glatte Gefäßmuskulatur entspannen. Dadurch trägt es zur Regulation von Gefäßweite, Durchblutung und Blutdruck bei. Außerdem ist NO an weiteren Prozessen der Gefäßfunktion beteiligt, beispielsweise an der Regulation von Blutplättchen und der Wechselwirkung zwischen Gefäßwand und zirkulierenden Zellen.
Daraus folgt jedoch nicht, dass eine Atemübung über eine kurzfristige Veränderung des nasalen NO pauschal Herz-Kreislauf-Erkrankungen verhindert oder behandelt. Die körpereigene NO-Regulation ist komplex und lässt sich nicht auf einen einzelnen Atemreiz reduzieren.
NO in Nase und Nasennebenhöhlen
In den Atemwegen wird NO an verschiedenen Stellen gebildet. Besonders hohe Konzentrationen wurden in den Nasennebenhöhlen nachgewiesen. Sie bilden einen wichtigen Speicherraum, aus dem NO in die Nasenhöhle gelangen kann.
Bei der Einatmung durch die Nase wird ein Teil dieses NO mit der Atemluft in Richtung der unteren Atemwege transportiert. Damit unterscheidet sich nasale Einatmung physiologisch von reiner Mundatmung. Wie groß der jeweilige Effekt ist, hängt unter anderem von Anatomie, Luftstrom, Schleimhautzustand und Öffnung der Nebenhöhlen ab.
Warum die Nase mehr als ein Luftrohr ist: Sie filtert, erwärmt und befeuchtet die Atemluft, erzeugt einen physiologischen Atemwiderstand und bringt die eingeatmete Luft mit lokal gebildetem Stickstoffmonoxid in Kontakt.
Nasenatmung und untere Atemwege
Frühe kleine Humanstudien beschrieben Unterschiede zwischen nasaler und oraler Atmung bei einzelnen Messgrößen der Sauerstoffversorgung und des pulmonalen Gefäßwiderstands. Diese Befunde unterstützen die Annahme, dass nasal transportiertes NO in den unteren Atemwegen physiologisch wirksam sein kann.
Die Ergebnisse dürfen jedoch nicht überinterpretiert werden. Sie belegen weder, dass Nasenatmung automatisch die Sauerstoffversorgung jeder Zelle optimiert, noch dass sie allein aufgrund von NO Erkrankungen behandelt. Sauerstoffaufnahme und Gewebeversorgung hängen zusätzlich von Ventilation, Gasaustausch, Hämoglobin, Herz-Kreislauf-Funktion, Durchblutung und Stoffwechsel ab.
Summen und die Freisetzung von NO
Beim Summen entsteht ein schwingender Luftstrom. Dieser kann den Gasaustausch zwischen Nasennebenhöhlen und Nasenhöhle deutlich verstärken. In einer kleinen physiologischen Studie mit zehn gesunden Personen wurde während des Summens etwa die 15-fache nasale NO-Konzentration im Vergleich zu einer ruhigen Ausatmung gemessen.
Der Effekt beschreibt vor allem eine kurzfristig erhöhte Freisetzung aus den Nasennebenhöhlen. Bei wiederholtem Summen nimmt der anfängliche Spitzenwert zunächst ab, weil der vorhandene NO-Speicher vorübergehend geleert wird. Nach einer Pause kann er sich wieder aufbauen.
Wichtig: Ein höherer Messwert während des Summens ist zunächst ein physiologischer Messbefund. Er beweist nicht automatisch einen therapeutischen Nutzen und bedeutet nicht, dass Summen eine medizinische NO-Therapie ersetzt.
Lokale Abwehr und Selbstreinigung der Atemwege
Stickstoffmonoxid besitzt unter bestimmten Bedingungen antimikrobielle Eigenschaften und ist Teil der angeborenen Immunabwehr. In Nase und Nasennebenhöhlen wird außerdem eine Beteiligung an der Beweglichkeit der Flimmerhärchen und damit an der mukoziliären Reinigung diskutiert.
Formulierungen wie „NO sterilisiert die Atemluft“ oder „NO bekämpft jede Infektion“ wären dennoch zu weitgehend. Die Atemwegsabwehr besteht aus vielen zusammenwirkenden Strukturen und Prozessen. Dazu gehören Schleimhaut, Flimmerhärchen, Schleim, Immunzellen, lokale Botenstoffe und mechanische Reinigungsmechanismen.
NO ist nicht nur „heilsam“
Stickstoffmonoxid kann abhängig von Ort und Konzentration sowohl regulierende und schützende als auch entzündungsbezogene Wirkungen haben. In den unteren Atemwegen wird ausgeatmetes NO beispielsweise als Biomarker genutzt. Das sogenannte FeNO kann Hinweise auf bestimmte Formen eosinophiler Atemwegsentzündung geben.
Nasales NO und FeNO sind jedoch nicht dasselbe. Sie stammen überwiegend aus unterschiedlichen Bereichen der Atemwege, werden mit unterschiedlichen Messverfahren erfasst und müssen jeweils im klinischen Zusammenhang interpretiert werden.
Bedeutung im Buteyko-Kontext
Die Buteyko-Methode betont die Nasenatmung vor allem im Zusammenhang mit Atemweg, Atemvolumen, Atemreiz und Atemregulation. Die Bildung von Stickstoffmonoxid in Nase und Nasennebenhöhlen liefert dafür einen zusätzlichen physiologischen Bezug.
NO erklärt jedoch nicht allein die Wirkungen oder Annahmen der Methode. Nasenatmung beeinflusst zugleich Luftfilterung, Erwärmung, Befeuchtung, Atemwiderstand und die mechanischen Bedingungen des Atemstroms. Sie sollte deshalb nicht auf ein einzelnes Molekül reduziert werden.
Fachlich sauber: Nasal gebildetes NO ist ein realer und gut belegter Bestandteil der Atemphysiologie. Weitergehende Aussagen, nach denen einzelne Atemtechniken über NO pauschal Gesundheit, Immunabwehr oder Sauerstoffversorgung maximieren, gehen über die belastbare Evidenz hinaus.
Häufige Missverständnisse
- Stickstoffmonoxid (NO) ist nicht dasselbe wie Stickstoff (N₂).
- NO ist nicht dasselbe wie Lachgas (N₂O) oder Stickstoffdioxid (NO₂).
- Mehr NO ist nicht automatisch gesünder.
- Nasenatmung garantiert keine bestimmte NO-Konzentration.
- Summen erhöht nasales NO kurzfristig, ist aber keine medizinische NO-Behandlung.
- Nasales NO und das in der Asthmadiagnostik verwendete FeNO sind nicht gleichzusetzen.
- Ein einzelner NO-Effekt erklärt nicht sämtliche Vorteile der Nasenatmung.
Praktischer Bezug zu Breathe-Wise
Bei Breathe-Wise ist Stickstoffmonoxid ein gutes Beispiel dafür, wie spannend Nasenatmung physiologisch ist – und wie schnell daraus Atemmythen entstehen können.
Wir müssen NO weder mystifizieren noch ignorieren. Die Nase ist weit mehr als ein Luftrohr. Gleichzeitig betrachten wir Nasenatmung nicht allein unter dem Blickwinkel von NO, sondern gemeinsam mit Luftkonditionierung, Atemwiderstand, Atemvolumen, Schleimhautfunktion und subjektiver Atemwahrnehmung.
Merksatz: Stickstoffmonoxid ist ein wichtiger physiologischer Baustein der Nasenatmung – aber nicht ihre einzige Erklärung und kein Beweis für pauschale Heilwirkungen.
Dieser Glossarbeitrag dient der allgemeinen Wissensvermittlung rund um Atmung, Atemtraining und Körperwahrnehmung. Er stellt keine medizinische Beratung, Diagnose oder Therapie dar und ersetzt keine ärztliche Abklärung. Es werden keine Heilversprechen abgegeben.
Quellen & weiterführende Informationen
- Nobel Prize 1998 – Nitric oxide as a signalling molecule in the cardiovascular system
- Lundberg et al. – High nitric oxide production in human paranasal sinuses
- Lundberg et al. – Inhalation of nasally derived nitric oxide modulates pulmonary function in humans
- Weitzberg & Lundberg – Humming greatly increases nasal nitric oxide
- Lundberg – Nitric oxide and the paranasal sinuses
- Spector et al. – Nasal nitric oxide flux from the paranasal sinuses