Stickstoffmonoxid (NO)

Stickstoffmonoxid (NO) ist ein gasförmiger Botenstoff, den Ihr Körper selbst herstellt: NO weitet die Blutgefäße, regelt an der Cytochrom-c-Oxidase das Tempo Ihrer Zellatmung – und Licht setzt es frei, vom UVA der Sonne bis zum roten und nahinfraroten Licht.

Die meisten kennen Stickstoffmonoxid als Luftschadstoff aus Autoabgasen. Dass genau dieses Gas im Körper Signale von Zelle zu Zelle trägt, war eine Sensation: 1998 erhielten Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro und Ferid Murad dafür den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin – zum ersten Mal war gezeigt, dass ein Gas im Organismus als Signal wirkt. [Quelle]

Für uns bei Mitochondriak® ist NO ein Schlüsselmolekül, weil es genau dort arbeitet, wo Licht und Energie zusammentreffen. In den Mitochondrien bindet es an die Cytochrom-c-Oxidase (CCO) und bremst die Atmung – ein Photon roten oder nahinfraroten Lichts kann es dort wieder lösen. [Quelle] Worüber selten gesprochen wird: Auch Ihre Haut speichert NO, und das UVA der Sonne setzt es frei. [Quelle] Jaroslav Lachký, Gründer von Mitochondriak und Quantenbiologe, bringt es auf den Punkt: „UV- und rotes Licht haben tatsächlich Einfluss auf Stickstoffmonoxid, einen starken Gefäßerweiterer. Doch nicht jeder weiß, wie dieses Zusammenspiel des Lichts funktioniert.“ [Quelle]

Was ist Stickstoffmonoxid?

Stickstoffmonoxid ist ein winziges Molekül aus je einem Stickstoff- und einem Sauerstoffatom – ein Gas und zugleich ein freies Radikal, das Ihr Körper gezielt als Signal einsetzt. [Quelle] Ulrich Förstermann (Universitätsmedizin Mainz) und William Sessa nennen es das kleinste bekannte Signalmolekül. [Quelle]

Dass der Körper NO als Signal nutzt, zeigten 1987 Palmer, Ferrige und Salvador Moncada: NO erklärt die Wirkung des gefäßerweiternden Faktors, den die Innenschicht der Blutgefäße freisetzt. [Quelle] Dabei ist das Molekül extrem flüchtig: Innerhalb von 10 Sekunden ist es zu Nitrat und Nitrit umgewandelt. Heute weiß man, dass NO als Signal im Nervensystem wirkt, als Waffe gegen Krankheitserreger, als Regler des Blutdrucks und als Torwächter der Organdurchblutung. [Quelle]

Wie bildet Ihr Körper Stickstoffmonoxid?

Ihr Körper hat drei Quellen: NO-Synthasen bilden NO aus der Aminosäure L-Arginin und Sauerstoff, Nitrat und Nitrit werden wieder zu NO, und aus Speichern in Haut und Blut setzt Licht NO frei. Alle drei NO-Synthasen tragen selbst ein Häm, einen eisenhaltigen Baustein wie im roten Blutfarbstoff. [Quelle]

Der zweite Weg ist der Nitrat-Nitrit-NO-Weg. Lange galten Nitrat und Nitrit als träge Endprodukte; Jon Lundberg und Eddie Weitzberg (Karolinska-Institut, Stockholm) sowie Mark Gladwin beschreiben, wie der Körper sie wieder zu NO recycelt, besonders bei Sauerstoffmangel. [Quelle] Nitrat stammt zum Teil aus körpereigenem NO, zum Teil aus der Nahrung, vor allem aus grünem Blattgemüse und Roter Bete; an der Rückverwandlung sind Bakterien im Mund beteiligt. [Quelle] Der Weg arbeitet wie ein Notstromaggregat, das bei Sauerstoffmangel anspringt – nur dass es im Alltag nie ganz stillsteht.

Der dritte Weg führt über Speicher: in der Haut, etwa als Nitrit und S-Nitrosothiole [Quelle], und im Blut, wo NO an Hämoglobin gebunden ist. [Quelle] Licht setzt es daraus frei, ohne dass ein Enzym es neu bilden muss.

Wie weitet Stickstoffmonoxid die Blutgefäße?

NO aus dem Endothel wandert in die Muskelschicht der Gefäßwand und aktiviert dort die lösliche Guanylatcyclase (sGC): Der Botenstoff cGMP steigt, der Muskel entspannt sich, das Gefäß wird weiter. Emily Derbyshire (Harvard Medical School) und Michael Marletta beschreiben NO als wichtigsten Aktivator der sGC: Es bindet an ihr Häm, die cGMP-Spiegel steigen deutlich, und cGMP steuert die Gefäßweite, das Verklumpen der Blutplättchen und die Signalübertragung zwischen Nervenzellen. [Quelle]

Entschlüsselt haben diesen Weg drei Forscher: Ferid Murad fand 1977, dass Nitroglycerin NO freisetzt. Robert Furchgott wies 1980 ein unbekanntes Signal aus dem Endothel nach und nannte es EDRF (endothelium-derived relaxing factor). 1986 erkannten Louis Ignarro und Furchgott: EDRF ist NO. Eine Ironie der Geschichte: Nitroglycerin ist genau der Sprengstoff, den Alfred Nobel in seinem Dynamit bändigte. [Quelle]

Stellen Sie sich NO wie einen Zuruf über den Gartenzaun vor: Die Nachbarzelle hört ihn sofort, doch ein paar Häuser weiter ist er verhallt, weil NO binnen Sekunden abgebaut wird. Ganz verloren ist die Botschaft trotzdem nicht – als Nitrit bleibt sie gespeichert und lässt sich später wieder in NO zurückverwandeln. [Quelle]

Was macht Stickstoffmonoxid in den Mitochondrien?

In den Mitochondrien ist NO die Handbremse der Zellatmung: Es bindet an die Cytochrom-c-Oxidase, genau dort, wo sonst Sauerstoff andockt, und verlangsamt den Fluss der Elektronen. Die CCO ist Komplex IV, die Endstation der Atmungskette: Hier wird Sauerstoff zu Wasser, und die Energie treibt die Bildung von ATP an.

Wie fein diese Bremse reagiert, zeigten Guy Brown (University College London) und Chris Cooper 1994 an isolierten Nervenendigungen aus dem Gehirn: Bei rund 145 µM Sauerstoff halbierten schon 270 nM NO den Sauerstoffverbrauch, bei 30 µM Sauerstoff genügten 60 nM. Die Hemmung war reversibel, und solche NO-Mengen kommen in Geweben vor. [Quelle] Brown sieht darin ein Steuerinstrument: NO regelt, wie empfindlich die Atmung auf Sauerstoff anspricht, und macht Mitochondrien zu Sauerstoffsensoren. [Quelle]

Für uns ist diese Bremse keine Panne, sondern Regulation: Die Zelle drosselt damit ihr Tempo, etwa für Signale, Reparaturen oder den geordneten Zelltod, die Apoptose. Wie bei einer Handbremse kommt es auf den Moment an – angezogen am Berg, gelöst auf freier Strecke. Bleibt sie dauerhaft angezogen, kann die Zelle ihren Sauerstoff nicht mehr gut nutzen. Jaroslav Lachký denkt noch weiter: Nach seiner Beschreibung setzen Blut, Augen und Haut unter Sonnenlicht Stickstoffmonoxid und Schwefelwasserstoff frei, und beide stellen um, woher die Mitochondrien ihre Elektronen beziehen – weniger aus der Nahrung über Komplex I, mehr aus Sulfat. [Quelle]

Dabei gilt: Die Dosis macht das Signal. Trifft NO auf Superoxid, entsteht Peroxynitrit, dem Pál Pacher und Kollegen den größten Teil der Zellschäden zuschreiben, die man früher NO anlastete. [Quelle]

Wie setzt rotes und nahinfrarotes Licht Stickstoffmonoxid frei?

Rotes und nahinfrarotes Licht löst NO von der Cytochrom-c-Oxidase und aus seinen Speichern im Blut: Die Atmung läuft wieder an, und das freigesetzte NO steht den Gefäßen zur Verfügung. Michael Hamblin (Harvard Medical School) beschreibt den zentralen Schritt: NO sitzt zwischen Häm a₃ und Cu_B der CCO, und die Absorption eines roten oder nahinfraroten Photons kann es dort abspalten. [Quelle] Elektronentransport, mitochondriales Membranpotenzial und ATP-Bildung nehmen daraufhin zu. [Quelle] Hamblin erklärt damit auch, warum belastete oder sauerstoffarme Zellen stärker auf Licht ansprechen: Sie tragen eher hemmende NO-Mengen. [Quelle]

Die CCO ist dabei nicht nur Bremsklotz, sondern auch Quelle: Robert Poyton und Kerri Ball (University of Colorado) beschreiben, dass sie Nitrit zu NO umsetzen kann, und schwaches Licht steigert diese NO-Bildung, ohne die Sauerstoffverwertung zu beeinträchtigen. [Quelle] Aus nitrosyliertem Hämoglobin, der NO-Form des roten Blutfarbstoffs, löst Licht mit 670 nm das NO wieder heraus, wie Nicole Lohr, Agnes Keszler und Kollegen (Medical College of Wisconsin) 2009 zeigten. [Quelle]

Aus unserer Sicht schafft Licht damit keinen Gegensatz zwischen NO und Energie: Es holt das Molekül von dort, wo es die Atmung bremst, dorthin, wo es Gefäßen und Signalwegen nützt. Die Hand, die eben noch die Bremse hielt, öffnet nun die Gefäße. Hier setzt unser Verständnis der Pulsation an: Gelöstes NO kann an dieselbe Stelle zurückkehren, und mit gepulstem Licht können viele Ablösungen hintereinander stattfinden, wie Javad Hashmi, Michael Hamblin und Kollegen (2010) beschreiben. [Quelle] Pulsation bleibt dabei eine Option, kein Muss.

Setzt Sonnenlicht Stickstoffmonoxid frei?

Ja: Das UVA im Sonnenlicht setzt NO aus Speichern in Ihrer Haut frei – ganz ohne NO-Synthasen. UVA ist der langwellige Teil der UV-Strahlung von 315 bis 400 nm, direkt angrenzend an das sichtbare Licht. [Quelle]

Christian Opländer, Christoph Suschek und Kollegen (RWTH Aachen) haben diesen Speicher 2009 genau untersucht: UVA mit 25 J/cm² erhöhte in Hautproben das freie NO, die S-Nitrosothiole der Haut stiegen auf das 2,3-Fache. Bei gesunden Freiwilligen gelangten nach Ganzkörper-UVA mit 20 J/cm² NO-Verbindungen aus der Haut ins Blut; der Blutdruck sank 30 Minuten nach der Bestrahlung um 11 %, die Durchblutung des Unterarms stieg um 26 %. [Quelle]

Die Gruppe um Richard Weller (Universität Edinburgh) untermauerte das 2014 bei 24 gesunden Freiwilligen: Nach UVA mit zwei Standard-Erythemdosen stieg Nitrit im Blut, während Nitrat sank. Die Durchblutung des bestrahlten Unterarms nahm selbst bei blockierten NO-Synthasen zu, und der lichtempfindliche Speicher liegt vor allem in der Epidermis, der obersten Hautschicht. [Quelle] Weller fasst 2024 zusammen: Sonnenlicht wirkt nicht nur über Vitamin D, dessen Bildung von UVB abhängt, sondern auch unabhängig davon – etwa, indem es NO aus den Speichern der Haut mobilisiert. [Quelle]

UVB für Vitamin D, UVA für NO, Rot und Infrarot für die Mitochondrien: Für uns zeigt das, warum Ihr Körper das volle Spektrum der Sonne braucht. Morgens überwiegen Rot und Infrarot, der UV-Anteil wächst erst mit steigender Sonne – so steigt die UV-Dosis im Tagesverlauf Schritt für Schritt. Mehr dazu unter Lichtschwiele und Vitamin D.

Was zeigt die Forschung zu Licht und Stickstoffmonoxid?

Von gereinigten Proteinen bis zum Menschen zeigen Studien dasselbe Muster: Licht macht NO verfügbar – messbar im Venenblut, in der Hautdurchblutung und in der Weite der Gefäße.

Kira Samoilova (Russische Akademie der Wissenschaften, St. Petersburg) zeigt damit: Sichtbares Licht aktiviert die körpereigene NO-Bildung, denn ohne aktive NO-Synthasen blieb der Effekt aus. [Quelle] UVA leert dagegen fertige Speicher – zwei Wege zum selben Ziel. Die Übersichtsarbeit von Satoshi Kashiwagi und Kollegen (Massachusetts General Hospital, 2023) fasst zusammen: Neuere Studien berichten übereinstimmend, dass Photobiomodulation das bioverfügbare NO erhöht, abhängig von der Dosis. [Quelle]

So setzen Mitochondriaks das um

Weil Licht NO freisetzt, beginnt für uns alles mit echtem Tageslicht auf der Haut, mit Bewegung draußen und einem Alltag, in dem Ihre Mitochondrien Licht statt Dauerdämmerung bekommen. Das ist Lichthygiene, keine Behandlung: Wenn Sie anhaltende Beschwerden haben, etwa mit der Durchblutung, lassen Sie diese bitte ärztlich abklären.

• Morgens raus: Beginnen Sie den Tag im Freien, auch bei Wolken – das frühe Licht mit seinem Rot- und Infrarotanteil ist der sanfteste Einstieg.
• Haut zeigen, ohne zu verbrennen: Ihre NO-Speicher sitzen in der obersten Hautschicht. Steigern Sie die Zeit in der Sonne Schritt für Schritt, so baut die Haut ihre Lichtschwiele auf.
• Bewegung draußen: Training verstärkte in vielen Tier- und Humanstudien die NO-abhängige Gefäßerweiterung. [Quelle]
• Durch die Nase atmen: Ihre Nasennebenhöhlen bilden selbst NO, in Konzentrationen nahe den höchsten zulässigen Werten für Luftverschmutzung. [Quelle] Für uns ein Grund mehr, bewusst durch die Nase zu atmen.
• Saisonal essen: Grünes Blattgemüse und Rote Bete liefern Nitrat, das über Nitrit wieder zu NO wird. [Quelle] Wählen Sie, was gerade in Ihrer Region wächst.

Wo Ihr Leben drinnen stattfindet, ergänzt gezieltes Rot- und Nahinfrarotlicht die Sonne – ersetzen kann es sie nicht. Halten Sie Abstand und Dauer laut Handbuch ein und schauen Sie nicht direkt in die LEDs. Mitochondriak-Geräte sind keine Medizinprodukte; mehr dazu im Hinweis zum Charakter unserer Produkte.

Verwandte Begriffe

• Mitochondrien – die Kraftwerke der Zelle, deren Atmung NO mitsteuert.
• Cytochrom-c-Oxidase (CCO) – das Enzym, an dem NO mit Sauerstoff konkurriert.
• ATP (Adenosintriphosphat) – der Energieträger, dessen Bildung NO drosseln kann.
• Photobiomodulation – Rot- und Nahinfrarotlicht, das NO von der CCO löst.
• Nahinfrarotlicht (NIR) – unsichtbares Licht jenseits von Rot, das tief ins Gewebe dringt.
• Pulsation (gepulstes Licht) – Licht in Impulsen, das NO wiederholt lösen kann.
• Freie Radikale – Moleküle mit ungepaartem Elektron; NO ist eines davon.
• Oxidativer Stress – ein Übermaß reaktiver Moleküle, in dem aus NO Peroxynitrit werden kann.
• Vitamin D – entsteht mit UVB, während UVA NO aus der Haut freisetzt.

Häufige Fragen zu Stickstoffmonoxid

Was ist Stickstoffmonoxid einfach erklärt?

Stickstoffmonoxid ist ein winziges Gasmolekül, mit dem Ihre Zellen einander kurze Signale geben – etwa, damit sich ein Blutgefäß weitet. Der Körper bildet es mit eigenen Enzymen, den NO-Synthasen, und baut es binnen Sekunden wieder ab. In den Mitochondrien regelt es zudem, wie schnell die Zellatmung läuft, und Licht kann es aus seinen Speichern freisetzen.

Was hat Rotlicht mit Stickstoffmonoxid zu tun?

Rotes und nahinfrarotes Licht löst NO von der Cytochrom-c-Oxidase, an der es die Zellatmung bremst, und setzt es aus Speichern im Blut frei. Die Atmung läuft wieder an, und das NO steht den Gefäßen zur Verfügung. Beim Menschen stieg nach Nahinfrarotlicht am Unterarm das NO im abfließenden Venenblut messbar an, mit dem Höchstwert 5 Minuten nach Beginn der Bestrahlung.

Wie lange bleibt die Durchblutung nach Licht erhöht?

In Studien einige Minuten bis rund eineinhalb Stunden. Bei 42 gesunden Freiwilligen erreichte die Hautdurchblutung nach sichtbarem Licht nach 20 Minuten ihr Maximum und war nach 90 Minuten wieder auf dem Ausgangswert. Bei Mäusen war sie 30 Minuten nach einer Bestrahlung mit 670 nm noch erhöht.

Kann ich die NO-Bildung über die Ernährung unterstützen?

Ja, über Nitrat: Es steckt vor allem in grünem Blattgemüse und Roter Bete und wird über Nitrit wieder zu NO. An diesem Schritt sind Bakterien in Ihrem Mund beteiligt. Wir setzen dabei auf saisonales Gemüse aus der Region statt auf Präparate. Bewegung, Tageslicht und Nasenatmung gehören für uns genauso dazu.

Ist Stickstoffmonoxid dasselbe wie Stickstoffdioxid oder Lachgas?

Nein, das sind drei verschiedene Moleküle. Stickstoffmonoxid (NO) ist der körpereigene Botenstoff. Stickstoffdioxid (NO₂) ist ein Reizgas, das vor allem bei Verbrennungsprozessen entsteht, etwa im Straßenverkehr. Lachgas (N₂O) heißt chemisch Distickstoffmonoxid und wird als Narkosegas genutzt. Als körpereigenes Signal dient nur NO.

Kann Stickstoffmonoxid schaden?

In den Mengen, die Ihr Körper als Signal nutzt, nicht – heikel wird NO, wenn es auf Superoxid trifft. Dann entsteht Peroxynitrit, auf das der größte Teil der Zellschäden zurückgeht, die man früher NO zuschrieb. Große NO-Mengen bildet der Körper gezielt in Immunzellen, um Erreger abzuwehren. Es geht also um Balance, nicht um „möglichst viel“.

Braucht die Haut für NO dasselbe Licht wie für Vitamin D?

Nein: Vitamin D bildet die Haut mit UVB, NO setzt vor allem UVA aus ihren Speichern frei. Beide Anteile stecken im Sonnenlicht, zusammen mit Rot und Infrarot. Für uns ist das ein Grund mehr, das volle Spektrum der Sonne zu nutzen statt einzelner Ausschnitte – schrittweise und ohne Sonnenbrand.

Was Sie sich merken sollten

• NO ist ein körpereigenes Signalgas: Drei NO-Synthasen bilden es, der Nitrat-Nitrit-Weg recycelt es, und Haut und Blut speichern es.
• In den Mitochondrien ist NO die Handbremse der Zellatmung – es konkurriert an der Cytochrom-c-Oxidase mit dem Sauerstoff.
• Licht löst diese Bremse und macht NO verfügbar: Rot und Nahinfrarot an der CCO und im Blut, UVA in der Haut.
• Für uns heißt das: Sonne zuerst und schrittweise, Bewegung draußen, Nasenatmung, saisonales Gemüse, gezieltes Licht als Ergänzung. LICHT formt LEBEN – bis hinunter zu einem einzigen Molekül.

Wie der Lauf der Sonne vom roten Morgen bis zum UV-reichen Mittag Ihre innere Uhr stellt, lesen Sie im Beitrag Zirkadianer Rhythmus: So funktioniert unsere innere Uhr.