Цивилизация
Когда у одной проблемы имеется десяток разных решений, нельзя исключать, что найдётся и одиннадцатое. Возможно, с таких позиций Соломон Снайдер из Американского университета имени Джона Хопкинса и его коллеги в США и Канаде подошли к вопросу о повышении кровяного давления. И не зря – им удалось не просто найти новый препарат, ученые создали настоящий плацдарм для разработки целого класса лекарств.
Известно, что полезные вещи не всегда имеют приятный вкус. Теперь, как выясняется, то же относится и к запаху.
Физиологи неопровержимо доказали, что обычный сероводород, H2S очень хорошо расширяет сосуды.
И этот механизм можно использовать для регуляции кровяного давления.
Сама идея с сигнальными молекулами-газами не нова. За открытие роли оксида азота в работе сердечно-сосудистой системы в 1998 году Роберт Ферчготт, Луис Игнарро и Ферид Мурад получили Нобелевскую премию. А тот факт, что синтезируемый выстилающими сосуды изнутри эндотелиоцитами NO эффективно, а главное, быстро расширяет мелкие кровеносные сосуды – залог популярности нитроглицерина и его производных по всему миру.
Чуть позже компанию NO составил CO – угарный газ, который, несмотря на свою высокую токсичность, увеличивает проницаемость сосудов; правда, действие угарного газа основано на его физико-химических свойствах, а не на участии в какой-либо сигнальной реакции. В отличие от CO сероводород действует не только в критических ситуациях. Снайдер и его исследовательская команда считают, что это полноценный механизм регуляции, ни в чем не уступающий «нобелевской» системе оксида азота.
Во всех органах животных «тухлый газ» образуется в большинстве своем из аминокислоты цистеина при помощи фермента цистатионин-гаммалиазы. И чтобы изучить действие сероводорода, ученые генетически заблокировали – конечно, не у человека, а у подопытных мышей – производство этого фермента клетками. В результате в сосудах сероводорода не стало, хотя из пищеварительной системы запах не исчез – здесь H2S синтезируют бактерии, а не хозяйский организм.
Давление при этом уже на первых двух месяцах подскочило на 18 мм рт. ст, и это даже в случае, когда сохранялась одна рабочая копия гена.
Полное выключение гена обошлось мышам-мутантам в 28 мм рт. ст. «здоровья», и давление ещё и нарастало с возрастом. 28 мм ртутного столба – это не много ни мало 20% обычного уровня кровяного давления мышей, на который оно неизменно возвращается вне зависимости от нагрузок и колебаний.
Все дальнейшие эксперименты только подтвердили правоту Снайдера и его коллег. Химический анализ подтвердил низкий уровень сероводорода в крови, а дальнейшие физиологические эксперименты неопровержимо доказали связь сероводорода и давления крови.
Сначала авторы публикации в Science продемонстрировали, что введение сероводорода мутантным мышам действительно снижает кровяное давление: нетоксичными дозами им удалось добиться уменьшения уровня на 39 мм рт. ст. – сверхэффективный показатель даже для самых современных препаратов, используемых в клинической практике с этой целью.
По мнению исследователей, сероводород, выделяемый в клетках эндотелия, диффундирует к гладким мышцам клетки сосуда, что изменяет ток ионов калия. В результате мышцы расслабляются, а сосуды расширяются – и давление падает.
Ещё один факт позволил окончательно дорисовать схему регуляции.
Перебирая разнообразные лекарства для снижения давления, учёные обнаружили, что введение метахолина, аналога медиатора ацетилхолина, не приводило к снижению давления у мутантных мышей.
По мнению учёных, всё начинается с нервной системы, которая, решив по каким-то причинам, что давление в сосудах слишком высокое, выделяет медиатор из нервных окончаний. Тот действует на эндотелий сосудов, а клетки эндотелия образуют сероводород с помощью цистатионин-гаммалиазы. Поскольку этого фермента у мутантных мышей нет, то и метахолин им не помог.
То, что в дополнение к уже известным гормональным и нервным системам регуляции обнаружилась ещё одна, не так удивительно – у организма много дублирующих друг друга систем.
Фармакологам же это дает шанс на разработку нового класса препаратов – в дополнение к десятку уже существующих.
В клинической практике терапию приходится менять каждые два-три года, так что необходимость новых лекарств очевидна.
Впрочем, насколько эффективным окажется подобное лечение, пока не ясно. Во-первых, неизвестно, является ли дефицит сероводорода важной причиной высокого давления у людей. А во-вторых, низкая растворимость газа затрудняет его доставку к сосудам.
Но важности работы, продемонстрировавшей, что и в классической физиологии далеко не все ясно, это отнюдь не умаляет.