| |
|
|
| |
| Živototopis i Nobelova nagrada |
| |
 |
| |
57-godišnji američki farmakolog Louis J. Ignarro je najmlađi
od trojice nobelovaca. Završeni farmaceut i farmakolog rođen
je 31. svibnja 1941. u New Yorku.
I on je usmjerio svoj istraživački interes na dušične okside
(NO) i na ciklički guanosin monofosfat (cGMP).
Ignarro je među prvima postavio tvrdnju, da su dušični oksidi
značajni dio molekule EDRF. Za to je 1994. zajedno s Salvadorom
Moncada i Robertom Furchgottom dobio nagradu Roussel Uclaf.
Nakon završetka studija je 1979. Ignarro imenovan profesorom
farmakologije na Tulane univerzitetu u New Orleansu.
Od 1985. radi kao profesor na University of California, Los
Angeles. Ignarro je poznat kao znanstvenik, koji je potpuno
posvećen svojem poslu i nema hobija. |
| |
Privatni život nema mjesto u rasporedu J. Ignarra, rekao
je jedan njegov kolega. No, prije godinu dana se oženio i
želi promijeniti svoj život.
Otac jedne kćeri je ekstremni radoholičar, koji se već u četiri
sata ujutro pojavljuje u laboratoriju, pričaju Ignarrovi znanci.
Studenti ga hvale kao oduševljenog i talentiranog učitelja.
Kolege ga opisuju kao stanovnika Kalifornije, talijanskog
porijekla, koji se raduje životu i koji cijeni dobru talijansku
hranu i dobro crveno vino. |
| |
| Ključna riječ: dušični oksid |
| |
Tisuće djelića u tijelu i otrov za okoliš
Stockholm - plin dušični oksid (NO) je istovremeno štetan
i neophodan za sva višestanična živa bića. U tijelu služi
prije svega kao kurirska tvar. Visoko reaktivna i otrovna
supstancija doseže najčešće svoj cilj u roku od nekoliko sekundi
i tada se odmah razgrađuje. NO se ne pohranjuje, nego se prema
potrebi proizvodi direktno u blizini mjesta korištenja. Molekula,
koja se sastoji od samo dva atoma, može lagano proći kroz
stjenku stanice.Iako mnoge stanice tijela proizvode NO, kao
na primjer, mozak ili bubrezi, njegovo najpoznatije djelovanje
je na području regulacije krvnog pritiska. Stanice endotela,
koje poput tapeta oblažu krvne žile, predaju NO na okolnu
glatku muskulaturu žila. One su odgovorne za proširenje žila
i za bolju prokrvljenost. Pri tome, NO najčešće ne djeluje
direktno, nego potiče kaskadu reakcija unutar stanica. |
NO igra i značajnu ulogu kod seksa. Kod erekcije potiče,
slično Viagri , tzv. cGMP. NO povećava koncentraciju supstancije
cGMP, a Viagra sprečava njenu razgradnju. cGMP djeluje na
opuštanje krvnih žila i tako dotječe više krvi u spužvasto
tijelo.
Ljetni smog |
| NO je poznat - kemijski ga se točno označava kao dušični
monoksid - prije svega kao štetna tvar za okoliš. Na zraku
se polagano pretvara u dušični dioksid (NO2). I dioksid i
monoksid nastaju prije svega kod velike upotrebe gnojiva i
kao ispušni plinovi kod toplana i automobila. Ukoliko ga se
udiše u velikoj koncentraciji, može otrovni plin NO2 dovesti
do edema pluća. Dušični oksidi (NOX- engleski nitrogen oxides)
su uzrok tzv. ljetnog smoga (Los Angeles smog). Pri tome tvore
pod utjecajem sunčevih zraka nadražujući plin ozon. Oni pridonose
i kiselim kišama koje oštećuju tlo jezera, biljke i zgrade.
|
| |
|
|
| |
|
Dobitnici: Ferid
Murad, Louis J. Ignarro i Robert F. Furchgott (s lijeva
na desno)
|
| |
Stockholm - Utirači puta za sredstvo za povećanje potencije
Viagru, dobili su 1998. Nobelovu nagradu za medicinu.
Robert Furchgott, Louis Ignarro i Ferid Murad iz SAD-a su
prema obavijesti Karolinska-instituta u Stockholmu nagrađeni
za svoje otkriće, da dušični oksid djeluje kao tzv. signalna
molekula, te da na taj način utječe na proširenje krvnih žila.
To opet djeluje na potenciju. Uz to je ovaj plin poznat kao
obrambeni mehanizam protiv infekcija i regulator krvnog pritiska.
Furchgott (82) sa State University of New York je 1980. dokazao,
da se krvne žile šire pomoću do tada nepoznate signalne molekule.
|
| |
| Dušični oksid kao signalna molekula |
| |
Murad (62) sa University of Texas iz Houstona je istovremeno
pronašao da lijekovi, koji djeluju u tijelu i primjenjuju
se protiv srčanih boli, poput nitroglicerina, tvore dušični
oksid koji sa svoje strane aktivira stanice mišića. Time je
Murad dokazao da jedan plin može upravljati s važnim staničnim
funkcijama. Ignarro s University of California u Los Angelesu
je paralelno s Furchgottom istraživao i tražio molekulu koja
utječe na opuštanje krvnih žila. Istovremeno, kada i njegov
kolega iz New Yorka je Ignarro (57) dokazao u vlastitim pokusima,
da se tu radi o dušičnom oksidu. Obojica su predstavila rezultate
istraživanja u srpnju 1986. na jednoj konferenciji i time
potakla lavinu istraživanja. Praktična primjena ovog otkrića
je našla prvenstvenu primjenu kod srčanih oboljenja.
Mnogi istraživači lijekova zasnivaju svoj rad na postojanju
i djelovanju dušičnog oksida kao signalne molekule.
No, i kod muške potencije igra ova molekula bitnu ulogu. Proširenjem
krvnih žila, koje idu prema penisu, može dušični oksid dovesti
do erekcije. Na tim saznanjima počiva djelovanje sredstva
za potenciju - Viagre. Osim toga ovaj plin služi i kod istraživanja
raka, jer može zaustaviti rast tumora. |
| |
| Aktualna medicinska istraživanja:
Dušični monoksid (NO) |
| |
Dušični monoksid (NO):
Mala molekula velikog učinka |
| |
Nobelova nagrada za NO
Za otkriće male molekule dušičnog monoksida (NO) su ove godine
nagrađena tri američka znanstvenika - Robert F. Furchgott,
Ferid Murad i Louis Ignarro s Nobelovom nagradom za medicinu.
Ovim istraživačima je prvima uspjelo dokazati veliko značenje
NO za opskrbu organa krvlju i ulogu te molekule kao kurirske
tvari u organizmu. Kurirske tvari, u to se na primjer ubrajaju
i hormoni, služe prijenosu obavijesti, te time reguliraju
izmjenu tvari i funkcije organa. Saznanja o NO otvaraju nove
mogućnosti kod tretmana oboljenja krvnih žila i kod organskih
oštećenja koja su time uzrokovana.
Grupa dušičnih oksida je već duže vrijeme u središtu pažnje
javnosti, no u jednoj potpuno drugoj vezi. Oni nastaju kod
procesa sagorijevanja, javljaju se u ispušnim plinovima automobila
i suodgovorni su za zagađenje zraka. Također ljeti sudjeluju
u stvaranju ozona. |
| |
Kako je otkriven dušični monoksid?
Krajem 70-tih godina je farmakolog Ferid Murad prvi obratio
pažnju na dušični monoksid (NO). Pri istraživanjima s nitratima
- grupi supstancija koja se upotrebljava kod akutne boli u
grudima - otkrio je da se NO oslobađa, a to utječe na proširenje
(dilataciju) krvnih žila. I farmakolog Robert F. Furchgott
je istraživao djelovanja lijekova na krvne žile. On je pronašao
da unutarnji sloj krvnih žila (endotel) proizvodi nepoznatu
supstanciju (faktor) koja dovodi do opuštanja (relaksiranja)
mišićnog sloja, koji se nalazi ispod endotela. Kako nije mogao
odrediti tu supstanciju, nazvao ju je EDRF (Endothelium-derived
relaxing Factor - opuštajući faktor koji proizlazi iz endotela).Nepoznata
supstancija EDRF je razotkrivena tek 80- tih godina. Neovisno
jedan o drugome identificirali su Louis J. Ignarro i Robert
F. Furchgott, EDRF kao dušični monoksid. |
| |
Što sve može NO?
Intenzivno istraživanje posljednjih godina je pokazalo da
dušični monoksid nije samo vrlo značajna signalna tvar u srčano-krvnožilnom
sustavu, nego da igra i značajnu ulogu kod suzbijanja infekcija
i pri upravljanju živčanim sustavom.
NO se nalazi skoro u cijelom tijelu i stvara se u neposrednoj
blizini mjesta djelovanja. Točan način djelovanja NO-a se
može pobliže objasniti na osnovu slike. |
| |
|
|
| |
Slika: Djelovanje NO
u krvnim žilama
1= unutrašnjost krvne žile (lumen)
2= endotel (tunica intima)
3= sloj mišića (tunica media)
4= ovojnica krvne žile (tunica externa) |
| |
| NO se stvara u stanicama endotela krvnih žila odvajanjem
od aminokiseline L-arginina pomoću jednog enzima (NO-sintaza).
Podražaji koji nastaju, su vlastite supstancije tijela, poput
acetilholina, noradrenalina ili sile pritiska krvi. Kod nekih
lijekova za srce, poput nitroglicerina, se NO enzimski odvaja
od supstancije. Zbog male veličine molekule može NO nesmetano
difundirati u mišićni sloj žile, gdje ima aktivirajuće djelovanje
na guanilat ciklazu. Ovaj enzim tvori kurirsku tvar cGMP koja
u narednim koracima utječe na opuštanje muskulature žila -
žile se proširuju. |
| |
Vijek trajanja NO-a nije dug. Unutar nekoliko sekundi reagira
s molekulama kisika u nitrit (NO2-) i nitrat (NO3-). Kratki
vijek trajanja objašnjava i zašto se NO može stvarati samo
u neposrednoj blizini mjesta djelovanja. Raspoznaje se, da
NO nema direktno djelovanje na proširenje krvnih žila, nego
potiče reakciju, koja indirektnim putem u više koraka dovodi
do proširenja krvnih žila. To proširenje krvnih žila ima u
pojedinim organima različito djelovanje. U srcu dolazi do
boljeg prokrvljenja, a u penisu do nadimanja spužvastog tijela.
Osim proširenja krvnih žila, NO ima i druge osobine:
Relaksirajuće djelovanje ne pogađa samo muskulaturu žila,
nego djeluje i na mišiće bronhijalnog stabla. |
| |
| NO, koji se iz stanica endotela predaje u lumen krvne žile,
može spriječiti nakupljanje trombocita (stvaranje tromba). |
| |
U živčanom sustavu služi kao značajna signalna tvar (transmiter),
koji ima utjecaj na funkcije mozga i funkcije sustava želudac
- crijevo. Tako na primjer, završeci živaca uzrokuju u stijenki
crijeva relaksaciju (opuštanje) prstenaste muskulature putem
izlučivanja NO.
U obrambenih stanicama (makrofazima) stvara se NO, a on je
zbog snažnog "reakcijskog potencijala" u stanju
razoriti bakterije. Potaknuti od sastavnih dijelova bakterija
(napr. lipopolisaharida) makrofazi proizvode NO u velikim
koncentracijama, pa se tako blokiraju za život važni enzimi
koji sadrže željezo. Konzerviranje mesa pomoću 15-20% otopine
kuhinjske soli počiva upravo na ovom učinku. Dodana kuhinjska
sol ili natrijev nitrat se pomoću bakterija pretvara u toksični
NO. |
| |
Mogućnosti primjene NO-a
Nenamjerno djeluje NO na učinak proširenja krvnih žila - već
od prošlog stoljeća. Već tada se iskorištavalo blagotvorno
djelovanje nitroglicerina, supstancije koja oslobađa NO pri
tretmanu srčanih oboljenja. Stare, krute aterosklerozom promijenjene
krvne žile se mogu ponovno oblikovati pomoću NO-a. Na taj
način se poboljšava prokrvljenje, a visoki krvni pritisak
se može normalizirati. Danas se uspješno primjenjuje u disanju
(inhalaciji) NO-a kod djece koja se rađaju sa teškim poremećajima
disanja. Kao što je već ranije spomenuto, NO potiče i erekciju
penisa, a što je dovelo do lijekova protiv impotencije (Viagra®).
I kod borbe protiv tumora otvara NO obećavajuće putove, jer
ga proizvode bijele krvne stanice, te može neškodljivim učiniti
ne samo bakterije, nego i stanice.
Uz sve prednosti koje ima ne smije se zaboraviti, da NO ima
i nuspojave. Kod terapije se mora uzeti u obzir, da je pri
većem doziranju NO otrovan i ako ga se dulje vremena udiše,
može dovesti do oštećenja pluća. Također može proizvesti i
glavobolju zbog proširenja moždanih krvnih žila. To je bio
i razlog, zašto je prije gotovo 100 godina srčani bolesnik
Alfred Nobel odbio tretman s nitroglicerinom, kojeg je neposredno
prije toga otkrio. |
| |
Literatura za stručnjake
• Allgemeine und spezielle
Pharmakologie und Toxikologie aus dem Spektrum-Verlag, 1.,
überarbeitete Aufl., 1998
• Physiologie des Menschen,
Schmidt/Thews (Hrsg.), Springer Verlag, 1997
• NO-Bericht aus "Die
Zeit", Ausgabe 43/1998
• Pressemitteilung über
den Nobelpreis aus Stockholm vom 12.10.98 (http://www.nobel.se) |
| |
| |
| |
| |
