Сірководень і хвороба Альцгеймера

Сірководень і хвороба Альцгеймера
Модель стрічки сульфгідратованої GSK-3β (атоми кисню позначені червоним, сірка - жовтим, азот - синім, (малюнок Bindu Paul і Johns Hopkins Medicine)

Сірководень (H2S) – смердючий газ, що утворюється в різних и біохімічних процесах, наприклад, при розкладанні білка в протухлих курячих яйцях. Проте репутація цього з’єднання водню та сірки як однозначно токсичної сполуки може незабаром змінитися.

Людський організм природним чином створює невелику кількість сірководню для регуляції функцій у всьому тілі, від клітинного метаболізму до розширення судин.

Науковці з Медичного центру Джонса Гопкінса (Британія) та Університету Ексетера в США встановили зв’язок між нейродегенерацією та вмістом сірководню в мозку. Виявилося, що рівень сульфгідратації в головному мозку з віком знижується, що є характерним і для пацієнтів з хворобою Альцгеймера.

В результаті серії біохімічних експериментів фахівці з’ясували, що сірководень стабілізує роботу ферменту GSK-3β (глікогенсинтази β) в клітинах мозку. За наявності здорового рівня H2S фермент GSK-3β діє як сигнальна молекула, додаючи хімічні маркери до інших білків і змінюючи таким чином їхню функцію. В разі відсутності достатньої кількості сірководню фермент GSK-3β надмірно активно притягується до іншого білка в мозку, який називається тау-білком (tau protein). Тау-білок через це втрачає свою нормальну структуру – утворюється скупчення Тау-грудок в середині клітин мозку. У міру зростання грудок Тау, сплутані білки блокують зв’язок між нервами, зрештою змушуючи їх гинути, що призводить до погіршення пам’яті, а потім і до втрати когнітивних здібностей і рухових функцій, що і є характерним для хвороби Альцгеймера.

В ході дослідження вчені розробили особливу хімічну речовину NaGYY, яка в процесі переміщення в середовищі живого організму повільно вивільняє молекули сірководню. Потім (після введення цього з’єднання генетично модифікованим для імітації хвороби Альцгеймера мишам) протягом 12 тижнів дослідники перевіряли, чи відбуваються у тварин якісь зміни в здібностях і рухових функціях. В результаті було зафіксовано підвищення когнітивних і рухових функцій на 50% в порівнянні з контрольною групою, яка не отримувала таких ін’єкцій.

Як мозок хімічно реагував на газоподібну молекулу? Результати показали, що наслідки поведінки хвороби Альцгеймера тепер можна змінити шляхом введення сірководню. Сьогодні команда фахівців продовжує вивчення взаємодії сульфогруп з глікогенсинтазою 3-β та іншими білками, що беруть участь в патогенезі хвороби Альцгеймера. Вчені також планують випробувати нові молекули для транспортування сірководню усередині організму.

Джерело

Сірководень і хвороба Альцгеймера
Гостре отруєння людини сірководнем настає вже при концентраціях 0,2-0,3 мг / л, концентрація вище 1 мг / л – смертельна.

Для довідки: сірководень (H2S) – найбільш активна з сірковмісних сполук. В нормальних умовах це безбарвний газ з неприємним запахом тухлих яєць, розчинний у воді, при контакті з металами викликає корозію, діапазон вибухонебезпечних концентрацій в суміші з повітрям – від 4 до 45% об.

Сірководень – токсичний газ, який діє безпосередньо на нервову систему, має здатність притупляти нюховий нерв, через що людина перестає розрізняти навколишні запахи, інтоксикація може статися раптово. Смертельна концентрація цього газу в повітрі – 0,1% – така кількість сірководню може привести людину до летального стану за 10 хвилин. Якщо трохи збільшити концентрацію, смерть настає миттєво – після першого ж вдиху (для прикладу: в каналізаційній системі концентрація сірководню іноді досягає 16%).

Найбільш помітні ознаки сильного отруєння сірководнем: набряк легенів, судоми, параліч нервів, подальша кома. Якщо в атмосфері сірководень міститься в менших кількостях (від 0,02%), симптоми не настільки фатальні, але дуже неприємні: запаморочення і головний біль, нудота і швидке звикання до запаху «тухлих яєць».

Отруєння сірководнем, якщо вчасно вжити необхідних заходів, можна вилікувати: вивести постраждалого на свіже повітря, збагатити його легені киснем, ввести серцеві і дихальні аналептики, препарати заліза, глюкозу, вітаміни.