15-ročné úsilie v štúdiu sírovodíka


15-ročné úsilie v štúdiu sírovodíka

Sírovodík (H2S) je plyn, ktorý má veľmi nepríjemný zápach, uvoľňuje sa napríklad z pokazených vajec. Dlho sa vedelo, že je to toxický plyn, preto sa aj evolúciou vyvinula u ľudí jeho detekcia čuchom. Jeho toxicita je ale zradná, lebo vo vyšších koncentráciách napadá čuchové orgány a preto toxické koncentrácie už čuchom nezistíme.

Vedci z Biomedicínskeho centra SAV posledných 15 rokov študujú interakcie sírovodíka s biologicky aktívnymi látkami a ich vplyv na niektoré biologické procesy. Zodpovedným riešiteľom projektu Štúdium biologických účinkov produktov H2S/NO interakcie a molekulárne mechanizmy ich pôsobenia (Study of biological effects of H2S/NO products and molecular mechanism of their actions) je RNDr. Karol Ondriaš, DrSc.

Pohľad na sírovodík sa podľa neho zmenil po roku 1997, keď sa zistilo, že každý živočích (aj človek) má v tele 2 – 3 enzýmy, ktoré v tele vyrábajú sírovodík, ktorý sa ďalej spracováva. „Dokonca sírovodík si vyrábajú rastliny, huby, plesne a aj niektoré baktérie. Niektoré z baktérií žijú aj v ústach a spôsobujú zápach. V súčasnosti sa objavujú dôkazy, že v tele sú enzýmy, ktoré dokážu vyrobiť aj polysulfidy: H-S-S-H, H-S-S-S-H, H-S-S-S-S-H, atď. Vplyv polysulfidov na biologické objekty sa v súčasnosti začína študovať.“

Odkiaľ sa berú enzýmy vyrábajúce sírovodík?

Odborník pokračuje, že sa predpokladá, že enzýmy vyrábajúce sírovodík sú pozostatkami evolúcie spred miliardy rokov, keď zo sopiek v ovzduší bolo veľa sírovodíka a živé organizmy ho inkorporovali do svojich fyziologických procesov.

„Ako u každého vedeckého objavu, tak aj po zistení, že telo si vyrába sírovodík, sa rozbehli štúdie skúmajúce: Na čo je sírovodík v tele potrebný? Aký je vplyv sírovodíka na všetko možné v tele organizmov? Ako sa dá ovplyvňovať jeho výroba v organizme? A tak podobne. Dnes sa už vie, že sírovodík hrá úlohu v mnohých fyziologických alebo patofyziologických procesoch, ako napríklad kardiovaskulárne procesy, choroby mozgu, rakoviny, atď. ...“   

Sírovodík a jeho interakci s oxidom dusnatým. Ako produkty tejto interakcie ovplyvňujú mnohé procesy v tele organizmu

V súčasnosti vedci nadväzujú na výsledky výskumu, keďže v spolupráci s ďalšími laboratóriami zistili, že sírovodík interaguje s významnou biologickou molekulou – oxidom dusnatým a produkty tejto interakcie ovplyvňujú mnohé procesy v tele organizmu. Výsledky týchto štúdií boli publikované v 2 – 4 vedeckých prácach.

„Pretože sú v súčasnosti biologické účinky sírovodíka už čiastočne preskúmané, v našom základnom výskume sa sústreďujeme na interakciu sírovodíka a polysulfidov s biologicky aktívnymi molekulami a študujeme, či produkty týchto interakcii majú biologické účinky. A či by sa tieto účinky dali použiť v aplikačných štúdiách, ktoré by viedli k ich aplikácii v medicíne,“ vysvetľuje RNDr. Karol Ondriaš, DrSc.

Aké sú teda ciele projektu?

Zodpovedný riešiteľ menuje nasledovné:

  1. Pretože cesnak je prirodzeným zdrojom sírovodíka, ktorý má aj antioxidačné účinky, študujeme, ktoré látky z cesnaku majú antioxidačné účinky.
  2. Pretože sírovodík interaguje s oxidom dusnatým a produkty majú biologické účinky, študujeme, aký je molekulárny základ týchto biologických účinkov.
  3. Pretože tetracyklíny sa často používajú proti bakteriálnym infekciám, študujeme, či sírovodík a polysulfidy interagujú s tetracyklínmi a či produkty tejto interakcie majú biologické účinky.
  4. Pretože selén je potrebný pre zdravie organizmov, študujeme, ako sírovodík interaguje so selénom a či produkty tejto interakcie majú biologické účinky.
  5. V súčasnosti zisťujeme, či produkty interakcie sírovodíka s vyššie uvedenými látkami ovplyvňujú tlak krvi potkana.

Doterajšie zistenia

Dosiaľ sa už vedcom podarilo zistiť, ktoré látky z cesnaku majú najlepšie antioxidačné vlastnosti. Výsledky publikovali v „Antioxidants 2017“. Zistili tiež, že produkty interakcie sírovodíka s oxidom dusnatým dokážu pri určitých podmienkach produkovať voľné radikály alebo ich inhibovať a indukovať alebo inhibovať poškodenie DNA. Výsledky publikovali v „Nitric Oxide 2018“.

Ďalej sa im podarilo zistiť, že sírovodík a aj polysulfidy interagujú s tetracyklínmi a ich produkty majú biologické účinky: ovplyvňujú vznik a úbytok voľných radikálov a poškodenie DNA. Pričom polysulfidy majú iné účinky, ako sírovodík. Výsledky publikovali v „Molecules 2019“.

„Zistili sme, že sírovodík a polysulfidy interaguje s derivátmi selénu a ich produkty majú biologické účinky: znižujú koncentráciu voľných radikálov, regulujú poškodenie DNA, relaxáciu/kontrakciu izolovanej aorty potkana a modulujú krvný tlak potkana. Výsledky sa spracovávajú a pripravujú do tlače,“ uviedol RNDr. Karol Ondriaš, DrSc.

V súčasnosti vedci zisťujú, či produkty interakcie sírovodíka s vyššie uvedenými látkami ovplyvňujú tlak krvi potkana. Z výsledkov základného výskumu študujú možnosti aplikačných štúdií, ktoré by v budúcnosti mohli viesť k praktickému využitiu v medicíne.

V oblasti interakcie selénu so sírovodíkom odborníci z Biomedicínskeho centra SAV spolupracujú so „Saarland University” v Nemecku a s „Instituto de Química Orgánica General” v Madride v Španielsku. V Bratislave spolupracujú s Fakultou chemickej a potravinovej technológie STU a s ústavmi SAV.

„V súčasnosti potrebujeme preštudovať, ako produkty interakcie sírovodíka so študovanými látkami ovplyvňujú krvný tlak potkana. Očakávame, že niektoré produkty interakcie sírovodíka s nami skúmanými látkami môžu ovplyvňovať aj tlak krvi,“ dopĺňa RNDr. Karol Ondriaš, DrSc.

Výsledky v základnom výskume môžu podľa neho viesť k cieleným aplikačným štúdiám, ovplyvňovať voľné radikály pri niektorých chorobných stavoch alebo poškodzovať DNA u nádorových buniek.

Projekt Štúdium biologických účinkov produktov H2S/NO interakcie a molekulárne mechanizmy ich pôsobenia má realizačné obdobie 1. 7. 2016 – 30. 6. 2020.

 

Odborný garant textu: RNDr. Karol Ondriaš, DrSc., Biomedicínske centrum SAV

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Ilustračné foto: Pixabay.com /DarkoStojanovic/

Uverejnila: VČ

Hore
Aurelium - centrum vedy
Vedec roka 2018
QUARK
Prechod VK na VND - leto
fotografická súťaž TVT 2019
Noc výskumníkov 2019
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2018
Publikácie Veda v CENTRE
TVT 2018 články
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Žalostnými piesňami a spevmi Phurikane giľa vyjadrujú Rómovia žiale, bolesti, smútky, no i prehrešky
Zistite viac