Сигнальная молекула жизни

Много ли найдется химических веществ, удостоенных чести стать «молекулой года»? Оксиду азота, NO, по решению журнала «Science», эта честь выпала в 1992 году. Маленькая скромная молекула в конце прошлого века сделала головокружительную карьеру. Раньше ее считали лишь загрязнителем окружающей среды, который выбрасывается из промышленных труб и, окисляясь в воздухе, образует желтый «лисий хвост» – источник кислотных дождей. Однако в последнее время выяснилось, что оксид азота непрерывно вырабатывается в организме животных и человека, и он совершенно необходим как регулятор множества физиологических процессов, как универсальная «сигнальная молекула». Чтобы было понятно, о чем речь, напомним, что с оксидом азота связано действие знаменитой виагры и незаменимого нитроглицерина. Но ученые считают, что оксид азота может положить начало целому поколению самых разнообразных лекарственных средств.

Сегодня в мире выходит около тысячи статей в месяц, посвященных физиологической роли оксида азота, он фантастически популярен, биология оксида азота признана как отдельное научное направление. В 1998 году трое его исследователей американцы Роберт Ферчготт, Ферид Мьюред и Луис Игнарро получили Нобелевскую премию. По всеобщему признанию, вполне заслуженно. Но «за бортом» оказался британский ученый Сальвадор Монкада, вклад которого в биологию оксида азота не меньше, чем нобелевских лауреатов. И уж совсем забытым оказался вклад российских ученых в исследования физиологической роли оксида азота.

А ведь еще в начале 60-х годов прошлого века оксид азота в живых клетках стал изучать наш соотечественник, доктор биологических наук, заведующий лабораторией Института химической физики РАН Анатолий Ванин. Он первым показал, что оксид азота образуется в живых организмах, создал универсальный метод определения этого вещества в тканях и сейчас работает над применением оксида азота в медицине.

Судьба столкнула Анатолия Ванина с оксидом азота еще в 60-е годы, когда он, будучи аспирантом, «поймал» неизвестный ранее сигнал, который испускали клетки дрожжей при взаимодействии с электромагнитным полем. Этот метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), изобретенный в нашей стране, позволяет изучать химические соединения в биологических тканях. Сначала Ванин увидел незнакомый сигнал в клетках дрожжей, затем в клетках животных: в печени, в мышцах. Это был оксид азота, но не сам по себе, а в комплексе с ионами железа и белками. Именно в таком сочетании, как показал отечественный исследователь, NO устойчив и не окисляется. Его статья, опубликованная в 1967 году, признана мировым сообществом как первая работа по оксиду азота в живом организме.

Постепенно усилиями многих исследователей вырисовывалась физиологическая роль оксида азота. В 70-е годы Ф.Мьюред установил, что NO обладает положительным биологическим действием, активизируя работу важнейшего внутриклеточного фермента. Р.Ферчготт открыл фактор расслабления гладкой мускулатуры сосудов.

Предположение, что NO есть действующее начало этого фактора, параллельно зрело у нескольких исследователей. «Я понял это где-то в 1982–83 году», – подчеркивает Анатолий Ванин. В 1985 году он вместе с соавтором Н.А.Медведевой отправил статью в журнал «Бюллетень экспериментальной биологии и медицины». Но статья увидела свет только через три года после отправки, и к тому времени аналогичное предположение уже опубликовали американцы и англичане. «Мы тогда не стали никому ничего доказывать, – говорит ученый, – просто продолжали работать».

Количество NO в организме очень важно знать, поскольку при избытке он из регулятора превращается в убийцу. Может наступить эндосептический шок, когда внезапно резко падает давление из-за того, что сосуды слишком сильно расслабляются. Оксид азота накапливается и при старении организма, провоцируя гибель клеток, в том числе нервных, как при болезни Альцгеймера. Благодаря такому спектру биологических свойств оксид азота – уникальный источник потенциальных лекарств.

Над этим сейчас и работает Анатолий Ванин вместе с физиологами и медиками из Всероссийского кардиологического центра. Они исследуют вещества для расслабления стенок сосудов и мышц, снятия спазмов, снижения давления. «Оксид азота входит в состав препарата в виде устойчивого комплекса, – объясняет Анатолий Федорович. – Эти комплексы доносят NO в защищенном виде, проходят через мембраны и отдают его туда, куда надо. А еще они противостоят апоптозу – запрограммированному самоубийству клеток и тканей. Как «живая вода».

Так что, можно рассчитывать, что чудесная маленькая молекула еще удивит мир и что вклад российской науки в ее исследование не будет забыт.