Vai zini, kāda ir vismazākā zāļu molekula pasaulē?

Stāsta Latvijas Zinātņu akadēmijas prezidents Ivars Kalviņš

Vai zini, kāda ir vismazākā zāļu molekula pasaulē, par kuras bioloģiskās iedarbības izpēti piedevām vēl ir piešķirta Nobela prēmija?

Atbilde uz šo jautājumu meklējama 1987. gadā, kad, pētot asinsspiediena regulācijas mehānismus, fiziologs Roberts Frensiss Fērgots (Robert Furchgott) no Ņujorkas Downstate Medical Center kopā ar savu studentu Džonu Zavadzki (John Zawadzki)  atklāja, ka, atbildot uz smadzeņu raidītajiem signāliem, asinsvadu sieniņas no iekšpuses izklājošās šūnas, kuras sauc par endotēlija šūnām, veido nezināmu signālmolekulu, kas liek atslābt asinsvadu sieniņu gludajai muskulatūrai. Tā rezultātā asinsspiediens samazinās, bet asins plūsma palielinās.

Viņiem pašiem gan neizdevās noskaidrot, kas tā īsti ir par vielu, toties citi zinātnieki atcerējās, ka jau 1977. gadā Ferids Murads (Ferid Murad) no Teksasas universitātes Medicīnas skolas bija noskaidrojis, ka labi zināmās sirdszāles nitroglicerīns organismā tiek noārdīts līdz NO jeb slāpekļa monoksīdam, kam seko sirds asinsvadu atslābināšanās.

Un tā zinātnieku grupa Luisa Ignarro (Louis Ignarro) vadībā no Losandželosas Kalifornijas Universitātes Medicīnas skolas un Salvadora Monkadas (Salvador Moncada) vadītie pētnieki no Wellcome Research Laboratories (Bekenhema, Lielbritānija) 1987. gada janvārī praktiski vienlaicīgi nopublicēja savu pētījumu rezultātus, kas pierādīja, ka

šī noslēpumainā signālmolekula Fantomas nav nekas cits kā labi zināmais slāpekļa monoksīds! Šī divu atomu molekula mūsu audos un asinīs dzīvo nedaudz ilgāk par piecām sekundēm, taču pa šo laiku paspēj iespiesties muskuļaudu šūnās un palaist reakciju kaskādi, kas beidzas ar asinsvadu muskuļaudu atslābināšanos.

Par šiem pētījumiem Ferids Murads, Roberts Fērgots un Luiss Ignarro 1998. gadā tika apbalvoti ar Nobela prēmiju.

Šobrīd NO ir mazākā molekula pasaulē, kura ir atzīta un tiek lietota kā medikaments. Šīs zāles gāzveida formā lieto tādu zīdaiņu ārstēšanai, kam ir kritiski paaugstināts asinsspiediens plaušās. 

Vēlāk tika noskaidrots, ka slāpekļa monoksīdam ir milzīga nozīme daudzu jo daudzu citu fizioloģisko procesu regulēšanā organismā. Izrādījās, ka šī molekula ir nervu signālu pārnesēja arī mūsu smadzenēs un ir iesaistīta atmiņas procesos. Smadzeņu uzbudinājuma laikā to sintezē ap 5% neironu un tiem NO nav bīstams.

Savukārt 95% pārējo neironu ir ārkārtīgi jūtīgi pret paaugstinātu NO koncentrāciju, kas tos var pat nogalināt. Ar šo fenomenu mēs varam izskaidrot cilvēka sajukšanu prātā pārlieku lielu pārdzīvojumu rezultātā.

Arī vispārējo ievērību guvušā medikamenta Sildenafila (plašāk pazīstams kā Viagra) , darbības pamatā ir tieši NO izsauktās ķīmiskās pārvērtības.

Vēl viens NO darbības aspekts ir tā spēja kontrolēt trombu veidošanās procesus organismā. Un it kā ar to vēl nebūtu gana, atklājās, ka

arī cilvēka imūnsistēmas šūnas spēj ražot NO, ar kuru palīdzību tās spēj nogalināt vēža šūnas, baktērijas un vīrusus. Kad sākās Covid-19 pandēmija, tieši Luiss Ignarro iniciēja klīniskos pētījumus par NO inhalācijas lietošanu Covid-19 slimnieku ārstēšanā.

Cerams, ka šie pētījumi pavērs jaunu lappusi stāstā par NO brīnumainajiem efektiem, kuriem pateicoties, 1992. gadā šī molekula tika atzīta par Gada molekulu pasaulē.