Fyziologické a patofyziologické aspekty metabolismu sulfanu u člověka

Abstract

Sulfan (H2S) je po dlouhou dobu známý jako toxický plyn a v poslední době se prokázala jeho funkce jako významné signální molekuly. Sulfan vzniká v malých koncentracích v organismu a fyziologicky působí v celé řadě tkání např. mozku, cévách, plicích. V organismu je tvořen enzymaticky v největší míře z L- cysteinu, přičemž nejvíce se na jeho vzniku podílí enzym cystathionin β-syntáza (CBS, EC 4.2.1.22, L-serin hydro-lyáza) vyskytující se zejména v mozku a cystathionin γ-lyáza (CSE, EC 4.4.1.1, L-cystathionin cystein-lyáza) generující sulfan především v tenkém střevě, portální žíle a hrudní aortě. Sulfan působí jako vazorelaxační faktor v cévách a tím snižuje krevní tlak, v mozku se podílí na přenosu nervového vzruchu. Kromě účinků v mozku a cévách hraje roli v procesech spojených se zánětem nebo v procesu přenosu bolesti. Mezi mechanismy působení sulfanu patří zejména aktivace KATP kanálů (cévy, zažívací trakt, zánět), aktivace NMDA receptorů (mozek), redukce molekul způsobujících oxidativní stres (plíce, mozek), či regulace vstupu vápenatých iontů do buněk (retina). Na základě těchto zjištění je patrné, že by ovlivnění metabolismu sulfanu mohlo mít vysoký terapeutický potenciál, jak u srdečních nemocí, tak u zánětlivých procesů. V popředí zájmu je v současnosti objasnění úlohy sulfanu ve zdraví a...

Hydrogen sulfide (H2S), known as a toxic gas for a long time, was recently shown to be an important signaling molecule. Hydrogen sulfide is produced in small concentration in organism and exhibits a physiological role in many tissues (brain, blood vessels, lungs). Hydrogen sulfide is mostly formed enzymatically from L-cysteine by two enzymes - cystathionin β-synthase (CBS, EC 4.2.1.22, L- serine hydro-lyase) occurring especially in the brain and cystathionine γ-lyase (CSE, EC 4.4.1.1, L- cystathionine cysteine-lyase) generating hydrogen sulfide mainly in the small intestine, portal vein and thoracic aorta. In vessels hydrogen sulfide acts as a vasorelaxant factor and reduces blood pressure while in the brain it is involved in neuronal transmission. In addition to these effects, hydrogen sulfide plays a role in inflammatory processes as well as in the transmission of pain. Hydrogen sulfide acts through activation of KATP channel (in blood vessels, digestive tract, and in inflammation), activation of NMDA receptors (brain), reduces molecules causing oxidative stress (lungs, brain) and affects influx of Ca2+ ions into the cells (retina). Based on these findings it is apparent that the modulations of metabolism of hydrogen sulfide may have a therapeutic potential, e.g. in vascular disease or in...