Серная вода для чего полезна
Восстановление легких после коронавируса
Восстанавливаются ли легкие после COVID-19? Да. Но нужно не пропустить сроки реабилитации и серьёзно отнестись к рекомендациям врача.
Новая коронавирусная инфекция, вызванная SARS-CoV-2, недостаточно изучена, однако ясно, что она наносит вред всем органам и тканям человека. Вирус проникает в организм через слизистые оболочки носа, глаз, глотки. Первые симптомы появляются на 2-14 день. Обычно это повышение температуры выше 37.5 градусов Цельсия, насморк, потеря обоняния, сухой кашель, послабление стула, слабость и головная боль. На 6–10 сутки от момента появления первых симптомов могут начать беспокоить одышка, боль в груди, усиление кашля. Это тревожные симптомы, говорящие о поражении легких и требующие проведения дополнительного обследования: компьютерной томографии легких, измерения насыщения крови кислородом (сатурации).
Легкие после COVID-19
Попадая в организм человека через слизистые оболочки дыхательных путей SARS-CoV-2 вызывает мощнейшую воспалительную реакцию. Активируются иммунные клетки, вырабатывается колоссальное количество воспалительных веществ (воспалительных цитокинов). Интенсивность этой реакции скорее всего обусловлена генетически. Именно интенсивностью воспалительной реакции и определяется тяжесть поражения легочной ткани по данным исследований. В легочной ткани поражение при COVID-19 обусловлено как поражением самих альвеол (в которых происходит газообмен и кровь насыщается кислородом из воздуха) нашими собственными иммунными клетками так и поражением легочных сосудов, оплетающих альвеолы. Степень поражения легких можно определить при помощи КТ (компьютерной томографии).
Таблица 1. Поражение лёгких при COVID-19
Процент поражения легочной ткани
Поражена часть лёгкого. Небольшое затруднение дыхания.
Сероводород для здоровья Органов дыхания
Основным лечебным ресурсом Бальнеологического курорта «Мацеста» являются уникальные природные сероводородные воды. Сероводородная вода Мацесты характеризуется как высокоминерализованная, очень крепкая сульфидная, йодобромная, борная минеральная вода хлоридного натриевого состава. По температуре относится к группе слаботермальных источников, содержит ионы фтора, йода, брома, такие микроэлементы как железо, барий, калий, магний, золото, натрий, медь, а также гидрокабронаты.
Мацеста является одним из ведущих курортов страны использующих природную сероводородную воду с содержанием свободного сероводорода до 150 мг/л.
Ванный комплекс, где непосредственно отпускаются процедуры, находится в непосредственной близости от источников минеральных вод, что позволяет проводить процедуры с использованием природной сероводородной воды которая содержит весьма интересный и разнообразный спектр биологически активных веществ: сероводорода — 250,3 мг/л (свободный сероводород — до 160,2 мг/л) брома — 59,0 мг/л (критерий отнесения к «бромным» — 25 мг/л) йода — 12,0 мг/л (критерий 5 мг/л), что возможно только в Мацесте, так как при транспортировке Мацестинская вода теряет свои лечебные свойства. Мацестинская вода принадлежит к наиболее дефицитным для большинства стран типам минеральных вод.
Мацестинские процедуры – это в первую очередь, общие мацестинские ванны и их «облегченные» варианты: 4-х и 2-х камерные ванны для верхних и нижних конечностей. Помимо этого, в бальнеолечебницах отпускаются так называемые «местные» мацестинские процедуры: ингаляции, орошения головы, орошения десен, гинекологические орошения, восходящий душ и микроклизмы.
По официальной статистике в России заразились коронавирусом уже более 2,5 миллионов человек, что составляет около 2% от населения страны.
Каждый из нас может внести вклад в прекращение развития пандемии и укрепление своего здоровья.
Одним из способов повысить иммунитет — применение уникальной природной сероводородной воды «Мацеста».
Для усиления общего иммунитета предлагается курс общих Мацестинских ванн по общепринятым схемам.
В дополнение к общим ваннам, для усиления местного иммунитета и укрепления защитных свойств верхних дыхательных путей предлагается курс ингаляций с использованием природной сероводородной воды.
Так же сероводородные ванны влияют на дыхание:
дыхание претерпевает существенные изменения при воздействии сероводородных вод как в виде ванн, так и в виде ингаляций. Дыхание при действии сероводородных ванн может меняться в результате вдыхания сероводорода с воздухом, действия сероводорода на чувствительные нервные окончания кожи, действия сероводорода на рецепторные окончания сердечно-сосудистой системы, непосредственного действия сероводорода, циркулирующего в крови, на центральную нервную систему, в первую очередь на дыхательный центр. Во время сероводородной ванны сероводород действует как на кожу, так и на эпителий дыхательных путей.
Влияние Сероводородных ванн на организм:
А не так давно Российские ученые лаборатории молекулярных механизмов биологической адаптации Института молекулярной биологии РАН им. Энгельгардта провели исследования, в ходе которых выяснилось, что сероводород действует против одноцепочных РНКовых вирусов, к которым относится и COVID-19. Именно поэтому профилактическое лечение с применением уникальной природной сероводородной воды «Мацеста» очень полезны для тех, кто заботится о своём здоровье в период пандемии и хочет поддержать защитные свойства организма.
Так же, при наличии противопоказаний к применению сероводородной воды, у нас широко используется высокоэффективная природная йодобромная вода Кудепстинского месторождения. Йодобромные процедуры оказывают щадящее воздействие на сердечно-сосудистую и нервную систему.
Кроме того, у нас применяется радонотерапия, функционирует единственная в Краснодарском крае собственная радоновая лаборатория, позволяющая проводить бальнеотерапию с применением радона.
Бальнеолечение прекрасно дополняют грязевые аппликации на основе иловой грязи, содержащей сероводород. В основе физиологического действия лечебных грязей лежит комплексное влияние на организм температурного, механического и химических факторов.
Еще одно направление нашего Бальнеологического курорта — это целебные питьевые минеральные воды Пластунского месторождения. Вода характеризуется как слабоминеральная гидрокарбонатная натриевая, слабощелочная с повышенным содержанием бора, фтора, йода, кремния. Минеральная вода «Пластунская» добывается с глубины 550 м на Пластунском месторождении минеральных вод, расположенном в Хостинском районе г.Сочи, севернее села Пластунка, в 11 км. от устья реки Сочи. Месторождение было открыто в 1971 г.
Имеет 8 золотых медалей на международных выставках!
Её употребление в лечебных целях после посещения бальнеологических процедур позволяет улучшить работу желудочно-кишечного тракта и закрепить положительный эффект от лечения.
Бальнеокурорт Мацеста рекомендует приобрести лечебную программу «Свободное дыхание»
Ожидаемый эффект:
— Повышение общего и местного гуморального иммунитета организма
— Улучшение кровоснабжения и питания слизистых верхних дыхательных путей, являющихся основными воротами для COVID-19
— Уменьшение воспалительных процессов в организме.
начальник медицинской части ООО «БК «Мацеста» (холдинг) города Сочи».
д.м.н., проф. Георгиади-Авдиенко Константин Александрович
заведующий отделением физиотерапии медицинской части ООО «БК «Мацеста» (холдинг) города Сочи», врач высшей категории
Четвериков Дмитрий Александрович
Польза и вред сероводорода в воде.
Как утверждают физиотерапевты, вода с сероводородом, а вернее с небольшим содержанием сульфитов, может оказывать благоприятное воздействие практически на все системы организма человека. Это природный элемент своими физическими характеристиками считается уникальным и потому в терапевтической практике. Многих интересует вопрос пользы и вреда сероводородной воды, также правильное ее применение.
Попробуем разобраться в этой статье.
Что такое сероводородная вода.
Вода с характерным запахом сероводорода имеет уникальный химический состав, характеризирующий ее неприятным запахом тухлых яиц. Допустима норма сероводорода в воде составляет 0,003 мг/л, а так как сероводород является токсичным газом, то большая концентрация сероводорода опасна для здоровья человека.
Вода, насыщенная сероводородом, используется в терапевтических целях на различных курортах, санаториях и в домашнем использовании. В составе сероводородной воды из природного источника обычно присутствуют:
Такая вода, обогащенная серными соединениями, обладает запахом тухлого яйца, что не очень приятно многим людям, которые употребляют воду для питья или принимают оздоровительные процедуры в ваннах. Со временем к такому неприятному запаху можно привыкнуть, и он уже не будет вызывать негативные чувства.
Чем полезна вода, насыщенная сероводородом.
Помимо неприятного запаха и отрицательного воздействия повышенной концентрации сероводорода на организм человека есть положительный фактор сероводородного источника воды, при систематическом потреблении воды внутрь и при принятии терапевтических водных процедур. Доказано, что сероводородные источники благотворно влияют на наш организм. Положительное воздействие проявляется в следующем:
— Укрепляются стенки кровеносных сосудов и сердечная мышца. Так же эта процедура стабилизирует артериальное давление. Поэтому, для профилактики сосудистой дистонии и заболеваний сердца, рекомендуется принимать сероводородные ванны.
— Снимаются различные воспалительные процессы. Известно, что вода, насыщенная сероводородом, обладает противовоспалительным действием, что оказывает положительное влияние на различные органы и системы организма человека. Людям, имеющим воспалительные заболевания, рекомендуется принимать терапевтические, оздоровительные процедуры сероводородной водой.
— Укрепляются суставы и связки. Сероводородная вода положительно влияет на опорно-двигательный аппарат. Водные процедуры сероводородных ванн очень полезны для профилактики остеохондроза, артроза, остеопороза, артрита, межпозвоночной грыжи.
— Улучшается метаболический процесс, помогающий снижению избыточного веса. Людям, страдающим лишним весом, диабетом и другими заболеваниями, связанными с нарушением работы эндокринной системы, также рекомендуется принимать водные серные ванны.
— Стимулируется центральная нервная система. Применение воды из серного источника повышает иммунитет, снимает усталость и раздражительность. Людям, страдающими неврологическими расстройствами, как правило, назначаются для профилактики подобные процедуры.
Умягчитель воды NatureWater Soft-XB1
Допустимая концентрация при потреблении воды внутрь.
Перед тем, как решить вопрос употребления воды для питья, необходимо уточнить химический состав выбранного источника. Если концентрация сероводорода низкая, то эту воду можно принимать для приготовления пищи, в качестве дополнительного, а не основного источника питания.
Сероводородная вода способствует эффективному очищению печени, желудочно-кишечного тракта, также ее рекомендуют пить при детоксикации. Если регулярно употреблять воду, насыщенную серными соединениями, то значительно улучшается кожа, волосы и состояние ногтей.
Сероводородная вода имеет различные концентрации:
— Слабую, от 10 мг/л до 45 мл.
— Среднюю, от 45 мг/л до 95 мг/л.
— Сильную, от 95 мг/л до 255 мг/л.
— Крепкую, от 255 мг/л до 305 мг/л.
Курс лечения необходимо проводить один раз в два дня, количеством сеансов не более 15. Водные процедуры проводятся в специальных помещениях, оборудованных мощной вентиляционной системой. Температура такой воды при проведении процедуры достигает 37 градусов и продолжительность одного сеанса должна быть около десяти минут.
Противопоказания к применению серной воды.
Вода, насыщенная сероводородом, приносит много пользы, но у медали, как правило имеется и обратная сторона. И прежде чем принимать серные воды, необходимо проконсультироваться у специалиста. Имеются основные противопоказания для употребления воды:
— Хроническое или острое заболевание почек.
— Туберкулез в любой форме.
— Доброкачественные образования и онкологические заболевания
— Варикозное расширение вен.
— Заболевания прямой кишки и геморрой.
— Болезни сосудов головного мозга.
— Болезни ЖКТ острой формы.
— Заболевания дыхательной системы.
— Кормление ребенка грудью.
Не рекомендуется принимать серную воду и сероводородные ванны людям, перенесшими инфаркт, так как такая терапия оказывает нагрузку на сердечную мышцу. Так же противопоказано использование воды для профилактики или лечебных целях воду лицам, страдающими аллергией и астмой. Так как такие процедуры, при их проведении, требуют много сил и энергии, то при физической усталости и психологическом недомогании проводить их не рекомендуется.
Лечебные свойства сероводорода
Сероводород – бесцветный газ, имеет характерный запах тухлых яиц, в газообразном виде очень ядовит. Если на протяжении долгого времени даже в минимальных объемах вдыхать сероводород, то возможно получить тяжелое отравление организма. А вот в водном растворе сероводород наоборот полезен, так как обладает лечебными свойствами. Именно поэтому на многих курортах мира в санаторном лечении применяется природная сероводородная (сульфидная) минеральная вода из подземных источников. Сегодня расскажем, чем она полезна, а кому может принести вред.
Лечебные сероводородные минеральные воды
Подземная сероводородная вода неорганического происхождения образуется, проходя через месторождения сульфидных руд. Однако в некоторых случаях сероводород обусловлен наличием сульфидных бактерий в водном составе, которые и вырабатывают его. Такое происхождение минеральных вод вполне распространенное явления.
Сероводородная вода имеет свойства кислоты, используется в лечебных целях. Натуральные сероводородные (сульфидные) минеральные воды могут иметь различную степень минерализации и отличаться ионным составом. В зависимости от концентрации сероводорода бывают слабосероводородные воды с концентрацией от 10 до 50 миллиграмм на литр, средней концентрации – от 50 до 100 мг/л, крепкие – от 100 до 250 мг/л и очень крепкие воды с концентрацией сероводорода свыше 250 мг/л.
Применение сероводородной воды для лечения
Сульфидные минеральные воды используют в зависимости от степени их минерализации и ионного состава. Для питьевого лечения подходит слабосульфидная вода, которая содержит свободный сероводород и тиосульфид в пропорции10-40 мг/л. При питьевом лечении сульфидные воды оказывают слабительное и желчегонное действие, влияют на желудочную секрецию, снижая ее. Кроме того, сероводородные воды благотворно влияют на общее состояние пораженной печени, обладают антиоксидантными свойствами при профессиональных отравлениях тяжелыми металлами.
Для сероводородных ванн используют среднесульфидные, крепкие и очень крепкие воды. Половина сероводорода из водного состава задерживается в коже, поэтому так полезно наружное применение, оказывающее специфическое воздействие на организм человека. Воздействие сероводородных ванн оказывает противовоспалительный эффект и ускоряет процесс заживления мышечной ткани и кожи, в крови снижается холестерин. Сульфидные воды положительно влияют на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, на общую и иммунологическую реактивность. Благотворно влияют сероводородные ванны и на внешний вид пациента – улучшается состояние ногтей и волос.
Помимо общих ванн применение сероводородной воды возможно в виде:
Показания к лечению сероводородными водами
Назначать процедуры с сероводородными водами может только специалист, концентрацию действующего вещества для ванны определяет тоже врач. Если превышать нормы концентрации сероводорода в минеральной воде, то такое лечение не только не принесет ожидаемой пользы, но и может нанести существенный вред здоровью пациента.
Применяют сероводородные воды в различных видах для лечения заболеваний:
Противопоказания к применению сероводородных вод
Сероводородные воды имеют ряд специфических противопоказаний к назначению. Не рекомендовано лечение сульфидными водами: при заболеваниях сердечно-сосудистой системы (после перенесенного повторного инфаркта миокарда, при тяжелых нарушениях ритма сердечной деятельности и аневризме, с тяжелыми частыми приступами стенокардии); с тяжелой формой атеросклероза сосудов головного мозга; при заболеваниях с недостаточностью кровообращения; при ревматоидных артритах с высокой активностью воспалительного процесса и артритах туберкулезной этиологии; при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки; при хроническом нефрите и нефрозе; при заболеваниях печени и желчевыводящих путей; при некоторых хронических заболеваниях щитовидной железы.
Консультация врача
Меня зовут Елена Хорошева, я главный врач sanatoriums.com, по специальности педиатр, физиотерапевт и курортолог, кандидат медицинских наук, практикую с 2004 года
Я лично посещаю курорты, представленные на нашем сайте, общаюсь с докторами и изучаю лечебные базы санаториев и спа-отелей для того, чтобы дать вам максимально исчерпывающий и полезный совет!
Елена Хорошева
Задайте вопрос доктору
Санаторное лечение
Сероводородные водные процедуры оказывают противовоспалительное и рассасывающее воздействие, положительно влияют на общее состояние организма пациентов, повышают тонус и способствуют избавлению от хронических недугов.
Сероводород всасывается во время принятия ванн через кожу, а также проникает в организм через дыхательные пути и слизистую оболочку. Полезные микроэлементы, попадая в кровь, расширяют кровеносные сосуды, появляется гиперемия, вызывающая перераспределение крови и гемодинамические сдвиги в организме. Во время такой реакции организма кожа пациента краснеет и как бы горит, изменяется морфологически и функционально. Сероводород воздействует на находящиеся в коже нервные окончания, таким образом, влияет на капилляры и улучшает циркуляцию крови. После принятия сероводородных ванн запускается процесс регенерации тканей, процедура вызывает изменения нервных рецепторов внутренних органов, приводит в активность ферменты. Кроме того, сероводород – высокоэффективный иммуностимулятор.
Особенно широкое применение в санаторном лечении получили гинекологические орошения сероводородной водой. Такие процедуры вызывают выделение патологического отделяемого, расширяют кровеносные сосуды и способствуют ускорению рассасывания воспалительных процессов. Также эффективны при гинекологических проблемах небольшие микроклизмы с сероводородной водой.
Во многих уголках мира можно найти курорт, предлагающий для лечения процедуры с сероводородными водами. В Европе есть несколько известных бальнеологических курортов, которые славятся своими сероводородными источниками и широкой лечебной базой. Например, курорт Пиештяны в Словакии. Для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата здесь применяют местную термальную сероводородную воду. Дополнением к бальнеотерапии тут будет грязелечение – уникальные, не имеющие аналогов в мире, местные серные грязи, которые оказывают эффективное терапевтическое воздействие на опорно-двигательный аппарат. Или курорт Харкань в Венгрии. Здесь вода имеет уникальный ионный состав, включающий сероводород, и применяется для лечения суставов, болезней опорно-двигательного аппарата, различных кожных заболеваний, в том числе и псориаза, гинекологических заболеваний и подагры.
В России также есть знаменитые курорты с сероводородными источниками, например, Пятигорск. Уникальная по составу вода из местных источников идеально подходит для лечения болезней опорно-двигательного аппарата, периферической и центральной нервной системы. Лечение в санаториях Пятигорска способствует снижению хронических болей, оказывает противовоспалительный и иммуномодулирующий эффекты, в некоторых случаях позволяет избежать хирургических операций на пораженных суставах.
Также пройти курс лечение сероводородной водой можно на курорте Кемери, который является частью латвийской Юрмалы. На территории курорта расположено более 30 сероводородных источников. Используют для различных процедур тут лечебный торф и сапропелевый ил из озера Каниера. Эти природные факторы применяют для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата, различных гинекологических болезней, заболеваний периферической и центральной нервной системы.
Сероводород — новое лекарство для сосудов
Трудно поверить, что столь неприятная для нашего обоняния молекула может быть полезной.
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Сероводород (H2S) наряду с другими газообразными молекулами, такими как монооксид углерода и монооксид азота, является важной внутриклеточной сигнальной молекулой, которая в последнее время стала объектом большого числа фундаментальных исследований. Как оказалось, H2S участвует в регуляции разнообразных физиологических процессов, связанных с регуляцией гомеостаза, иммунитета, передачи нервных импульсов в клетках центральной и периферической нервной системы. Однако среди огромного разнообразия биологических функций этой молекулы особое место выделяют ее роли в регуляции работы сердечнососудистой системы, в частности — формировании нормальных показателей артериального давления. Обнаружение такого свойства молекулы H2S положило начало новому направлению в фармакологии, связанному с поиском и созданием принципиально новой группы антигипертензивных препаратов, действие которых основывалось бы на высвобождении молекул H2S.
Конкурс «био/мол/текст»-2013
Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2013 в номинации «Своя работа».
Спонсор конкурса — дальновидная компания Thermo Fisher Scientific. Спонсор приза зрительских симпатий — фирма Helicon.
Сероводород многим известен как газ, обладающий дурным запахом тухлых яиц. Первые упоминания о сероводороде датируются 16 веком, когда в 1713 году итальянский врач Бернардино Рамадзини описал влияние сероводорода на организм человека в своем труде «De Morbis Artificum», или «Заболевания рабочих». В главе «Болезни очистителей уборных и выгребных ям» он описывает болезненное воспаление глаз, которое было распространено среди таких рабочих. Воспаление это часто приводило к присоединению вторичной инфекции, а иногда и к полной слепоте. Рамадзини предположил, что во время работы из разрушенных экскрементов выделяются неизвестные летучие кислоты, которые и вызывают раздражение глаз. Как известно в настоящее время, сероводород образуется везде, где органическое вещество подвергается гниению [20].
В 1863 году Феликс Гоппе-Зейлер исследовал влияние чистого сероводорода на кровь человека и по изменениям в видимой области спектра поглощения, соответствующей гемоглобину, обнаружил зеленый пигмент. Он назвал новую форму гемоглобина сульфгемоглобином. Эта находка в дальнейшем привела к рождению гипотезы о том, что сероводород наряду с нитритом натрия и оксидом углерода (угарным газом) является кровяным ядом. Однако в условиях in vivo этот пигмент так и не был обнаружен.
Непосредственные исследования биологического действия сероводорода начались на рубеже XX века, но посвящены они были преимущественному изучению токсических свойств сероводорода [20]. Рассматривать сероводород в качестве сигнальной молекулы, которая не только является токсическим агентом, но и участвует в регуляции функциональной активности различных клеток нашего организма, стали только в конце XX века. Начало исследованиям в этой области положили японские ученые Абе и Кимура, которые в 1996 г. впервые описали возможность синтеза сероводорода в тканях головного мозга и указали на его способность регулировать функции клеток [4].
Хотя сероводород был обнаружен в тканях головного мозга еще в 1980-х годах, первоначально его сочли за артефакт, который образовался вследствие быстрого увеличения концентрации сульфидов в тканях после смерти. При этом появление сероводорода связывали с его высвобождением из дисульфидных соединений серы (так называемых «sulfane sulfur») во время препарирования тканей [16].
В настоящее время сероводород отнесен к группе так называемых газотрансмиттеров — газообразных внутриклеточных сигнальных молекул, выполняющих в клетке специфические регуляторные функции. H2S хорошо растворим в липофильных веществах. Его растворимость в липидах в пять раз превосходит растворимость в воде, что обусловливает хорошую проникающую способность H2S через мембранные структуры клетки и не требует участия специальных ион-транспортных систем. Константа проницаемости (РМ) сероводорода через бислойные липидные мембраны достаточно высока и составляет 0.5±0.4 см/с (для сравнения РМ для кислорода составляет примерно 0.0050±0.0006 см/с) [17]. Это позволяет считать сероводород высоко доступной молекулой, эффективно осуществляющей свои функции внутри клеток.
Другими молекулами, входящими в группу газотрансмиттеров, являются хорошо известный монооксид азота (NO), а также монооксид углерода (CO).
Синтез сероводорода
Внутриклеточный синтез сероводорода осуществляется в различных клетках нашего организма. В настоящее время известно три фермента, в результате работы которых синтезируется сероводород: цистотионин-β-синтаза (CBS), цистотионин-γ-лиаза (CSE) и 3-меркаптопируватсульфуртрансфераза (3-MST).
При этом CBS осуществляет синтез сероводорода преимущественно в нервных клетках. В гладкомышечных клетках кровеносных сосудов, сокращение-расслабление которых обеспечивает изменение тонуса последних, синтез сероводорода осуществляет фермент CSE [16], [22], а в эндотелиальных клетках, выстилающих изнутри просвет сосуда, — 3-MST [11], [21] (рис. 1).
Рисунок 1. Синтез сероводорода. В гладкомышечных клетках кровеносных сосудов, в кардиомиоцитах синтез сероводорода обусловлен активностью фермента цистотионин-γ-лиазы (CSE), тогда как в эндотелиальных клетках — комплекс 3-меркаптопируватсульфуртрансферазы (3-MST) и цистеин-аминотрансферазы (CAT). В клетках органов, не относящихся к кровеносному руслу, сероводород преимущественно синтезируется благодаря активности цистотионин-β-синтазы (CBS). Хотя фермент CBS локализован преимущественно в нейронах и клетках нейроглии, он также был обнаружен в клетках печени, почек, поджелудочной железы.
Все три фермента используют в качестве субстрата для синтеза сероводорода серосодержащую аминокислоту L-цистеин, катализируя реакцию его десульфгидратации: происходит отщепление от цистеина атома серы без последующего его окисления, что ведет к образованию H2S. Под действием CSE происходит преобразование цистина (дисульфид цистеин) до тиоцистеина, пирувата и аммиака, с последующим неферментативным преобразованием тиоцистеина до цистеина и H2S (рис. 2). В то же время, CBS использует несколько другой путь синтеза H2S, который заключается в конденсации гомоцистеина с цистеином, и последующим образованием цистатионина [16]. В качестве субстрата синтеза сероводорода могут использоваться и другие серосодержащие аминокислоты, такие как метионин и цистин.
Рисунок 2. Схема синтеза сероводорода в гладкомышечных и эндотелиальных клетках кровеносных сосудов. Условные обозначения: CAT — цистеин-аминотрансфераза; CST — цистотионин-γ-лиаза; 3МSТ — 3-меркаптопируват-сульфуртрансфераза; 3МР — 3-меркаптопируват.
Фермент 3-меркаптопируват-сульфуртрансфераза (3MST) функционирует в комплексе с другим ферментом — цистеин-аминотрансферазой (CAT). Выделяют митохондриальную и цитозольную формы CAT. Используя в качестве субстрата серосодержащую аминокислоту L-цистеин и α-кетоглутарат, CAT продуцирует 3-меркаптопируват (3МР), из которого при участии фермента 3MST синтезируется непосредственно H2S [18]. В отсутствии α-кетоглутарата синтез H2S прекращается.
Сероводород и сердечнососудистая система
Как показали многочисленные исследования, одной из систем, где сероводород играет ключевую роль как сигнальная молекула, является сердечнососудистая система, в частности — кровеносные сосуды. Осуществляя свое регуляторное действие в сосудах артериального русла, он принимает активное участие в регуляции артериального давления [23].
Исследования среди людей показали, что в группе лиц с нормальными показателями артериального давления уровень H2S в плазме крови составлял 34 мкМ, тогда как у больных артериальной гипертонией он был снижен до 20 мкМ. Назначение больным артериальной гипертонией ингаляций сероводорода способствовало снижению показателей артериального давления [29]. При проведении исследований на крысах было обнаружено, что внутривенное болюсное введение раствора сероводорода вызывало у них дозозависимое снижение артериального давления [16].
В условиях in vitro донор сероводорода гидросульфид натрия (NaHS), активно используемый в экспериментальной практике, также вызывал расслабление различных отделов артериального и венозного русла: грудной, мезентериальной, почечной артерий, аорты, воротной вены и т.д. Несмотря на существенную роль эндотелия в регуляции сосудистого тонуса, его удаление не оказывало существенного влияния на эффекты сероводорода в гладкомышечных клетках [16]. Это свидетельствует о прямом влиянии сероводорода на гладкомышечные клетки через присущие им регуляторные механизмы. Расслабляющее действие сероводорода на гладкомышечные клетки связано преимущественно с открыванием особых структур в их мембране — калиевых каналов, чувствительных к концентрации внутриклеточного источника энергии — аденозинтрифосфата (АТФ) [10], [28].
Связываясь с серосодержащими группами белков этих каналов, сероводород изменяет их пространственную конфигурацию и тем самым способствует открыванию каналов [2], [24]. Открывание калиевых каналов ведет к увеличению выхода ионов калия из клетки в межклеточную среду. В то же время, активации АТФ-чувствительных калиевых каналов сопровождается инактивацией потенциал-чувствительных кальциевых каналов L-типа, обеспечивающих поступление ионов кальция (Са 2+ ) в клетку. Высокая внутриклеточная концентрация Са 2+ является необходимым условием развития сократительного ответа со стороны мышечной клетки. Закрывание кальциевых каналов способствует снижению концентрации свободного внутриклеточного Са 2+ [29]. Эти процессы в совокупности запускают механизмы расслабления в гладкомышечных клетках, что в конечном итоге приводит к снижению тонуса кровеносных сосудов и артериального давления в целом (рис. 3).
Рисунок 3. Влияние сероводорода на мембранные процессы. Сероводород, взаимодействуя с АТФ-чувствительными калиевыми каналами, вызывает их активацию и увеличение выхода ионов калия из клетки. Вследствие этого снижается мембранный потенциал на мембране (гиперполяризация) и инактивируются кальциевые каналы. В результате прекращения поступления в клетку ионов кальция происходит расслабление гладкомышечной клетки.
В регуляции релаксирующего действия сероводорода участвуют также и другие внутриклеточные молекулярные механизмы, однако их роль не столь выражена и однозначна [23].
Физиологическая роль сократительного эффекта сероводорода до конца не ясна: является ли он побочным продуктом каких-то внутриклеточных молекулярных реакций, или же несет на себе функциональную нагрузку? В первом случае увеличение тонуса сосудов может быть результатом взаимодействия сероводорода с активными формами кислорода, что приводит как к снижению концентрации самого сероводорода, так и образованию продуктов, способных вызывать сократительный ответ со стороны гладкомышечных клеток. Второй же случай предполагает специфическую активацию сероводородом ионных механизмов, направленных на развитие кратковременного локального спазма, например, в случае нарушения целостности сосудистой стенки [12].
В сердце сероводород снижает сократимость миокарда как в условиях in vitro, так и в условиях in vivo [9], [27]. Этот эффект также частично связан с активацией АТФ-чувствительных калиевых каналов мембран кардиомиоцитов [16]. В экспериментах по моделированию инфаркта миокарда у крыс было обнаружено, что концентрация сероводорода в миокарде и плазме крови таких крыс была на 60% ниже по сравнению с контрольной группой. При этом введение NaHS снижало уровень смертности среди крыс с инфарктом миокарда за счет уменьшения его сократимости и торможения некроза кардиомиоцитов [8].
Дальнейшие перспективы
Учитывая роль сероводорода в регуляции тонуса кровеносных сосудов, ученые всего мира активно взялись за разработку лекарственных средств, действие которых основывалось бы на повышении или понижении в крови концентрации этого газотрансмиттера. В настоящее время возможные молекулы-кандидаты на роль лекарственных соединений можно разделить на две группы: молекулы, которые, растворяясь, непосредственно высвобождают сероводород (NaHS, Na2S, GYY4137) и молекулы-предикторы эндогенного синтеза сероводорода (N-ацетилцистеин, L-цистеин) [7].
N-ацетилцистеин и L-цистеин — предшественники синтеза эндогенного H2S. Увеличение внутриклеточной концентрации этих молекул вызывает дополнительную активацию ферментов CSE и CBS и, следовательно, усиление синтеза H2S. Существенным преимуществом этих молекул является практически полное отсутствие побочных эффектов. Однако трудности, связанные с регулированием конечной концентрации образующегося H2S, вносят свои ограничения на использование N-ацетилцистеина и L-цистеина в клинической практике [26].
Возможные молекулы-претенденты на роль нового лекарственного вещества должны обладать рядом свойств. Во-первых, они должны быть хорошо растворимы в воде. Во-вторых, не должны оказывать токсического действия. В-третьих, не должны быстро метаболизироваться в организме. И в-четвертых, обладать пролонгированным действием, что возможно при достаточно медленном высвобождении сероводорода молекулой-донором в условиях in vivo.
В настоящее время в экспериментальной практике наиболее часто в качестве донора сероводорода используются гидросульфид натрия (NaHS) и сульфид натрия Na2S. Однако при растворении этих молекул происходит слишком быстрое высвобождение сероводорода, что в условиях in vivo вызывает резкое падение артериального давления, вплоть до сосудистого коллапса [16]. Процесс высвобождения сероводорода в этом случае трудно контролируется, что делает NaHS и Na2S непригодными для использования в терапевтических целях.
Недавно Ли с соавторами [14] получили из реактива Лавессона новую молекулу-донор сероводорода, которую они обозначили как GYY4137 (рис. 4). В отличие от гидросульфида натрия, GYY4137 высвобождает сероводород постепенно, что делает эту молекулу более перспективной для дальнейших фармакологических исследований. В моделях на крысах в условиях in vivo и in vitro исследователи установили, что GYY4137 обладает сосудо-расслабляющими свойствами и оказывает антигипертензивное действие.
Рисунок 4. Схема синтеза GYY4137 из реактива Лавессона
Другим направлением в разработках «сероводородных» препаратов является встраивание сероводород-высвобождающих группировок в уже имеющиеся и широко используемые лекарственные молекулы. Альтернативные доноры сероводорода могут быть получены путем добавления сульфидных групп к нестероидным противовоспалительным препаратам. Например, S-диклофенак содержит тионовые группы, прикрепленные эфирными связями к молекуле-носителю, которые в растворе играют роль источника сероводорода [13]. Встраивание тиоловых группировок в молекулу силденафила приводит к развитию эффекта, связанного с существенной релаксацией гладкомышечных клеток кавернозных тел [7].
В последние годы большое внимание привлекли полисульфидные соединения чеснока. Были обнаружены их вазоактивные свойства: одно из соединений — диаллил дисульфид (DADS) — вызывало расслабление кольцевых сегментов аорты крысы. Полисульфидные соединения чеснока не только являются предшественниками H2S, но и способны самостоятельно вызывать изменения конформации молекул белков в клеточных мембранах.
Перспективной молекулой-донором сероводорода является получаемый из чеснока S-аллилцистеин, который обладает выраженным кардиопротекторным действием (рис. 5). Однако пока не до конца ясно, является ли он предшественником сероводорода или же модулирует функцию ферментов, связанных с синтезом последнего [26].
Рисунок 5. Серосодержащие соединения чеснока. Из чеснока получают два класса органических соединений серы: жирорастворимые (а) и водорастворимые (б) аллильные соединения серы, образующиеся из гликозида аллиина. Жирорастворимые аллильные соединения серы, такие как диаллил сульфид (DAS), диаллил дисульфид (DADS) и диаллил трисульфид (DATS) освобождаются из аллиина. Эта реакция катализируется ферментом аллииназой, который высвобождается при измельчении чеснока. Водорастворимые соединения серы (S-аллилцистеин (SAC) и S-аллилмеркаптоцистеин) получают при длительной инкубации дробленого чеснока в водных растворах.
С целью снижения патологически высокой концентрации сероводорода можно использовать ингибиторы ферментов его синтеза. К ним относится DL-пропаргилглицин, который, обладая высокими липофильными свойствами, легко проникает через мембрану клетки, не вызывая видимых ее повреждений. Однако DL-пропаргилглицин ингибирует не только CSE-фермент синтеза сероводорода в сердечнососудистой системе, но и CBS, что может стать причиной появления множества нежелательных побочных эффектов, связанных с нарушением регуляции функции других органов [26].
Таким образом, существующие в настоящее время наработки в области создания доноров сероводорода, пригодных для использования в терапевтических целях, находятся на ранней стадии своего развития и явно недостаточны. Разработка, синтез и описание свойств новых доноров сероводорода и селективных ингибиторов ферментов его эндогенного синтеза имеет чрезвычайно важное значение для создания новой группы лекарственных препаратов и, возможно, позволит продвинуться вперед в борьбе с сердечно-сосудистыми заболеваниями [5].