Газета «Наш Мир»
По идее, никотин должен убивать с первой затяжки, вызывая судороги и
остановку дыхания. Почему этого не происходит – давняя биохимическая
загадка. Причина – единичная замена аминокислоты, отличающая
«никотиновые» рецепторы в мозге от, казалось бы, точно таких же
рецепторов в мышцах. Хотя большинство стран
отказались от производства химического и биологического оружия (по
крайней мере официально), с ведома государства и производятся, и
распространяются сигареты, сигары, жевательный и нюхательный табак. И
ежегодно жертвами болезней, связанных с курением, нюханием и жеванием,
становятся почти 4 миллиона человек. Это самая значительная группа
«потенциально предотвращаемой смертности» в развитых странах. А
ведь, по идее, смертей должно быть много больше. Едва ли не с первой
затяжкой у человека должно судорогой сводить мышцы – вплоть до
остановки дыхания и сердца. Дело в мишенях –
клеточных рецепторах к ацетилхолину, располагающихся на поверхности и
мышечных, и нервных клеток. Работающие против этих рецепторов
фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ) – зарин, зоман, табун,
фосген и дифосген – вызывают мышечные подёргивания, слабость, судороги
и спазмы. Своим действием на мозг никотин обязан точно тому же
механизму – связыванию с теми же самыми рецепторами. Но вот загадка:
перечисленные выше подёргивания, слабость и спазмы мышц от никотина
тоже бывают, но почему-то они гораздо слабее. Дэннис
Доэрти и его коллеги из Калифорнийского технологического института
выяснили, почему действие никотина на, казалось бы, одинаковые
рецепторы в головном мозге и на поверхности мышц так сильно отличается. Для
того чтобы управлять нашими мышцами, нервы образуют так называемую
нервно-мышечную пластинку, в этой области на мышечных клетках и
располагаются «никотиновые рецепторы». На самом деле название
«никотиновые» обманчиво: нормальному организму они нужны для связывания
с ацетилхолином, который выделяют нервные клетки. А никотин просто
обладает схожей химической структурой, поэтому действует подобным
образом. Когда ацетилхолин связывается с
рецепторами на мышечных клетках, последние возбуждаются и мышцы
сокращаются. Возбудить клетку или сделать её более чувствительной,
сместив порог возбуждения, можно, просто повысив концентрацию
сигнального вещества. Именно это и делают ФОВ, останавливая
естественное разрушение эндогенного ацетилхолина в организме – с очень
неприятными последствиями. Никотин, по идее, должен действовать точно
так же: он тоже связывается с этими рецепторами, которые в головном
мозге располагаются уже на нервных клетках. К
счастью курильщиков и табачных магнатов, чувствительность мышечных
клеток к никотину гораздо ниже, чем нервных. В противном случае
знакомый курильщикам небольшой выброс адреналина и учащение
сердцебиение сопровождалось бы мышечными судорогами вплоть до остановки
дыхания. По данным Доэрти и соавторов
публикации в Nature, причина тому – единичная перестановка
аминокислотного остатка в 153-й позиции петли В, одной из четырех
петель, формирующей активный центр рецептора. Эффект
того или иного вещества на никотиновый рецептор определяется прочностью
связывания с аминокислотой триптофаном, располагающейся в активном
центре рецептора. Несмотря на то что триптофан присутствует и в
мышечном, и в нервном варианте рецептора, из-за упомянутой точечной
замены аминокислоты в мышцах он остается для никотина малодоступным. А
вот в нервной системе, куда яд проникает уже через 7 секунд после
первой затяжки, он реализует весь свой потенциал. Впрочем,
чувство удовлетворения после курения связано не только с «никотиновым»
повышением уровня глюкозы и адреналина. В игру вовлекается «гормон
радости» дофамин, разрушение которого замедляется другими компонентами
табачного дыма. Именно дофамин – «наркотическая» составляющяя вредной
привычки, избавиться от которой одними никотиновыми пластырями сложно. Доэрти
и его соавторы, в прочем, и не надеялись найти метод лечения от
зловредного пристрастия к курению. Для них «никотиновые» рецепторы –
это мишень для лечения болезни Альцгеймера, шизофрении, паркинсонизма,
боли, эпилепсии, аутизма, депрессии и нарушения внимания. Теперь, когда
структура двух типов никотиновых рецепторов уточнена, работать в этих
направлениях будет проще. Заодно решилась и старая биохимическая
загадка.
|