David J. Pinsky, profesor vnitřního lékařství a molekulární fyziologie, ředitel Frankelova kardiovaskulárního centra má použití CO k léčbě ischemických poruch ošetřenu celou řadou patentů. Kredit: University of Michigan.

Extra porcí oxidu uhelnatého si tělo do jisté míry umí regulovat zánětlivý proces. Vyšší produkcí enzymu (potažmo plynného CO v buňkách) snižuje riziko poškození tkáně, ke které dochází v důsledku boje imunitního systému proti cizí tkáni. Právě u průdušnic jsou často na vině genetické rozdíly, které definují vlastní a cizí. Bílé krvinky to rádo přivádí do stavu zuřivosti a napadání buněk transplantované tkáně. I v případech, kdy zánětlivá reakce není silná, navozuje postupnou stenózu a neprůchodnost průdušnic. Když se takovým pacientům inhalovaný vzduch obohatí o CO, razanci reakce imunitního systému to zeslabí. Netřeba dodávat, že tím skóre zachování funkce transplantátu roste.

Samci savců včetně mužů si ve varlatech vyrábějí toxický plyn. S jeho pomocí chrání spermie před poškozením v nepříznivých podmínkách. Zeleně je znázorněna přítomnost jednoho z enzymů, který produkuje sulfan. Kredit: Hedvika Řimnáčová et al.: Scientific Reports, 2022, DOI: 10.1038/s41598-022-15360-x

Davida J. Pinskyho, ředitele Frankelova kardiovaskulárního centra před časem napadlo využít CO k léčbě ischemických poruch. Své patenty nechal vdechovat vzduch v němž byl oxid uhelnatý v koncentraci setiny procenta. A protože výsledky byly slibné, vycítil příležitost a metodu vdechování CO k léčbě kardiovaskulárních patálií si ošetřil řadou patentů. K jeho smůle v tom nebyl až tak originální. Volil takové hodnoty CO, s nimiž se běžně setkáváme na naší rychlostní komunikaci D1. Patenty se tak dají lehce obejít. Stačí brněnské pacienty vozit do Prahy a ty pražské zase do Brna. Ale jen do doby, než nám to zatrhne transformace klimatického balíčku Fit for 55 zákazem prodeje automobilů se spalovacím motorem.

Pro zajímavost: Hladina sulfan nám v krvi roste také po konzumaci česneku. Kredit: TESCO.

Výzkumné týmy zatím přistupovaly k podávání jedovatých plynů tak nějak frontálně (průdušnice, plíce, srdce,…). Tým vědců z MIT, Brigham (Harvard), University of Iowa s kolegy z Izraele na to nyní šli z opačného konce a to doslova a do písmene. Popravdě ani oni nejsou tak úplně originální. Stejnou techniku zvolili i naši experimentátoři. Rozdíl byl jen v detailu. Zatímco naši borci si foukali do rekta kokain, za oceánem zvolili pěnu oxidu uhelnatého. K její výrobě použili potravinářské přísady, jako je alginát, methylcelulóza a maltodextrin. Ke stabilizaci přidali xanthamovou gumu. Změnou množství gumy se dá kontrolovat, jak dlouho bude trvat, než se plyn z pěny uvolní.

Pravdou je, že tolik srandy jako se sněhem se s pěnou neužije. Ti, které sužují těžko léčitelné záněty zažívacího traktu, by ale nejspíš neměnili. To, co zní takřka nevinně - „ulcerózní kolitida“ - je z nás schopno v krátké době udělat trosku. Ze dne na den nám může přivodit nezvladatelné křeče s krvavým průjmem přepadajícím i 30x za den. Využívat ke tlumení střevních a žaludečních zánětů levnou pěnu oxidu uhelnatého, se zdá být velmi slibnou cestou. Nejspíš i oxid uhelnatý čeká podobná akceptace, jako k ní již došlo u oxidu dusnatého, a který je již nějakou dobu realitou kliniky.

Pěnové materiály zachycující oxid uhelnatý skýtají možnost léčby zánětů v místech, kde to dosud bylo značně komplikované. Kredit: Massachusetts Institute of Technology.

Je to poněkud úsměvné, když z toho, co jsme ještě nedávno považovali jen za nežádoucí a škodlivou součást výfukových plynů, se nám postupně klubou nové a nové látky, bez nichž se správné fungování našich hlavních orgánových systémů neobejde. V případě oxidu dusnatého se o této jedné z nejjednodušších molekul, tvořené pouze jedním atomem dusíku a kyslíku psalo, že to je bezbarvý plyn, který za přítomnosti vlhkosti leptá sliznice. Teď už víme, že se nám tvoří v cévním endotelu, fagocytujících buňkách i některých neuronech. Že vzniká oxidací aminokyseliny argininu, kterou katalyzuje enzym „NOS“ (nitroxidsyntáza). V náplni práce má tento plyn relaxaci buněk hladké svaloviny ve stěnách cévního řečiště. Proto se těší velké oblibě u týmů sportovních lékařů. Tam, kde rozhodují setiny sekund, může i malé rozšíření arterií přivádějících krev do svalů rozhodnout, zda svěřenec dosáhne na bednu. Zvláště když tomu lze napomoci látkou tělu vlastní a s dokazováním případného dopingu to není jednoduché. Módní je rovněž suplementace sportovců L-argininem (prekurzorem NO). Má to ale i svou světlou stránku. NO se úspěšně zabydluje při léčbě hemokoagulačních, nervových a dýchacích trablů.

K přípravě protizánětlivé pěny vědci použili potravinářské přísady, jako jsou alginát, methylcelulóza, maltodextrin a xanthamová guma. Kredit: Massachusetts Institute of Technology.

Další z plynných jedovatin, které by byl hřích nezmínit, je sulfan (postaru sirovodík). Jeho nízké dávky s nezaměnitelným odérem záprtků dokáží utlumit metabolismus i činnost srdce a navodit stav podobný hibernaci. Rozdíl od „klasické“ hibernace, kterou jsme dosud chápali jako zimní klidový stav savců je v tom, že vdechováním plynu navozený stav s poklesem tělesné teploty nesouvisí. Proto se účinku dostalo přezdívky „teplá hibernace“.

Sulfan podaný myším během několika minut potlačuje životní funkce. Warren Zapola, šéf anestesiologie a jednotky intenzivní péče v Massachusettské všeobecné nemocnici hovoří o poklesu životních funkcí až na samu hranici života a smrti (metabolismus klesá o 90 %). Srdeční frekvence klesá z 500 na 200 tepů za minutu. Dech klesne ze 120 na 25 za minutu. To vše za tělesné teploty okolního prostředí.

Není divu, že vznikly vážně míněné úvahy vozit sulfan pro strýčka příhodu v ponorkách.

S rychlostí uvolňování plynu z pěny lze laborovat změnou obsahu xanthamové gumy. Kredit: Massachusetts Institute of Technology.

A kdo ví, možná ani airbagy by po vystřelení nemusely časem zrovna zvlášť pěkně vonět.

Hedvika Řimnáčová, Biomedicínské centrum Lékařské fakulty v Plzni. Kredit: OSEL, HŘ.

Před několika dny vyšel česko-slovenskému kolektivu z Biomedicínského centra Lékařské fakulty v Plzni a Výzkumného ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi (první autorka Hedvika Řimnáčová) článek ve vědeckém časopise Scientific Reports. Píše se v něm o objevu, jak je sulfan důležitý pro samčí reprodukci, konkrétně spermie. Učeně řečeno jde o persulfidaci a její klíčovou roli v bránění hyperoxidaci cysteinu a narušení redoxní signální dráhy s následkem poškozování proteinů. Přeloženo do lidštiny to znamená, že to má velkou šanci přispět k vyřešení častého problému manipulace se spermiemi in vitro (u neplodných párů při technikách IVF a při kryokonzervaci). To, co jsme měli za jed srovnatelný s kyanovodíkem, se v mírných dávkách ukazuje být veledůležitou signální molekulou bez níž to s životností našich spermiích je hodně na levačku.

Pro všechny tři v našem mariáši jmenované plyny (CO, NO, H₂S) se souborně začíná razit termín gasotransmittery. Bude se o nich psát a mluvit stále častěji. Mají našlápnuto hodně ze široka do celé řady lékařských oborů. Jsou předzvěstí nových způsobů léčby. Od problémů s neplodností, přes vracení do života těch po infarktu, a zkrátka by neměla přijít ani válečná medicína a zachraňování těch, kteří přepískli jezdecké dovednosti, a nebo jen měli smůlu a stali se účastníky těžkých dopravních nehod cizí vinou.

Literatura

Hedvika Řimnáčová et al.: Evidence of endogenously produced hydrogen sulfide (H2S) and persulfidation in male reproduction, Scientific Reports, 2022, DOI: 10.1038/s41598-022-15360-x.

James Byrne et al, Delivery of Therapeutic Carbon Monoxide by Gas-Entrapping Materials, Science Translational Medicine (2022). DOI: 10.1126/scitranslmed.abl4135 . www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abl4135

Abychom učinili legislativě za dost, musíme zde uvést, že pokud by někoho s břichabolem napadlo si vše zjednodušit přípravou pěny pomocí saponátu, nebo si aplikaci provést svépomocí, nebyl by to dobrý nápad. I proto, že u kolitid bývá stěna střevní dost narušena a při nešetrnosti hrozí rupturou.