10

ÂWIAT NAUKI PAèDZIERNIK 2004

BIOCHEMIA

Druga szansa azotanów

NIES¸AWNE KONSERWANTY DZIA¸AJÑ BAKTERIOBÓJCZO W ˚O¸ÑDKU. JR MINKEL

pano

rama

A

zotany konserwujàce parówki i inne
w´dliny oraz mi´sa, a tak˝e naturalnie
obecne w warzywach, na przyk∏ad w

sa∏acie i szpinaku, by∏y swego czasu prawdzi-
wà zmorà dietetyków, którzy uwa˝ali je za
jednà z przyczyn raka ˝o∏àdka. Obecnie bio-
lodzy starajà si´ zmieniç ich z∏à opini´, su-
gerujàc, ˝e azotany sà wa˝nym elementem
wrodzonego uk∏adu chroniàcego ludzi przed
infekcjami bakteryjnymi. Rozpocz´to ju˝ na-
wet testy kliniczne majàce sprawdziç s∏usz-
noÊç nowej idei.

W latach pi´çdziesiàtych, gdy naukowcy

odkryli, ˝e pochodne azotanów (NO

3

–

), N-

-nitrozoaminy, uszkadzajà DNA i wywo∏ujà
nowotwory u zwierzàt laboratoryjnych i ho-
dowlanych, zacz´to je traktowaç jako szko-
dliwe. Jednak dalsze badania epidemiolo-
giczne nie doprowadzi∏y do wykrycia
wyraênej zale˝noÊci mi´dzy spo˝yciem azo-
tanów przez ludzi a rakiem ˝o∏àdka.

Zmiana nastawienia do nich nastàpi∏a w

1994 roku, gdy Jon Lundberg z Karolinska
Institutet w Sztokholmie oraz Nigel Benja-
min z Peninsula Medical School w Exeter w
Wielkiej Brytanii niezale˝nie stwierdzili, ˝e
˝o∏àdek cz∏owieka zawiera znaczne iloÊci
tlenku azotu (NO). Gaz ten jest wytwarzany
przez krwinki bia∏e w odpowiedzi na poja-
wienie si´ bakterii w organizmie, dlatego
obaj badacze powzi´li podejrzenie, ˝e mo˝e
byç zabójczy tak˝e dla zarazków znajdujà-
cych si´ w przewodzie pokarmowym.

Natychmiast pad∏o pytanie: jak ten gaz

pojawia si´ w ˝o∏àdku? Tlenek azotu pe∏ni
wiele istotnych funkcji ˝yciowych – jednà z
nich jest rozszerzanie naczyƒ krwionoÊnych.
W Êródb∏onku naczyƒ êród∏em gazu jest ami-
nokwas arginina, a enzymem odpowiedzial-
nym za jego wytwarzanie syntaza tlenku azo-
tu (NOS – nitric oxide synthase). Chemicy
od dawna znajà jednak inny mechanizm
powstawania NO: w niskim pH, jakie panu-
je w ˝o∏àdku, azotyny (NO

2

–

) przekszta∏ca-

jà si´ w mieszanin´ zwiàzków azotowo-tle-
nowych, wÊród których pojawia si´ tak˝e
tlenek azotu. ˚yjàce w jamie ustnej bakterie
redukujà azotany do azotynów, które nast´p-
nie sà po∏ykane i trafiajà do kwaÊnego soku
˝o∏àdkowego, dzi´ki czemu w naturalny spo-
sób mogà przekszta∏ciç si´ w NO. JeÊli ma
on rzeczywiÊcie zbawienny wp∏yw na nasz
˝o∏àdek, zale˝noÊç mi´dzy nieszkodliwymi
bakteriami ˝yjàcymi w bogatej w azotany

AR

THUR BECK

Corbis

NIEZDROWA PRZEKÑSKA

mo˝e mieç swoje plusy.

DA

VID BECKER

Science Photo Librar

y

pano

rama

PAèDZIERNIK 2004 ÂWIAT NAUKI

11

Êlinie a ludêmi mo˝na uznaç za prawdziwà
symbioz´.

Zespó∏ Benjamina szybko potwierdzi∏

przeciwbakteryjne w∏aÊciwoÊci tych zwiàz-
ków, umieszczajàc bakterie odpowiedzialne
za zaka˝enia ˝o∏àdkowo-jelitowe w samym
kwasie solnym wytwarzanym przez ˝o∏àdek
i w kwasie wzbogaconym w azotyny. Choç
kwaÊny sok ˝o∏àdkowy jest uwa˝any za g∏ów-
nà lini´ obrony przeciw mikroorganizmom,
to naukowcy odkryli, ˝e niektóre bakterie,
na przyk∏ad Escherichia coli i Salmonella,
mogà w nim przetrwaç kilka godzin, pod-
czas gdy dodanie azotynów zabija je w nie-
ca∏à godzin´. Nast´pnie zespó∏ Lundberga
pobra∏ Êlin´ od ludzi, którzy otrzymali do-
ustnie dawk´ azotanu sodu, i podawa∏ szczu-
rom do ˝o∏àdków. Spowodowa∏o to pogru-
bienie i silniejsze ukrwienie b∏ony Êluzowej
wyÊcie∏ajàcej ˝o∏àdek – obydwa zjawiska sà
istotnym elementem bariery chroniàcej przed
infekcjami i owrzodzeniami. U szczurów,
którym podano Êlin´ ubogà w azotany, nie
zaobserwowano ˝adnych zmian. Benjamin
stwierdzi∏ dodatkowo, ˝e w Êrodowisku ob-
fitujàcym w azotyny nie rozwijajà si´ bakte-
rie powodujàce powstawanie ubytków w z´-
bach. Kolejnym krokiem b´dzie ocena, czy

dieta bogata w azotany mog∏aby zapobiec
próchnicy.

„W naszej ocenie azotanów dokona∏ si´

niezwyk∏y zwrot – odeszliÊmy od traktowa-
nia ich wy∏àcznie jako toksycznych i kance-
rogennych i sk∏aniamy si´ ku temu, ˝e pe∏nià
one podstawowà rol´ w utrzymaniu homeo-
stazy” – twierdzi Ferric Fang, mikrobiolog z
University of Washington.

Prace nad wykorzystaniem przeciwbak-

teryjnych w∏aÊciwoÊci azotanów w terapiach
trwajà. Grupa Benjamina przygotowa∏a spe-
cjalny krem zawierajàcy tlenek azotu, któ-
rym chce leczyç bakteryjne infekcje skórne
powszechne w krajach rozwijajàcych si´.
Z kolei Lundberg podczas badaƒ prowa-
dzonych w Karolinska Institutet zamierza
sprawdziç, czy podawanie Êliny intubowa-
nym pacjentom mog∏oby przeciwdzia∏aç
owrzodzeniom wysuszonej Êluzówki jamy
ustnej. Naukowcy sà nadal bardzo daleko
od wyjaÊnienia, jak za pomocà tlenku azo-
tu leczyç ogólnoustrojowe infekcje. „To zwià-
zek o bardzo z∏o˝onym dzia∏aniu. W jaki spo-
sób, bez powodowania spadku ciÊnienia
krwi, dostarczyç go bezpoÊrednio do miej-
sca przeznaczenia? Na razie nie wiemy” –
podsumowuje Fang.

n

Badania epidemiologiczne nie
wykazujà jednoznacznego
zwiàzku mi´dzy rakiem ˝o∏àdka
a spo˝yciem azotanów. Zespó∏
Jona Lundberga z Karolinska
Institutet w Sztokholmie
oraz Nigela Benjamina z Peninsula
Medical School w Exeter
w Wielkiej Brytanii poda∏y na
∏amach lipcowego Nature Reviews
Microbiology, ˝e nadmierne
namno˝enie si´ bakterii w ˝o∏àdku
zwi´ksza przekszta∏canie azotanów
do N-nitrozoamin, ale w kwaÊnej
treÊci zdrowego ˝o∏àdka nie sà one
groêne. Przeprowadzone w grudniu
2003 roku doÊwiadczenia ujawni∏y
natomiast, ˝e na wp∏yw
rakotwórczych N-nitrozoamin
nara˝ony jest prze∏yk. Jednak
badania epidemiologiczne tego nie
potwierdzajà – podkreÊla David
Forman z University of Leeds
w Wielkiej Brytanii.

RAKOTWÓRCZE

CZY NIE?

NEUROBIOL

OGIA

Chemiczne rozmowy

CHIP SYNAPTYCZNY NAWIÑ˚E KONTAKT Z NEURONAMI. NICOLE GARBARINI

J

eÊli na obcym terenie chcesz wtopiç si´ w
t∏um, pomo˝e ci w tym znajomoÊç j´-
zyka tubylców. Gdy naukowcy ze Stan-

ford University zapragn´li „pogadaç” z ko-
mórkami siatkówki i innymi komórkami
nerwowymi, postanowili u˝yç mowy, jakà
one si´ pos∏ugujà – mowy neuroprzekaêni-
ków. Komórki nerwowe uwalniajà substan-
cje chemiczne do znajdujàcej si´ mi´dzy ni-
mi szczeliny zwanej synapsà, co pozwala im
komunikowaç si´ z sàsiednimi neuronami.
Urzàdzenie, które potrafi∏oby w taki spo-
sób nawiàzaç kontakt z neuronami, da∏oby
poczàtek implantom nowej generacji, zdol-
nym do zastàpienia niektórych komórek
siatkówki zniszczonych w wyniku zwyrod-
nienia plamki ˝ó∏tej. Taki „chip synaptycz-
ny” móg∏by zastàpiç tak˝e inne uszkodzone
komórki nerwowe.

Sygna∏y chemiczne docierajàce do neuro-

nów sà w normalnych warunkach zamienia-
ne na impulsy elektryczne. Dlatego strategia
przyj´ta podczas tworzenia sztucznych siat-
kówek zak∏ada∏a poczàtkowo elektrycznà sty-
mulacj´ pozosta∏ych zdrowych neuronów.
Jednak zdaniem badaczy ze Stanford Uni-
versity chemiczna stymulacja pod wieloma
wzgl´dami przewy˝sza elektrycznà. G∏ównà
jej zaletà jest to, ˝e neurony wykorzystujà
ró˝ne substancje sygna∏owe, odpowiednio
dostrojone do odpowiedzi, którà chcà wywo-
∏aç. Ponadto ten sam neuroprzekaênik mo-
˝e powodowaç ró˝ne reakcje w zale˝noÊci
od rodzaju komórki, przez którà zosta∏ roz-
poznany. „Nie wszystkie szlaki sygna∏owe sà
jednakowe” – stwierdza kierujàcy zespo∏em
Harvey Fishman, kierownik Stanford Oph-
thalmic Tissue Engineering Laboratory. Sty-

KOMÓRKI NERWOWE

komunikujà

si´ mi´dzy sobà za pomocà
sygna∏ów chemicznych, co zostanie
wykorzystane w protezach
siatkówki nast´pnej generacji.