Этот результат на первый взгляд может показаться удивительным, учитывая, что воздействие высоких уровней сероводорода может быть токсичным для здоровья млекопитающих. Однако сероводород в небольших количествах вырабатывается в организме ферментом цистатионином ?-синтаза (CBS) и, как полагают, действует как биоактивный газ, регулирующий различные функции организма. CBS находится как в головном мозге, так и в периферических системах, включая артерии, вены и почки.
В исследовании, опубликованном в этом месяце в журнале «Биология коммуникации», исследователи из Университета Цукубы дополнительно исследовали роль сероводорода как биологически активного газа в организме. Сначала они изучили эффект ингибирования активности фермента CBS у крыс, тем самым подавляя производство сероводорода. Они обнаружили, что это привело к изменению модели дыхания крыс с нормального на дыхательный. Исходя из этого, исследователи пришли к выводу, что производство сероводорода позволяет областям мозга, отвечающим за контроль дыхания, нормально функционировать.
Дыхание обычно требует, чтобы клетки, расположенные по всему телу, ощущали внутренние уровни кислорода и углекислого газа и передавали эту информацию определенным областям мозга, которые контролируют частоту и характер дыхания. Чтобы определить, как различные области тела подвержены влиянию сероводорода, исследователи использовали различные соединения, чтобы выборочно блокировать производство сероводорода в головном мозге или в периферических клетках.
«Сероводород, производимый CBS, позволяет нейронам, расположенным в областях мозга, которые регулируют дыхание, общаться», – объясняет профессор Тадачика Коганезава, старший научный сотрудник исследования. «Без сероводорода центры мозга, отвечающие за управление дыханием, не могли поддерживать нейронную сеть для создания нормального дыхательного паттерна.«Исследователи обнаружили, что эти эффекты были специфичны для мозга, поскольку ингибирование сероводорода в периферических клетках не имело никакого эффекта.
Выявив влияние сероводорода на центры мозга, которые контролируют дыхание, исследователи теперь могут начать исследовать потенциальную роль сероводорода в нарушениях, влияющих на дыхание, таких как центральное апноэ во сне или гипервентиляция.