Výzkumný oblouk přes 1 století: Nitroglycerín, Alfred Nobel, angina pectoris, NO, Viagra

Na začátku byl nitroglycerín, výbušina i lék proti srdeční nedostatečnosti, a na konci Viagra. Nobel vynalezl dynamit a učinil jej tak bezpečnějším proti nárazu. A teprve po sto letech se ukázalo, že to vše spojuje oxid dusíku NO.

Kysličníků dusíku je celá řada, a až do nedávná měly jakýsi lékařský význam dva. Kysličník dusný, N2O, byl pod názvem rajský plyn používán jako anestetikum. Kysličníky dusíku, zvláště kysličník dusičitý NO2, vznikají při blesku a při sváření elektrickým obloukem. Jejich nadměrná inhalace může zapříčinit neurologické obtíže známé jako svářečská nemoc. Kysličníky dusíku jsou průmyslově významné, neb spalováním čpavku vzniká nejprve kysličník dusnatý NO, pak NO2, a ten reakcí s vodou dá kyselinu dusičnou.

Ten kysličník dusnatý NO je bezbarvý plyn. Molekula má lichý počet elektronů a je relativně reaktivní. Od něčeho takového by se stěží čekala nějaká pozitivní role v živých organismech. Až v r. 1977 farmakolog F. Murad zjistil, že nitroglycerín při působení v těle uvolňuje právě ten NO, a ten pak působí uvolnění hladkého svalstva. To bylo velmi nové, protože na přítomnost, natož na nějakou přirozenou úlohu plynu typu NO v živém organismu těžko někdo pomyslel. Nitroglycerín ale byl dlouho používán při léčbě srdečního onemocnění anginy pectoris. To je vyvoláno nedostatečným krevním průtokem v oblasti srdečního svalu, který se ohlásí bolestí za hrudní kostí. Použití nitroglycerínu (pod jazykem) zpravidla pomáhá velmi rychle.

Z jiného konce než F. Murad se k významu NO v lidském těle v osmdesátých letech propracovávali farmakologové R. F. Furchgott a L. J. Ignarro. Ti zkoumali účin různých látek na cévní stěnu. Jevilo se, že existuje nějaký faktor, produkovanými buňkami na povrchu stěny, který způsobí uvolnění svalstva a tím rozšíření krevního řečiště. Postupně se jim podařilo prokázat, že tato signální molekula je totožná s NO. Této identifikace bylo dosaženo v roce 1986 a tím začla výzkumná lavina, neb se rýsovala možnost universální role NO v živých tělech jako přenašeče signálů. To se skutečně potvrdilo a dnes je známá celá řada rolí NO. Figuruje v nervové soustavě, reguluje krevní tlak, kontroluje přísun krve do různých orgánů. Předpokládá se, že NO má významnou roli v procesech paměti. Produkci NO je též dnes vysvětlováno působení bílých krvinek proti bakteriím. Tyto pozoruhodné výsledky vedly k tomu, že v roce 1992 časopis Science vyhlásil NO molekulou roku. A v roce 1998 dostala trojice amerických badatelů Furchgott, Ignarro a Murad Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu, a to za objevy týkající se NO jako signální molekuly v kardiovaskulárním systému.

Nobelovy ceny jsou vypláceny z výnosu pozůstalosti Alfreda Nobela, a na vytvoření tohoto majetku se významně podílel vynález dynamitu, který výbušinu nitroglycerín učinil bezpečnou proti nárazu smísením s křemelinou. A jak už řečeno, nitroglycerín slouží i při léčbě anginy pectoris. Tou trpěl i sám Nobel, leč nitroglycerín - svou klíčovou sloučeninu - se zdráhal užívat. To je zaznamenáno i v jeho dopise z 25.10.1896, kde doporučení této léčby označuje za ironii osudu. Za několik týdnů, 10.12.1896, Nobel svým onemocněním podléhá, krátce poté, co utrpěl mrtvici. Existuje i spekulace, že tato onemocnění naopak mohla u Nobela vyvolat dlouhodobá expozice nitroglycerínu během výzkumů - dlouhodobě trpěl úpornými migrénami (ty pod vlivem nitroglycerínu mohou vznikat). V každém případě, Nobel podcenil jeho medicínskou užitečnost, o užitečnosti jeho rozpadového produktu NO v lidském těle ani nemluvě. Váhající Nobel pravděpodobně nitroglycerín proti své angině pectoris nepoužil nikdy.

Ty objevné výsledky o signální roli NO byly samozřejmě i jasným signálem pro farmaceutický průmysl. Také u významné firmy Pfizer začali pracovat na nových léčivech proti angině pectoris, která by pozitivně zasahovala do procesů odvíjejících se kolem NO. Ten je sám příliš reaktivní, a nesetrvá dlouho ve volném stavu. Po svém uvolnění difunduje např. do svalů a tam se váže na vhodný enzym, buněčný katalyzátor, a tím jej aktivuje. To má v konečném efektu za následek přesun vápníku ze svalových buněk, a to pak vyvolá uvolnění svalů. Jedna možnost byla zkoušet molekuly, které by mohly do tohoto procesu příznivé zasahovat v případech, kdy je nějak v některém orgánu narušen. Tak vznikla i látka s názvem sildenafil. Testování jedinci však nevykazovali očekávané efekty v oblasti srdečního svalu, zato hlásili zlepšení v jiné, původně nezamýšlené oblasti. (I kdyby to bylo ve skutečnosti trochu jinak - věc se spíš už asi projevila na úrovni laboratorních zvířat - dnes je jasné, že ti testování jedinci se opravdu ve svých pozorováních nemýlili.)

Jak dnes ví každý absolvent či absolventka výchovy k rodičovství na našich základních školách, to, že jistý typický mužský orgán se může z podoby ochablé ztransformovat na útvar veskrze rigidní, je způsobeno jen a pouze nahromaděním krve v jeho houbovitých neboli kavernózních tělesech. To je ovšem jen vnějšková stránka. Za tím vším je opět NO, jeho působení na hladké svalstvo, které svým uvolněním do dané oblasti zajistí potřebný nadstandardní přísun krve. Pokud nezajistí, máme co do činění s chorobným stavem, kterému se dnes říká erektivní dysfunkce. Podle odhadů amerického NIH (Národní ústavy zdraví) tímto onemocněním trpí na 20 až 30 miliónů Američanů. Dříve se této nemoci 
říkalo impotence, ale to slovo se pak přeneseně používalo pro popis duševních výkonů politiků a nadřízených, a tím utrpělo jeho dobré jméno. Ukázalo se, že existuje jiný enzym, který se sice moc nevyskytuje v srdečním svalu, ale zato v daném specificky mužském orgánu. Tento enzym by normálně odbourával ten prvně zmíněný enzym aktivovaný NO, a tedy působil rušivě na přenos signálu ve svalu. Onen preparát sildenafil strukturně vypadá velmi podobně, čímž blokuje část toho destruktivního enzymu, a naopak prodlužuje životnost toho, co je aktivován NO a je důležitý právě pro přenos signálů ve svalech.

Firma Pfizer pochopila, že narazila na zlatou žílu. Léčivo původně projektované pro kardiaky se tak stalo první účinnou pilulkou proti erektivní dysfunkci. První pokusy ukazovaly účinnost v 80 až 90% případů. I když pozdější kritické testy snížily toto procento úspěšnosti spíše k 50%, pořád to byl velký krok vpřed. Tak spatřila světlo světa Viagra, lék který je dnes již k dispozici pacientům ve více jak stovce zemí. V USA ji podle odhadů užívá přes pět miliónů mužů. Jen málo z nich si asi uvědomuje, že i Viagra je plodem úsilí v té obtížně pochopitelné a málo zajímavé oblasti lidských aktivit, které se říká základní výzkum, a která je politiky převážně tlumena, ba ignorována. Lze očekávat, že nedávné zcela překvapivé objevy o roli kysličníku dusnatého v živých tělech povedou ku konstrukci řady dalších účinných léků proti celé škále onemocnění.

Foto u perexu: Dopis Alfreda Nobela z 25.10.1896, kde komentuje jako ironii osudu, že mu na jeho problémy se srdcem byl předepsán nitroglycerín.

This work is licensed under CC BY-NC-ND 4.0