Aktuální číslo:

2018/7

Téma měsíce:

Co kdyby…

Plynová válka proti antibiotikům

Jak bakterie využívají NO a H2S
 |  9. 2. 2012
 |  Vesmír 91, 71, 2012/2

Oxid dusnatý (NO) je mezi biology velice populárním plynem. Představuje významnou signální molekulu v četných tkáních lidského těla. Bylo objeveno hned několik enzymů, které mají za úkol NO připravovat. Rozpaky budí skutečnost, že podobné enzymy mají ve své výbavě i četné grampozitivní bakterie. My používáme NO třeba k uvolňování hladkého svalstva a k signalizaci v nervové soustavě. O takových funkcích samozřejmě nemůže být u bakterií ani řeči. Tak k čemu jim je tedy oxid dusnatý dobrý?

Odpověď se snaží najít například tým z Lékařské fakulty Newyorské univerzity. Tato skupina razí teorii, že NO pomáhá snižovat oxidační stres v bakteriální buňce. To se hodí zejména řadě patogenních bakterií, protože útok volnými radikály je součástí obranné strategie mnoha vyšších organismů. Například naše makrofágy likvidují pohlcené bakterie procesem tzv. oxidativního vzplanutí, rostliny zase běžně vytvářejí kyslíkové radikály v odpověď na napadení. Bakterie může zareagovat tvorbou NO, který proti oxidačnímu stresu účinně působí (mj. reaguje se superoxidem O2).

Produkce NO je však známá i u neškodných půdních bakterií. Ty sice nemusí bojovat s imunitou svého hostitele, zase se však dostávají do kontaktu s antibiotiky produkovanými řadou půdních mikroorganismů. Ať už jsou antibiotika primárně cílena na kterýkoli proces v bakteriální buňce, doprovodným příznakem je často i zvýšený oxidační stres.

Má se za to, že NO jednak navozuje syntézu antioxidačních enzymů, jednak brzdí tzv. Fentonovu reakci, při které pomocí iontů železa vznikají nebezpečné hydroxylové radikály. A opravdu se potvrzuje, že kmeny bakterií, u nichž byl vyřazen gen pro syntézu NO, mnohem hůře odolávají antibiotikům i útoku imunity.

Syntéza NO je známa jen u některých grampozitivních bakterií. Naproti tomu enzymy pro výrobu jiné savčí signální molekuly – sirovodíku (H2S) – byly nalezeny všude tam, kde se je někdo obtěžoval hledat. Třeba anaerobní bakterie využívají jako zdroj energie oxidaci síry. Zatímco rozumné aerobní organismy přenášejí protony a elektrony na kyslík za vzniku vody (H2O – říkáme tomu dýchání), sirné bakterie dělají totéž se sírou za vzniku H2S. Proč ale sirovodík produkují i bakterie žijící na vzduchu, se donedávna nevědělo. Proto i tento plyn vzbudil pozornost newyorské laboratoře. A výsledky jsou velice podobné. I sirovodík dokáže snižovat oxidační stres, a tím pádem bránit buňku mj. před antibiotiky.

Sirovodík a oxid dusnatý tedy mají leccos společného. Nejenže slouží jako signální molekuly v našich mnohobuněčných tělech, ale ještě k tomu pomáhají bakteriím naše mnohobuněčná těla napadat. Há dvě es sice smrdí jako pes (přesněji: jako zkažená vejce), ale jste-li patogenní bakterie a chcete překonat ochranu svého hostitele, vyplatí se trochu si ho vyrobit. A my, hostitelé, když už nyní víme, jak se nás bakterie snaží přemoci, můžeme zkusit posílit účinnost našich antibiotik přidáním látek blokujících bakteriální syntézu H2S a NO. Když se nám podaří zarazit bakteriím výrobu plynů, budeme se jim moci snáze dostat na kobylku.. (Science 325, 1380–1384, 2009; Science 334, 986–990, 2011)

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyziologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Petr Zouhar

RNDr. Petr Zouhar, Ph. D., (*1985) je absolventem Přírodovědecké fakulty UK v Praze. Na Stockholmské univerzitě se v současnosti zabývá zejména metabolismem tukové tkáně a s tím spojenou problematikou obezity a diabetu.
Zouhar Petr

Doporučujeme

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Peníze z chemie, peníze pro chemii

Ondřej Vrtiška  |  16. 7. 2018
Manželé Hana a Dalimil Dvořákovi se seznámili v laboratoři. A nebylo to naposledy, co zaujetí pro organickou chemii ovlivnilo jejich životy i mimo...
Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

Co když se probudí sopky pod antarktickým ledem?

John Smellie  |  16. 7. 2018
Antarktida je rozlehlá pustina pokrytá největším ledovým příkrovem světa, který obsahuje asi 90 % globálních zásob sladké vody. Funguje jako obří...
Ztracený potápník

Ztracený potápník uzamčeno

Josef Lhotský  |  16. 7. 2018
„Konference jsou od toho, abys tam navazoval styky a chlastal,“ řekl mi kdysi… — Povídka Stanislava Lhotského.

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné