ЭФР оказался очень короткоживущим, что можно было определить, меняя расстояние между препаратами, а следовательно, и время пролета капли от препарата-донора ЭФР к препарату-акцептору. Но что же это такое? Вот тут-то мы и вспомним «парамагнитные центры», открытые аспирантом Ваниным.
Анатолий Ванин и Роберт Форчготт познакомились в 1989 году в Москве. Они встретились во Всесоюзном кардиологическом научном центре. Пораженный результатами своего коллеги, Форчготт предложил Ванину поработать в Лондоне, тот предложение принял.
К середине 80-х, благодаря работам Мьюрэда, очень большое количество исследователей уже занималось определением влияния оксида азота на расслабление сосудов. В том числе активно работал и Луис Игнарро. Разговоры о биологической роли оксида азота густо наполнили атмосферу в научных кругах. Научный мир был подготовлен к восприятию новых открытий. И вот началось.
Уже в 1985 году А. Ф. Ванин делает предположение, что ЭФР имеет прямое отношение к NO, и говорит об этом публично. Но его статья, написанная в соавторстве с Натальей Александровной Медведевой, отправленная в «Бюллетень экспериментальной биологии и медицины», провалялась там три года и вышла датированная годом публикации, а не годом сдачи ее в редакцию!
Тем временем в 1986 году Р. Форчготт на одной из конференций сообщает результаты своих исследований, в которых сравнивает расслабляющее действие оксида азота и ЭФР и влияние на них разных ингибиторов. Например, гемоглобин подавляет действие N0, поскольку связывает его. Исходя из многочисленных сравнений, Форчготт предполагает, что ЭФР и NO – это одно и то же.
В том же году такую же мысль на другой конференции высказывает и Луис Игнарро.
В 1987 году Сальвадор Монкада, молодой талантливый исследователь, приехавший из Латинской Америки работать в Лондон, находясь под впечатлением результатов Форчготга и Игнарро, проводит биохимический анализ ЭФР. Ему удается показать, что окись азота действительно входит в состав ЭФР. Более того, судя по его данным, введение в организм одинакового количества ЭФР и NO дает одинаковые результаты. Казалось бы, их идентичность доказана.
Его статья о природе ЭФР, опубликованная в «Nature», в течение десяти последующих лет была процитирована более пяти тысяч раз. Его «нобелевское будущее» представлялось бесспорным. Наступил 1998 год, и… имени Сальвадора Монкады тоже не оказалось в списке нобелевских лауреатов. Но вернемся назад, в 80-е годы.
«Ловушка» для оксида азота Исследования оксида азота развивались стремительно, назрела острая необходимость научиться определять его наличие в организме не косвенным путем, а напрямую. В 1984 году А. Ф. Ванин предложил такой метод. Препарат для лечения алкоголиков – тетурам – вместе с железом образовывал комплексы, которые жадно ловили оксид азота в организме, давая при этом характерные сигналы ЭПР В начале девяностых годов, работая в Германии, А. Ф. Ванин еще раз повторил все эксперименты с «ловушкой» NO и показал, что свободный оксид азота – непосредственный продукт работы ферментов NO-синтаз. Это был чрезвычайно важный результат.
Метод стал быстро распространяться. Он позволил установить наличие собственного оксида азота в организме. Выяснилось, что NO производится непрерывно ферментативным путем из аминокислоты L-аргинина.
Анатолий Федорович Ванин выступает в Лондоне на первой конференции, посвященной биологической роли оксида азота. В сборнике конференции опубликована его статья, в которой он утверждает, что оксид азота не идентичен ЭФР, но «гвоздь программы» – сообщение главного организатора конференции Сальвадора Монкады, доказывающее обратное. Вечером на банкете к Анатолию Федоровичу подходили участники конференции и тихо говорили: «Конечно, ЭФР-это не NO, конечно, это какое- то соединение, которое его переносит». Ванин публикует статью, в которой пишет, что ЭФР – это комплексы железа с оксидом азота. Статья вызывает огромный интерес. Затем он усложняет свою гипотезу, предположив, что ЭФР представляет собой «компот» из нитрозотиолов, нитрозильных комплексов железа и оксида азота. Не с этим ли «компотом» имел дело аспирант Толя Ванин в шестидесятые годы?
И что скажет о природе «эндотелиального фактора» Роберт Форчготт в Нобелевской речи? Ведь он получил премию в том числе и за идею идентичности ЭФР оксиду азота’ Когда выйдет этот номер журнала, он уже объявит свое мнение.
Довольно давно и совершенно независимо от будущих нобелевских лауреатов ученые изучали, как работают макрофаги и нейтрофилы – клетки, ответственные за поддержание иммунитета. В 70-е годы было обнаружено, что активность макрофагов связана с накоплением нитритов и нитратов во внеклеточной среде. Начала приоткрываться природа клеточного иммунитета, то, каким образом макрофаги и нейтрофилы убивают клетки-мишени (бактерии, злокачественные клетки). Уже в 1983 году ученые предположили, что орудием макрофагов служит оксид азота. Большое количество оксида азота действительно может убивать клетки-мишени. При очень сильном его избытке погибают и сами клетки- макрофаги, более защищенные, чем другие.
Опираясь на данные о роли оксида азота в сосудистой системе, в 1988 году английский исследователь Герсвэйт выяснил, что специально обработанные тонкие срезы мозга расслабляют сосуды, то есть выделяют ЭФР-подобный фактор. Потом узнали, что, действительно, центральная нервная система вырабатывает оксид азота. И он совершенно необходим, в частности, для формирования долговременной памяти, а ведь она лежит в основе мышления. Около десяти процентов нейронов в мозгу имеют ферменты, способные высвобождать оксид азота из разных химических соединений.
При действии биологически активных веществ фермент, вызывающий продукцию оксида азота, может появиться где угодно, например, в иммунной системе мозга. Громадный синтез оксида азота в этой системе приводит к тому, что мозг начинает отмирать, клетки разрушаются – это основа многих заболеваний.
Но NO может регулировать и процесс апоптоза – запрограммированную гибель клеток. Апоптоз – один из путей предотвращения онкологических заболеваний, наш собственный механизм «выбраковки» злокачественных клеток. Причем в малых дозах оксид азота его подавляет, а в больших – усиливает. Таким образом, вызывая гибель клеток, в одних случаях он приносит вред, а в других – оказывается спасительной соломинкой. Вегетативная нервная система тоже производит оксид азота. Он выделяется в синапсах, нервных окончаниях, иннервирующих разные органы. Разработка этого направления привела к созданию виагры – действенного средства против импотенции.
Интересное направление касается способности оксида азота воздействовать на геном. По-видимому, он влияет на белки, активирующие или репрессирующие те или иные гены. Причем это влияние осуществляется не только на уровне транскрипции, то есть непосредственно в геноме, но и на уровне трансляции, то есть на уровне рибосом. Оксид азота может подавлять фермент, ответственный за синтез ДНК.
В последние семь – восемь лет молекулярные биологи буквально набросились на оксид азота. Биологической роли NO посвящается около четырех тысяч статей в год. Теперь уже совершенно очевидно, что это – не только универсальный регулятор процессов жизнедеятельности, но и эффектор иммунной системы. Сегодня трудно найти метаболические пути, к которым бы оксид азота не имел отношения. Но проблема состоит в том, что до сих пор не до конца ясно, в какой форме оксид азота действует, в какой форме путешествует по организму.
Пятеро ученых – А. Ванин, Л. Игнарро, С. Монкада, Ф. Мьюрэд и Р. Форчготт – смелыми идеями и удивительными экспериментами сформировали новое направление – биологию оксида азота. Все они хорошо знакомы друг с другом, хотя движутся в науке разными путями, они ошибаются и делают открытия. И пусть двое из пяти не стали лауреатами нобелевской премии, для настоящих ученых не это – главное, есть вещи поважнее. Да и может ли официальное признание быть мерилом истины? Исследования «великолепной пятерки» продолжаются.