По идее, никотин должен убивать с первой затяжки, вызывая судороги и

остановку дыхания. Почему этого не происходит – давняя биохимическая

загадка. Причина – единичная замена аминокислоты, отличающая

«никотиновые» рецепторы в мозге от, казалось бы, точно таких же

рецепторов в мышцах.

Хотя большинство стран

отказались от производства химического и биологического оружия (по

крайней мере официально), с ведома государства и производятся, и

распространяются сигареты, сигары, жевательный и нюхательный табак. И

ежегодно жертвами болезней, связанных с курением, нюханием и жеванием,

становятся почти 4 миллиона человек. Это самая значительная группа

«потенциально предотвращаемой смертности» в развитых странах.

А

ведь, по идее, смертей должно быть много больше. Едва ли не с первой

затяжкой у человека должно судорогой сводить мышцы – вплоть до

остановки дыхания и сердца.

Дело в мишенях –

клеточных рецепторах к ацетилхолину, располагающихся на поверхности и

мышечных, и нервных клеток. Работающие против этих рецепторов

фосфорорганические отравляющие вещества (ФОВ) – зарин, зоман, табун,

фосген и дифосген – вызывают мышечные подёргивания, слабость, судороги

и спазмы. Своим действием на мозг никотин обязан точно тому же

механизму – связыванию с теми же самыми рецепторами. Но вот загадка:

перечисленные выше подёргивания, слабость и спазмы мышц от никотина

тоже бывают, но почему-то они гораздо слабее.

Дэннис

Доэрти и его коллеги из Калифорнийского технологического института

выяснили, почему действие никотина на, казалось бы, одинаковые

рецепторы в головном мозге и на поверхности мышц так сильно отличается.

Для

того чтобы управлять нашими мышцами, нервы образуют так называемую

нервно-мышечную пластинку, в этой области на мышечных клетках и

располагаются «никотиновые рецепторы». На самом деле название

«никотиновые» обманчиво: нормальному организму они нужны для связывания

с ацетилхолином, который выделяют нервные клетки. А никотин просто

обладает схожей химической структурой, поэтому действует подобным

образом.

Когда ацетилхолин связывается с

рецепторами на мышечных клетках, последние возбуждаются и мышцы

сокращаются. Возбудить клетку или сделать её более чувствительной,

сместив порог возбуждения, можно, просто повысив концентрацию

сигнального вещества. Именно это и делают ФОВ, останавливая

естественное разрушение эндогенного ацетилхолина в организме – с очень

неприятными последствиями. Никотин, по идее, должен действовать точно

так же: он тоже связывается с этими рецепторами, которые в головном

мозге располагаются уже на нервных клетках.

К

счастью курильщиков и табачных магнатов, чувствительность мышечных

клеток к никотину гораздо ниже, чем нервных. В противном случае

знакомый курильщикам небольшой выброс адреналина и учащение

сердцебиение сопровождалось бы мышечными судорогами вплоть до остановки

дыхания.

По данным Доэрти и соавторов

публикации в Nature, причина тому – единичная перестановка

аминокислотного остатка в 153-й позиции петли В, одной из четырех

петель, формирующей активный центр рецептора.

Эффект

того или иного вещества на никотиновый рецептор определяется прочностью

связывания с аминокислотой триптофаном, располагающейся в активном

центре рецептора. Несмотря на то что триптофан присутствует и в

мышечном, и в нервном варианте рецептора, из-за упомянутой точечной

замены аминокислоты в мышцах он остается для никотина малодоступным. А

вот в нервной системе, куда яд проникает уже через 7 секунд после

первой затяжки, он реализует весь свой потенциал.

Впрочем,

чувство удовлетворения после курения связано не только с «никотиновым»

повышением уровня глюкозы и адреналина. В игру вовлекается «гормон

радости» дофамин, разрушение которого замедляется другими компонентами

табачного дыма. Именно дофамин – «наркотическая» составляющяя вредной

привычки, избавиться от которой одними никотиновыми пластырями сложно.

Доэрти

и его соавторы, в прочем, и не надеялись найти метод лечения от

зловредного пристрастия к курению. Для них «никотиновые» рецепторы –

это мишень для лечения болезни Альцгеймера, шизофрении, паркинсонизма,

боли, эпилепсии, аутизма, депрессии и нарушения внимания. Теперь, когда

структура двух типов никотиновых рецепторов уточнена, работать в этих

направлениях будет проще. Заодно решилась и старая биохимическая

загадка.

Автор Петр Смирнов

Источник www.gazeta.ru