Siarkowodór - gaz nie tylko o właściwościach toksycznych

• Authors: Justyna Tadeusiewicz , Beata Olas

Title variants

EN

Hydrogen sulfide - gas, which doesn't have only toxic properties.

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Siarkowodór (H2S) jest trzecim, po tlenku węgla (CO) i tlenku azotu (NO˙), mediatorem regulującym aktywność komórek. W organizmie jest on wytwarzany z cysteiny przy użyciu β-syntazy cystationiny (CBS) lub γ-liazy cystationiny (CSE). Badania z ostatnich lat potwierdzają, że siarkowodór reguluje funkcje układu krążenia i układu nerwowego. H2S wpływa na ciśnienie tętnicze krwi. Niski poziom siarkowodoru zwiększa ryzyko rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego, jak np. miażdżycy, czy zakrzepicy. Ponadto gaz ten wykazuje właściwości pro- i przeciwzapalne. H2S reguluje również funkcje układu nerwowego, a jako cząsteczka sygnałowa zaangażowany jest w szlaki transdukcji sygnału komórkowego. Oddziałuje on na kanały KATP i kinazę zależną od jonów Ca2+ i kalmoduliny. Siarkowodór wpływa na syntezę cAMP i aktywność receptorów NMDA. Co więcej H2S reguluje wydzielanie insuliny. Gaz ten wpływa na syntezę i działanie reaktywnych form tlenu, azotu i chloru. Dodatkowo siarkowodór reguluje wytwarzanie CO i NO˙. Siarkowodór, tlenek azotu i tlenek węgla to tzw. gazotransmitery.

EN

The aim of this article is to review recent studies confirming that hydrogen sulfide (H2S), like carbon monoxide (CO) and nitric oxide (NOâ), plays in cells important regulatory functions that in control of cardiovascular and nervous systems, and in cell signaling. Hydrogen sulfide belongs thus to the group of gaseous transmitters, together with nitric oxide and carbon monoxide.

• Journal: Kosmos
• Year: 2014
• Volume: 63
• Issue: 1
• Pages: 125-135

Dates

published

2014

Contributors

author

Justyna Tadeusiewicz

• Katedra Biochemii Ogólnej, Uniwersytet Łódzki, Pomorska 141/143, 90-236 Łódź, Polska

author

Beata Olas

• Katedra Biochemii Ogólnej, Uniwersytet Łódzki, Pomorska 141/143, 90-236 Łódź, Polska

References

• Abe K., Kimura H., 1996. The possible role of hydrogen sulfide as an endogenous neuromodulator. J. Neurosci. 16, 1066-1071.
• Ali M., Ping C., Mok Y. LING L., Whiteman M., Bhatia M., Moore P. K., 2006. Regulation of vascular nitric oxide in vitro and in vivo; a new role for endogenous hydrogen sulphide? Brit. J. Pharmacol. 149, 625-634.
• Bełtowski J., 2004. Siarkowodór jako biologicznie aktywny mediator w układzie krążenia. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 58, 285-291.
• Bhatia M., 2005. Hydrogen sulfide as a vasodilator. Life 57, 603-606.
• Cheng Y., Nidisang J., Tang G., Cao K., Wang R., 2004. Hydrogen sulfide- induced relaxation of resistance mesenteric artery beds of rats. Am. J. Physiol., Heart Circul. Physiol. 287, H2316-H2323.
• Coletta C., Papapetropoulos A., Erdelyi K., Olah G., Modis K., Panopoulos P., Asimakopoulou A., Gero D., Sharina I., Martin E., Szabo C., 2012. Hydrogen sulfide and nitric oxide are mutually dependent in the regulation of angiogenesis and endothelium-dependent vasorelaxation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 23, 801-807.
• Collman J. P., Ghosh S., Dey A., Decreau R., 2009. Using a functional enzyme model to understand the chemistry behind hydrogen sulfide induced hibernation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 52, 22090-22095.
• Distrutti E., Sediari L., Mencarelli A., Renga B., Orlandi S., Russo G., Caliendo G., Santagada V., Crino G., Wallece J. L., Fiorucci S., 2006. 5-Amino-2-hydroxybenzoic acid 4-(5-thioxo-5H-[1,2]dithiol-3yl)-phenyl ester (ATB-429), a hydrogen sulfide-releasing derivative of mesalamine, exerts antinociceptive effects in a model of postinflammatory hypersensitivity. J. Pharmacol. Exp. Therapeut. 319, 447-458.
• Du J., Hui Y., Cheung Y., Ben G., Jiang H., Chen X., Tang C., 2004. The possible role of hydrogen sulfide as a smooth muscle cell proliferation inhibitor in rat cultured cells. Heart Vessels 19, 75-80.
• Fiorucci S., Orlandi S., Mencarelli A., Caliendo G., Santagada V., Distrutti E., Santucci L., Cirino G., Wallace J. L., 2007. Enhanced activity of a hydrogen sulphide-releasing derivative of mesalamine (ATB-429) in a mouse model of colitis. Brit. J. Pharmacol. 150, 996-1002.
• Frydrych B., 2008. Wybrane związki nieorganiczne. [W:] Podstawy toksykologii. Piotrowski J. (red.). Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 195-221.
• Geng B., Yang J., Qi Y., Zhao J., Pang Y., Du J., Tang CH., 2004a. H2S generated by heart in rat and its effects on cardiac function. Biochem. Biophys. Res. Comm. 313, 362-368.
• Geng B., Chang L., Pan C., Qi Y., Zhao J., Pang Y., Du J., Tang C., 2004b. Endogenous hydrogen sulfide regulation of myocardial injury induced by isoproterenol. Biochem. Biophys. Res. Comm. 318, 756-763.
• Jeong S.-O., Pae H.-O., Oh G.-S., Jeong G.-S., Lee B.-S., Lee S., Kim D. Y., Rhew H. Y., Lee K.-M., Chung H.-T., 2006. Hydrogen sulfide potentiates interleukin-1β-induced nitric oxide production via enhancement of extracellular signal-regulated kinase activation in rat vascular smooth muscle cells. Biochem. Biophys. Res. Comm. 345, 938-944.
• Kimura H., 2000. Hydrogen sulfide induces cyclic AMP and modulates the NMDA receptor. Biochem. Biophys. Res. Comm. 267, 129-133.
• Lee M., Tazzari V., Giustarini D., Rossi R., Sparatore A., Soldato P., Mcgeer E., Mcgeer P. L., 2010. Effects of hydrogen sulfide-releasing L-DOPA derivatives on glial activation. J. Biol. Chem. 23, 17318-17328.
• Lee S., Hu Y. S., Hu L. F., Lu Q., Dawe G. S., Moore P. K., Wong P., Bian J. S., 2006. Hydrogen sulphide regulates calcium homeostasis in microgial cells. Glia 54, 116-124.
• Li L., Bhatia M., Moore P., 2006. Hydrogen sulphide- a novel mediator of inflammation? Curr. Opin. Pharmacol. 6, 125-129.
• Li L., Salto-Tellez M., Tan C., Whiteman M., Moore P. K., 2009. GYY4137, a novel hydrogen sulfide-releasing molecule, protects against endotoxic shock in the rat. Free Rad. Biol. Med. 47, 103-113.
• Łowicka E., Bełtowski J., 2007. Hydrogen sulfide (H2S) - the third gas of interst for pharmacologists. Pharmacol. Rep. 59, 4-24.
• Malinowska J., Babicz K., Olas B., 2011. Biologiczna aktywność siarkowodoru. Wiadomości Chemiczne 65, 289-299.
• Morel A., Malinowska J., Olas B., 2012a. Hydrogen sulfide changes adhesive properties of fibrinogen and collagen in vitro. Platelets Nov 13 (w druku).
• Morel A., Malinowska J., Olas B., 2012b. Antioxidative properties of hydrogen sulfide may involve in its antiadhesive action on blood platelets. Clin. Biochem. 45, 1678-1682.
• Oh G., Pae H., Lee B., Kim B.-N., Kim J.-M., Kim H.-R., Jeon S. B., Jeon W. K., Chae H.-J., Chung H.-T., 2006. Hydrogen sulfide inhibits nitric oxide production and nuclear factor-κB via heme oxygenase-1 expression I RAW264.7 macrophage stimulated with lipopolysaccharide. Free Rad. Biol. Med. 41, 106-119.
• Pae H., Lee Y., Eun-Kyeong J., Chung H., 2009. Subtle interplay of endogenous bioactive gases (NO, CO and H2S) in inflammation. Arch. Pharm. Res. 32, 1155-1162.
• Russo C., Tringali G., Ragazzoni E., Maggiano N., Menini E., Vairano M., Preziosi P., Navarra P., 2000. Evidence that hydrogen sulphide can modulate hypothalamo- pituritary- arenal axis function: in vitro and in vivo studie in the rats. J. Neuroendocrinol. 12, 225-233.
• Shibuya N., Koike S., Tanaka M., Ishigam-Yuasa M., Kimura Y., Ogasawara Y., Funkui K., Nagahara N., Kimura H., 2013. A novel pathway for the production of hydrogen sulfide from D-cysteine in mammalian cells. Nat. Communicat. 4, 1366.
• Sparatore A., Perrino E., Tazzari V., Giustarini D., Rossi R., Rossoni G., Erdman K., Schröder H., Soldato P., 2009. Pharmacological profile of a novel H2S-releasing aspiryn. Free Rad. Biol. Med. 46, 586-592.
• Stępnik M., 2001. Molekularne aspekty toksycznego działania tlenku azotu. Medycyna Pracy 52, 5, 375-381.
• Tang G., Wu L., Liang W., Wang R., 2005. Direct stimulation of KATP channel by exogenous and endogenous hydrogen sulfide in vascular smooth muscle cells. Am. Soc. Pharmacol. Exp. Therapeut. 69, 1757-1764.
• Tanizawa K., 2011. Production of H2S by 3-mercaptopyruvate sulphurtransferase. J. Biochem. 149, 357-359.
• Ufnal M., Żera T., 2010. Rola tlenku azotu, siarkowodoru oraz tlenku węgla w regulacji układu krążenia i ich potencjał farmakoterapeutyczny. Kardiologia Polska Suppl. 5, 436-440.
• Wallace J. L., 2007. Hydrogen sulfide-releasing anti-inflammatory drugs. Trends Pharmacol. Sci. 28, 501-505.
• Wallace J. L., Caliendo G., Santagada V., Cirino G., 2010. Markedly reduced toxicity of a hydrogen sulphide-releasing derivative of naproxen (ATB-346). Bri. J. Pharmacol. 159, 1236-1246.
• Whiteman M., Armstrong J., Chu S. H., Jia-Ling S., Wong B., Cheung N. S. Halliwell B., Moore P. K., 2004. The novel neuromodulator hydrogen sulfide: an endogenous peroxynitrite scavenger? J. Neurochem. 90, 765-768.
• Whiteman M., Cheung N., Zhu Y., Chu S. H., Siau J. L., Wong B. S., Armstrong J. S., Moore P. K., 2005. Hydrogen sulphide: a novel inhibitor of hypochlorous aci- mediated oxidative damage in the brain? Biochem. Biophys. Res. Comm. 326, 794-798.
• Whiteman M., Li L., Kostetski I., Chu S. H., Siau J. L., Bhatia M., Moore P. K., 2006. Evidence for the formation of a novel nitrosothiol from the gaseus mediators nitric oxide and hydrogen sulphide. Biochem. Biophys. Res. Comm. 343, 303-310.
• Yang W., Yang G., Jia X., Wu L., Wang R., 2005. Activation of KATP channel by H2S in rat insulin- secreting cells and the underlying mechanisms. J. Physiol. 569, 519-531.
• Zagli G., Patacchini R., Trevisani M., Abbete R., Cinotti S., Gensini G.F, Masotti G., Geppetti P., 2007. Hydrogen sulfide inhibits human platelet aggregation. Europ. J. Pharmacol. 559, 65-68.
• Zanardo R., Branaleone V., Distrutti E., Fiorucci S., Crino G., Wallace J., 2006. Hydrogen sulfide is an endogenous modulator of leukocyte-mediated inflammation. J. Fed. Am. Soc. Exp. Biol. 20, 2118-2120.