Digoxin je často předepisován pro srdeční arytmii a srdeční selhání. Kdysi to byl jeden z hlavních léků na srdce. Nyní se objevují nové látky, které podporují nemocné srdce, ale nedá se říct, že by digoxin úplně ztratil půdu pod nohama: za prvé nejsou všude nové léky a za druhé jsou pacienti, kterým pomáhá jen digoxin. Stále se však získává z listů náprstníku neboli digitalisu. Samotný náprstník je používán medicínou odedávna jako léčivá rostlina, a to nejen lidovým, ale i oficiálním lékařstvím. Ve vědeckém smyslu se jím poprvé zabýval William Withering, který v roce 1785 ve své knize doporučil jeho použití jako léku na některé nemoci (digitalis zmírňuje některé symptomy spojené s chronickými srdečními poruchami, např. otoky). Účinná látka digoxin (digitalin) v rostlině byla identifikována ve 30. polovině XNUMX. století a ve XNUMX. letech XNUMX. století. byl izolován ve své čisté formě.
Digoxin patří do třídy sloučenin nazývaných srdeční glykosidy. Působí na proteiny ve vnějších membránách buněk, které řídí tok iontů. Schopnost buněk srdečního svalu reagovat na elektrické signály kontrakcí a relaxací závisí na koncentraci iontů. Ovlivněním koncentrace iontů na různých stranách membrány glykosidy regulují činnost srdečního svalu. Stojí za to objasnit, že příznivý účinek srdečních glykosidů se vyskytuje v malých dávkách. Náprstník a další rostliny s podobnými sloučeninami jsou v různé míře jedovaté; Předávkování samotným digitalisem nebo digoxinem má za následek vážné vedlejší účinky.
Přestože byl digoxin izolován ve své čisté formě a byla určena jeho chemická struktura, průmysl se dosud nenaučil, jak jej syntetizovat. Přesněji řečeno, způsoby existují, ale jsou extrémně nepohodlné a drahé. Proto se digoxin stále získává ze sušených listů náprstníku. Rostlina musí být stará dva roky, poté se nasbírané listy dlouho suší a extrahuje se z nich digoxin – a ten tvoří pouze 0,06 % sušiny rostliny. To znamená, že potřebujete spoustu náprstníků a celý proces zabere spoustu času, ale stále je jednodušší než stávající metody umělé syntézy.
Náprstník purpurea. (Foto: Joachim Aspenlaub Blattboldt / Flickr.com)
Navíc samotný digitalis si se syntézou digoxinu zjevně poradí bez zbytečných potíží. Existují obecné představy o tom, jaké rostlinné enzymy zde fungují, ale teprve nyní Zhen Wang (Zhen Q. Wang) a její kolegové z univerzity v Buffalu dokázali zjistit, jak vypadá klíčový enzym syntézy digoxinu a co přesně dělá. V molekule srdečních glykosidů je většina obsazena steroidní strukturou – zhruba řečeno zbytek cholesterolu. Právě se steroidní částí funguje enzym, o kterém je v článku řeč. Nature Communications. Pro začátek vědci porovnali aktivitu digitalisových genů v listech a v jiných částech rostliny: digoxin se syntetizuje pouze v listech, což znamená, že v nich budou také nejaktivnější odpovídající geny. Enzymy syntézy digoxinu byly transplantovány do tabáku a kvasinek, aby se zjistilo, jak dobře mohou fungovat jeden bez druhého. Výsledkem bylo, že se vše sešlo na protein, který štěpí cholesterol a kampesterol (jeden z rostlinných steroidů). Dříve se věřilo, že digitalis vyrábí digoxin pouze z cholesterolu, ale nyní se ukazuje, že existuje další „surový“ steroid.
Když se cholesterol a kampesterol rozloží, získá se pregnenolon, steroid, který slouží jako meziprodukt v různých biochemických drahách spojených s přeměnami steroidů. U lidí se pregnenolon přeměňuje na pohlavní hormony, u digitalisu – na digoxin. Ačkoli se chemické reakce, které produkují pregnenolon, zdají být podobné, digitalisový enzym se znatelně liší od lidských enzymů – což lze očekávat. Vědci to ve svém článku podrobně popisují až po konkrétní aminokyseliny aktivního centra enzymu, bez kterých je štěpení steroidů prostě nemožné. V budoucnu lze tento enzym transplantovat například do kvasinek a biotechnologicky pak získat digoxin, stejně jako se dnes lidský inzulín získává z geneticky modifikovaných bakterií. Tato metoda bude mimochodem levnější a jednodušší než zcela umělá organická syntéza. Mimochodem, je docela možné, že biotechnologický digoxin by se dal nějak upravit, aby se zmírnily jeho vedlejší účinky při zachování – nebo dokonce zvýšení – jeho terapeutických přínosů.
Autor: Kirill Staševič
- Jak krevní cévy způsobují arytmii
- Botulotoxin proti arytmii
- Záření proti arytmii
