УДК: 546.221
Гідроген сульфід (H2S) належить до «газових медіаторів» і синтезується ензиматичними системами, а також утворюється неензиматично та за фізіологічних концентрацій регулює низку біологічних функцій у різних органах і тканинах. H2S залучений до біохімічних змін, що відіграють важливу роль у патогенезі таких захворювань, як рак, COVID-19, цукровий діабет, нейродегенеративні патології. При канцерогенезі H2S впливає на проліферацію ракових клітин, гальмуючи їх апоптоз, регулюючи клітинний цикл, внутрішньоклітинні сигнальні шляхи, стимулює ангіогенез та аутофагію ракових клітин. При запаленні легенів, спричиненому COVID-19, H2S розриває дисульфідні зв’язки муцину, зменшуючи в’язкість слизу, блокує активацію шляху NF-κB, перешкоджаючи виникненню «цитокінового шторму», сприяє активації Nrf2, підвищуючи експресію антиоксидантних молекул і ферментів, активує калієві канали та блокує Na+/K+-ATPaзу, що сприяє поглинанню електролітів. У підшлунковій залозі H2S регулює виділення інсуліну, а також відіграє суттєву роль у регуляції чутливості інсулінзалежних тканин; він інгібує поглинання глюкози та накопичення глікогену, що є дуже важливим при цукровому діабеті. У жировій тканині H2S сприяє адипогенезу, інгібує ліполіз і регулює виділення адипонектину та MCP-1 при цукровому діабеті ІІ типу. У нервовій тканині H2S чинить нейромодуляторний вплив, підвищує експресію ГАМК, спричинює зростання концентрації Ca2+, бере участь у довготривалому потенціюванні та модуляції різних нейротрансмітерів, впливає на рівень НАДФН, чинить епігенетичний вплив. Розуміння ролі H2S може бути важливим для розробки ефективних стратегій терапії різноманітних захворювань.
Ключові слова: гідроген сульфід, цистатіонін-β-синтетаза, цистатіонін-γ-ліаза, рак, цукровий діабет, COVID-19, нейродегенеративні захворювання.
Hydrogen sulfide (H2S) belongs to the family of «gasotransmitters» can by synthesized by enzymatic systems and also formed non-enzymatically. At physiological concentrations, it regulates a range of biological functions in various organs and tissues. H2S is involved in biochemical changes that play an important role in the pathogenesis of diseases such as cancer, COVID-19,dia betes mellitus, and neurodegenerative pathologies. In carcinogenesis, H2S
influences cancer cell proliferation, inhibits cancer cell apoptosis, regulates the cell cycle, intracellular signaling pathways, stimulates angiogenesis, and autophagy of cancer cells. In lung inflammation caused by COVID-19, H2S disrupts disulfide bonds in mucus, reducing its viscosity, blocks NF-κB pathway activation, preventing the onset of a «cytokine storm», promotes Nrf2 activation, increasing the expression of antioxidant molecules and enzymes,
activates potassium channels, and blocks Na+/K+-ATPase, promoting electrolyte absorption. In the pancreas, H2S regulates insulin secretion and plays a significant role in insulin sensitivity regulation in insulin-responsive tissues. It inhibits glucose uptake and glycogen accumulation, which is crucial in diabetes mellitus. In adipose tissue, H2S promotes adipogenesis, inhibits lipolysis, and regulates the secretion of adiponectin and MCP-1 in type 2 diabetes. In neural tissue, H2S acts as a neuromodulator, increases GABA expression, induces Ca2+concentration increase, participates in long-term potentiation, neurotransmitter modulation, affects NADPH levels, and exerts epigenetic effects. Understanding the role of H2S may be crucial in developing effective therapy strategies for various diseases.
Keywords: hydrogen sulfide, cystathionine-β-synthase, cystathionine-γlyase, cancer, diabetes mellitus, COVID-19, neurodegenerative diseases.