Dlaczego chorzy na mukowiscydozę stosują leki mukolityczne?
Powierzchnię układu oddechowego u człowieka wyścielają rzęski unoszące się w bardzo rzadkim śluzie. Dzięki ruchowi tych rzęsek dochodzi do oczyszczania płuc z ciał obcych, np. kurzu czy bakterii i wirusów, które „przyklejają” się do śluzu i są transportowane na zewnątrz układu oddechowego. Taki mechanizm oczyszczania płuc mamy wszyscy. Działa niewidocznie, zupełnie automatycznie. Organizm ludzki reguluje lepkość śluzu, rozrzedza go „wypuszczając” z komórek chlorki. Dzięki temu na zewnątrz komórek w układzie oddechowym rośnie stężenie chlorków i dochodzi do zjawiska osmozy, czyli wyrównywania stężeń – woda zaczyna wędrować z komórek na zewnątrz i rozrzedza śluz. U chorych to zjawisko jest zaburzone bo komórki w wyniku wadliwie działających kanałów chlorkowych, nie mogą transportować chlorków na zewnątrz i dochodzi do dehydratacji, czyli wysuszenia dróg oddechowych, śluz w płucach staje się bardzo lepki i gęsty (zaczyna zalegać w płucach bo rzęski nie są w stanie go transportować).
Leki mukolityczne, mukolityki to leki powodujące upłynnienie i zmniejszenie lepkości śluzu w drogach oddechowych. Ich działanie oparte jest na kilku zjawiskach, najczęściej rozrywania mostków dwusiarczkowych w mukoproteinach.
Czym jest dornaza alfa?
Dornaza alfa to składnik leku stosowanego u chorych z mukowiscydozą, otrzymywany na drodze inżynierii genetycznej (rekombinacja DNA). Jest deoksyrybonukleazą (enzymem nukleolitycznym) i ma zdolność rozcinania pozakomórkowego DNA, w tym wypadku hydrolizuje DNA zawarte w śluzie zalegającym w płucach chorych na mukowiscydozę.
Ten białkowy środek terapeutyczny jest wytwarzany w komórkach jajnika chomika chińskiego w warunkach przemysłowych, biotechnologicznych (bez użycia żywych zwierząt, w hodowlach komórkowych – dlatego przy produkcji leku dornazy nie giną żadne zwierzęta).
Doświadczenie: Jak działa dornaza alfa w płucach chorego na mukowiscydozę?
Doświadczenie jest bardzo proste i tanie w wykonaniu. Nalezy zwrócić uwagę i zachowac ostrożność, ponieważ w doświadczeniu wykorzystany jest wrzątek.
Potrzebujemy:
- jedno opakowanie galaretki spożywczej (kolor i smak nie ma znaczenia, alternatywnie można użyć żelatyny spożywczej)
- woda
- 1szt kiwi, ananasa lub papai
Doświadczenie ma dwa warianty wykonania
I wariant doświadczenia
- Do naczynia wsypujemy galaretkę w proszku (lub żelatynę) i rozpuszczamy w odpowiedniej ilości wrzącej wody (zgodnie z instrukcją na opakowaniu). Dokładnie mieszamy.
- Galaretkę wylewany do spodeczka lub niskiego, płaskiego naczynia (na zdjęciu widać szalkę Petriego, ale może to być inne naczynie, nie musi być przeźroczyste)
- Czekamy do stężenia galaretki. Efekt tężenia można przyśpieszyć przekładając galaretkę z naczyniem do lodówki.
- Na stężoną galaretkę przekładamy plaster (grubości około 0,5-1cm) kiwi, ananasa lub papai (można wykonać doświadczenie w trzech naczyniach z galaretką z użyciem wszystkich trzech owoców).
- Naczynie przestawiamy w chłodne miejsce lub do lodówki na 24 godziny.
- Po 24h możemy zaobserwować wokół kiwi (ananasa, papai) spora ilość rozpuszczonej galaretki.
II wariant doświadczenia
- Do naczynia wsypujemy galaretkę w proszku (lub żelatynę) i rozpuszczamy w odpowiedniej ilości wrzącej wody (zgodnie z instrukcją na opakowaniu). Dokładnie mieszamy.
- Galaretkę rozlewamy do dwóch, przeźroczystych naczyń.
- Do jednego naczynia z letnią galaretką (nie do gorącej) wrzucamy pokrojone kostki kiwi, ananasa lub papai. Drugie naczynie pozostawiamy jako kontrolne, jedynie z galaretką.
- Naczynia przestawiamy w chłodne miejsce lub do lodówki na 24 godziny
- Po 24h możemy zaobserwować, że galaretka bez owoców stężała, z kiwi, ananasem lub papają nie i jest ciągle płynna.
Zastosowane w doświadczeniach owoce zawierają enzymy. W kiwi znajdziemy enzym aktynidynę, w ananasie enzym bromelinę, a w papai enzym papainę. Są to enzymy proteolityczne, rozkładające cząsteczki białek, w tym przypadku rozkładające białko w żelatynie. Dlatego dodanie owoców z tymi enzymami powoduje rozpuszczenie lub zapobiega tężeniu galaretki na bazie żelatyny.
Dlaczego chorzy z mukowiscydozą nie mogą przechowywać dornazy alfa w wysokiej temperaturze ani jej przemrażać? Czyli jak zrobić galaretkę z kiwi, ananasem i papają 🙂
Niska temperatura, poniżej 0 stopni Celsjusza oraz wysoka powyżej 30 stopni denaturuje enzymy białkowe (nieodwracalnie niszczy strukturę i właściwości fizyczne i chemiczne), dotyczy to i stosowanej przez chorych dornazy alfa i enzymów zawartych w we wspomnianych w tym doświadczeniu owocach. Ten proces można wykorzystać do zrobienia galaretki z tych owoców, wystarczy sparzyć je we wrzącej wodzie i enzymy przestaną być aktywne i rozpuszczać żelatynę.
Autor i fot. Mirosław Wójcik (Fundacja Oddech Życia)