Марганец может стать первым лекарством, бьющим непосредственно по инфекции. Ионы этого металла, проникая в инфицированную клетку, препятствуют работе дизентерийного токсина.

Главное оружие дизентерийной палочки Shigella dysenteriae — это её токсин, который в первую очередь поражает клетки капилляров. Этот токсин, впрочем, вырабатывается не только бактериями рода шигелла, но и некоторыми вирулентными штаммами кишечной палочки. О присутствии этого ужаса в организме можно узнать по такому желудочно-кишечному симптому, как кровавый понос; нередки случаи, когда токсин доводит до смерти, полностью отключая почки (в прошлом году в Германии от инфекции кишечной палочкой с этим токсином погибло 50 человек).

Рис. 1. Шигеллы и кишечные палочки внутри клетки человека; ядро клетки окрашено красным, бактерии — синим. (Фото Stephanie Schuller).

Столь высокая опасность шигатоксина обусловлена его способностью обходить клеточные защитные системы. Проникший яд клетка обычно отправляет в специальные клеточные органеллы лизосомы, где ядовитые молекулы разрушаются ферментами. Но дизентерийный токсин «обучен» избегать подобного: попав в клетку, он отправляется к другому клеточному органу, аппарату Гольджи. В аппарате Гольджи токсин находится в непосредственной близости от белоксинтезирующих машин, которые сидят на внутриклеточных мембранах. Токсин отключает синтез белка в клетке, и до сих пор нет лекарств, которые могли бы этому помешать. Врачи в силах лишь поддерживать больного в его борьбе с инфекцией, предотвращая обезвоживание организма.

Группа учёных из Университета Карнеги — Меллона (США) сумела найти слабое место у шигатоксина. Эксперименты основывались на результатах более ранних исследований, из которых следовало, что токсин перевозится в аппарат Гольджи клеточным белком GPP130. По другим данным, этот белок переставал работать в присутствии ионов марганца. Учёные предположили, что

с помощью этого металла можно обезвредить бактериальный токсин. Эксперименты полностью подтвердили догадку: в присутствии ионов марганца токсин не доезжал до аппарата Гольджи, и большая его часть отправлялась куда следует, то есть в лизосомы.

Как пишут учёные в журнале Science, марганец демонстрировал такой эффект как в мышиных, так и в человеческих клетках. Металл повышал их выживаемость в 2 000 раз по сравнению с клетками, не получавшими такого лекарства. Эффект повторялся и в экспериментах на животных: после инъекции токсина мыши погибали за 3–4 дня; получавшие дозу солей марганца выживали. Правда, максимального эффекта удавалось достичь, если мыши начинали получать марганец за пять дней до инъекции шигатоксина. Это представляет определённую проблему для клинического использования ионов марганца как средства против острой дизентерии. С другой стороны, между первыми симптомами такой инфекции и разрушением капилляров в тех же почках проходит несколько дней, и своевременное применение марганцевой терапии в этом «окне» может предотвратить катастрофические последствия для внутренних органов.