Оксид азота (окись азота)

Оксид азота представляет собой сигнальную молекулу, образованную из азота (N) и кислорода (O), которая буквально носит название NO. Оксид азота играет основную роль в расслаблении сосудов (регуляция кровяного давления, эректильная дисфункция), иммунной реакции, воспалении, антитромботической активности и образовании памяти.

Также известен как: NO

Оксид азота (в дальнейшем NO – изображен ниже) представляет собой небольшую сигнальную молекулу, синтезирующуюся из аминокислоты L-аргинина за счет семейства синтетаз оксида азота, включающих eNOS (эндотелиальная, NOS-III), iNOS (индуцибельная, NOS-II) и nNOS (нейрональная, NOS-I). Данное семейство ферментов действует в качестве димеров совместно с множеством кофакторов, включая тетрагидробиоптерин, флавин аденин динуклеотид (FAD), флавин мононуклеотид (FMN), железо и цинк. В то время как регулирование и модулирование каждой изоформы значительно различается, все изоформы ускоряют реакцию L-аргинина с НАДФН и кислородом для получения NO, цитруллина и НАДФ (Ноульс и Монкада (1994); Марлетта (1994).

Объяснение действия оксида азота в качестве сигнальной молекулы газа привело к присуждению Нобелевской премии по психологии/медицине в 1998 г., так как было впервые выявлено, что молекула газа вырабатывается одной клеткой, немедленно переносится в другие клетки и затем действует в качестве сигнальной молекулы в клетках. Например, NO, вырабатываемый eNOS в эндотелиальных клетках, переносится в прилежащие гладкомышечные клетки, где дает начало каскаду реакций за счет активации растворимой гуанилат циклазы, которая ускоряет выработку циклического ГМФ ¹⁾. Рост уровня цГМФ вызывает активацию протеинкиназы G (PKG), которая в свою очередь фосфорилирует фосфатазы легких цепей миозина (MLC) (таким образом, активируя их). В свою очередь, активированная MLC фосфатаза дефосфорилирует MLC, что приводит к расслаблению гладкомышечных клеток и, таким образом, расслаблению сосудов. Оксид азота передает сигнал посредством стимулирования своего рецептора, рецептора растворимой гуанилил циклазы и повышения клеточного уровня сигнальной молекулы под названием циклический гуанидин монофосфат (цГМФ). Дополнительные участники регуляции сосудистого тонуса включают семейство фосфодиэстераз (ФДЭ 1 – 11), которые ускоряют гидролиз цГМФ в 3’ конечный продукт ²⁾, эффективно останавливая обусловленное NO расслабление сосудов. В связи с ограниченной регуляцией выработки eNOS и NO, затруднительно модулировать расслабление сосудов за счет влияния на активность eNOS. В связи с физиологической значимостью ФДЭ в контролировании уровня цГМФ, они становятся популярной мишенью, когда дело касается расслабления сосудов и кровотока. Приемры включают препараты, такие как Виагра, Сиалис и Левитра, все из которых ингибируют ФДЭ-5, которая в особенности выражена в гладкомышечных клетках в пещеристом теле пениса. Поскольку ингибирование этих ферментов ведет к аккумулированию цГМФ, становится существенно возможным усиление расслабляющего сосуды действия NO. Фосфодиэстеразы представляют собой отрицательные регуляторы цГМФ и цАМФ (они гидролизируют данные молекулы). В то время как не все ферменты ФДЭ могут быть нацелены на вызванное цГМФ действие NO на гуанилат циклазу, небольшое их число обладает способностью контролировать передачу сигнала NO посредством разрушения ключевой сигнальной молекулы-посредника (цГМФ).

NO теоретически может распадаться в молекулу, известную как пероксинитрат (OONO-), которая представляет собой результат реакции NO с супероксид-анионами (O2-).³⁾ OONO- также действует в качестве реактивной сигнальной молекулы, хотя конечным результатом является образование некоторых структур, которые носят отрицательный характер для организма; OONO- может нитрозилироваться (передавать азотную группу) в отношении аминокислот с целью образования таких соединений, как 3-нитротирозин или S-нитрозоцистеин, образования карбонилов белков или нитрозилирования фосфолипидов, содержащих полиненасыщенные жирные кислоты (PUFA).⁴⁾ В этом смысле оксид азота может использоваться в качестве субстрата супероксидом с целью образования реактивных соединений, которые оказывают отрицательное влияние на состояние здоровья, несмотря на то, что NO сравнительно благоприятен для организма. Оксид азота может трансформироваться (посредством соединения с радикалами супероксида) в форму пероксинитрата, который затем может образовывать множество молекул, которые связываются с нездоровым состоянием и предположительно имеют отношение к патологиям.

NO, который синтезируется в организме и впоследствии высвобождается в кровь, имеет период полувыведения в 5 секунд или меньше, при этом в лабораторных условиях могут создаваться некоторые комплексы для увеличения периода полувыведения до 445 с или около того в целях исследования. Эти короткие периоды полувыведения свидетельствуют о быстром распаде молекулы оксида азота на составляющие (азот и кислород), при этом надлежащее хранение NO может увеличивать срок хранения, как было подтверждено, только до 5 дней,⁵⁾ при использовании майларовых баллонов, которые замедляют разрушение. В связи с низкой устойчивостью вне организма, оксид азота по существу никогда не используется в качестве добавки, скорее используются соединения, которые могут сохраняться в крови на протяжении времени, достаточного для непрерывной выработки нового NO. Оксид азота по существу неустойчив и имеет короткий период полувыведения; он оказывает полезное действие немедленно, но не имеет значения в качестве добавки и сам по себе. Добавка NO требует других соединений, которые оказывают влияние на внутреннюю систему выработки оксида азота.

Оксид азота имеет отношение к расслаблению гадких мышц сосудов, что представляет собой механизм, лежащий в основе кардиозащитного действия окиси азота (за счет снижения кровяного давления).

Оксид азота модулирует ионные каналы, врожденную возбудимость, обусловливает синаптическую пластичность и может проникать через клеточные мембраны. Нейрональная синтаза оксида азота (nNOS) способна образовывать димер с белком, известным как PSD95,⁶⁾ при этом данный комплекс является положительным регулятором депрессии, так как ингибирование взаимодействия nNOS-PSD95 обладает антидепрессивным действием. Данный комплекс активируется после активации NMDA-рецептора.⁷⁾

Некоторые добавки, нацеленные на выработку NO, всего лишь представляют собой источники азота, который фермент NOS может использовать для выработки NO. Аргинин представляет собой стандартный донор NO в добавке, при этом цитруллин является наиболее биологически усвояемой формой аргинина. Другие доноры NO включают S-нитрозоглутатион (образуется эндогенно) или два класса N-диазениумдиолаты либо S-нитрозотиолы, последние из которых содержат эндогенный S-нитрозоглутатион. Некоторые соединения всего лишь предоставляют ферменту азот для выработки оксида азота.

:Tags

Читать еще: Гранат , Золотой корень (шлемник байкальский) , Клофелин , Кемпферол , Цефазолин ,