Оксид азота что это такое как употреблять

Оксид азота I Для чего? I Полезные свойства

Фарида Сеидова

Врач и редактор / Опубликовано

Поделиться этой страницей

П риблизительно 30 лет назад ученые обнаружили природный газ, вырабатываемый в организме, который расслабляет гладкие мышцы в кровеносных сосудах, способствуя увеличению содержания кислорода в крови и усилению кровотока. С тех пор было опубликовано более 30000 научных работ, подтверждающих важную роль оксида азота в вазодилатации (расслаблении гладкой мускулатуры стенок кровеносных сосудов) и в клеточной коммуникации.

Что такое оксид азота?

Оксид азота (NO) представляет собой природный газ, вырабатываемый в организме под действием определенных ферментов, называемых синтазами оксида азота, которые разрушают аминокислоту аргинин. Оксид азота действует в качестве важной сигнальной молекулы в сосудистой системе, высвобождение в кровеносное русло которой способствует расширению кровеносных сосудов и увеличению их просвета, увеличению кровотока и доставки питательных веществ в мышечные клетки. Исходным материалом для выработки оксида азота в организме служит аргинин.

Полезные свойства

Оксид азота обладает рядом полезных свойств для организма: снижает пагубное воздействие стрессовых гормонов, повышает иммунитет, регулирует кислотно-щелочной баланс крови, обеспечивая клетки организма кислородом, ускоряет заживление ран. Ниже более подробно перечислены наиболее важные его свойства. Итак, оксид азота:

Вазодилатационный эффект оксида азота чрезвычайно важен для спортсменов, особенно для культуристов, потому что увеличение в крови количества питательных веществ и доставка большего количества кислорода к мышцам позволят дольше тренироваться, независимо от вида спорта.

Во время физической активности происходит возрастание сердечного выброса и перераспределение кровотока в мышечных волокнах. Когда вы тренируетесь, кислород в мышцах истощается. При недостатке кислорода организм начинает вырабатывать молочную кислоту, которая в конечном итоге приводит к мышечной усталости – до такой степени, что вы не можете больше продолжать тренировку. Оксид азота уменьшает количество молочной кислоты, вырабатываемой во время физических упражнений, и продлевает время до наступления истощения.

Улучшает результативность тренировок

Ускоряя доставку кислорода и питательных веществ в мышцы, оксид азота улучшает их реакцию на физические нагрузки и повышает спортивные результаты. Исследование, проведенное в 2010 году при Университете Небраски-Линкольна и опубликованное в Strength & Conditioning, изучало влияние добавок на основе аргинина на физическую работоспособность уставших людей. 1

Исследование показало, что у пациентов, принимавших аргинин, наблюдалось значительное повышение работоспособности, в то время как в группе, принимавшей плацебо, не отмечалось значительных изменений.

Известно также, что оксид азота ускоряет выделение из организма аммиака и способствует увеличению поглощения глюкозы клетками.

Улучшает восстановление после тренировок

Исследование китайских ученых, результаты которого были опубликованы в журнале Chinese Journal of Physiologyв 2009 году, показало, что прием L-аргинина приводит к увеличению в крови концентрации глюкозы и инсулина после тренировки. 2

Повышение уровня инсулина, в свою очередь, может помочь улучшить синтез мышечного белка а, следовательно, и улучшить восстановление после тренировок.

Может улучшать когнитивные функции

Результаты ряда исследований подтверждают, что оксид азота улучшает память и когнитивные функции мозга. Исследование, проведенное в 2011 году и опубликованное в Indian Journal of Medical Research, показало, что «оксид азота активирует вычислительную способность мозга». 3

Улучшает эректильную функцию

Оксид азота может улучшать эрекцию и бороться с эректильной дисфункцией. Это свойство препарата было подтверждено исследованием, проведенным в 1992 году доктором Бернеттом. Результаты выявили, что оксид азота играет решающую роль в эректильной функции, а добавка может помочь пациентам с эректильной дисфункцией). 4

Как увеличить выработку оксида азота

Для этого существует много естественных способов. Одним из них является выполнение физических упражнений. 5

Отличным способом увеличения содержания оксида азота является смех. Да, обычный смех! Исследование американских ученых, проведенное в 2009 году, показало, что смех высвобождает бета-эндорфины. Исследователи предположили, что «такие положительные эмоции приводят к прямому выбросу оксида азота и к связанным с его выработкой биологическим последствиям». 6

Еще один способ – это употребление в пищу продуктов с высоким содержанием нитратов, поскольку в кишечнике нитраты могут разлагаться, выделяя оксид азота. 7

Воздействие солнечного света также может способствовать увеличению выработки оксида азота. 8

Ну и наконец, если ваш организм не вырабатывает достаточное количество оксида азота, для удовлетворения его потребностей, вы можете воспользоваться добавками.

Добавки с оксидом азота

И все же, возможно, одним из наиболее важных для культуристов свойств добавок с аргинином, является его способность стимулировать выработку гормона роста. Научные исследования показывают, что уровень гормона роста повышается при пероральном приеме L-аргинина, сочетаемом с физической нагрузкой. В основном это связано со способностью аргинина подавлять секрецию соматостатина — гормона, который ингибирует гормон роста. Как известно, гормон роста ответственен за рост клеток и тканей: это делает его абсолютно необходимым для роста мышц.

Как видите, польза аргинина выходит далеко за рамки его способности стимулировать синтез NO. Как показали научные исследования, аргинин может непосредственно влиять на рост мышц. Цитруллин — еще одна аминокислота, которая, благодаря более высокой скорости всасывания по сравнению с аргинином, может успешно восстанавливать выработку оксида азота. Вы можете в ней нуждаться, если организм получает ограниченное количество этой аминокислоты.

Заключение

Теперь понятно, почему добавки с оксидом азота очень популярны среди спортсменов и культуристов — они способствуют вазодилатации и помогают организму доставлять необходимые питательные вещества в клетки мышц, улучшая таким образом спортивную результативность. Посетители тренажерных залов любят ощущать на себе эффект от пампинга, получаемый благодаря приему добавок с оксидом азота.

Аргинин и цитруллин – это два весьма полезных ингредиента, которые также включают в состав добавок. Они повышают выработку оксида азота, а иногда могут проявлять и другие полезные свойства, например, воздействовать напрямую на рост мышц. Вы можете выбирать для себя продукты с высокой степенью биодоступности, например, цитруллин малат или аргинин-альфа-кетоглютарат.

Статьи на нашем сайте представлены только в просветительских и информационных целях. Мы не рекомендуем использовать материалы статей в качестве медицинских рекомендаций. Если вы решили принимать биодобавки или внести основательные изменения в свой рацион, предварительно проконсультируйтесь со специалистом.

Переводчик, корректор и редактор: Фарида Сеидова

Источник

Оксид азота что это такое как употреблять

Введение. Оксид азота (II) – молекула года, а также вещество, за исследование физиологических и биохимических свойств которого была присуждена Нобелевская премия на исходе прошедшего тысячелетия

Цель работы – расширить базовые представления об оксиде азота, при этом объясняя возросший интерес к данной молекуле в лице мирового научного сообщества.

История изучения биологических свойств окиси азота отсчитывается с середины 20 века и продолжается по сей день. В этот продолжительный период было сделано много важных открытий в изучении механизмов различных жизненно важных процессов человеческого организма, которые протекают с непосредственным участием NO:

• 1955 г. – Роберт Форчготт обнаружил расслабляющее действие света на аорту кролика;

• 1965 г. – А.Ф. Ванин опубликовал в журнале «Биофизика» статью «Свободные радикалы нового типа в дрожжевых клетках»;

• 1970-е гг. – Ферид Мьюрэд экспериментально подтвердил влияние NO на активацию гуанилатциклазы;

• 1980 – 1991 гг. – Р. Форшготт и параллельно с ним Луис Игнарро публикуют серию статей про EDRF (Endothelium-Derived Relaxing Factor);

• 1998 г. – Р. Форчготт, Ф. Мьюрэд и Л. Игнарро стали лауреатами Нобелевской премии по физиологии или медицине за открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в сердечно-сосудистой системе.

Оксид азота (NO) – в нормальных условиях бесцветный газ, плохо растворимый в воде, однако хорошо растворимый в органических средах. Вследствие наличия в его электронной структуре неспаренного электрона относится к разряду радикалов (нитроксил-анион). Данный факт объясняет крайне непродолжительный срок существования молекулы в соответствующем состоянии.

Учитывая крайне высокую реакционную способность окиси азота, организму необходимо ее синтезировать и впоследствии хранить в нужных количествах на определенных этапах метаболизма.

Для синтеза эндогенного оксида азота в каждой клетке нашего организма предусмотрен ген, в результате активации которого происходит выработка фермента NO–синтазы. Данный фермент катализирует реакцию превращения аминокислоты L–аргинин в цитруллин с выделением молекулы NO.

Выделившись в результате описанной реакции, окись азота либо сразу же направляется на нужды организма, либо хранится до востребования последним в форме динитрозильного комплекса с железом (Fe+2). Подобные комплексы (сокращенно ДНКЖ) имеют важное биологическое значение: они не только стабилизируют никтроксил-анион, но и способствуют его транспорту от места образования до места действия.

Оксид азота – нейромедиатор.

Физико-химические свойства оксида азота (II) детерминируют его участие в механизме передачи импульсов по нервным волокнам. Нитроксил-анион – это универсальный трансмиттер химических синапсов.

Для большинства нейромедиаторов существует ряд ограничений: они передают импульс только в одном направлении (от пре- к постсинаптическому нейрону) посредством трансмембранных клеточных рецепторов соответственно всего двух нейроцитов, формирующих синапс. В то же время NO способен передавать сигнал не только в пределах лишь одного синапса, но и между целой группой близко расположенных нервных клеток, при этом осуществляя обмен информацией в обе стороны без участия рецепторов.

Такой вариант передачи возбуждения между клетками имеет определенный ряд преимуществ. Исключается необходимость существования в клетках механизмов специфического энзиматического расщепления (например нейромедиатор ацетилхолин расщепляется холинэстаразой), а также механизмов специфического обратного захвата для прекращения потерявшего актуальность сигнала (прошедшего синаптическую щель химического трансмиттера). Будучи высокореакционной частицей, молекула NO вступает в реакции с другими радикалами организменной среды, что в итоге приводит к неспецифическому прекращению его действия как медиатора.

Вазодилататорный эффект NO.

Endothelium-Derived Relaxing Factor (EDRF) – на русский язык дословно переводится как эндотелий-производный расслабляющий фактор, являющийся очередным эквивалентным названием оксида азота (II). Данная аббревиатура довольно четко и понятно описывает функциональное назначение NO в процессе вазодилатации (расширения) кровеносных сосудов нашего организма.

Ацетилхолин (АЦХ) – основной нейромедиатор парасимпатической нервной системы. При воздейтсвии АЦХ на сосуды из эндотелия последних высвобождается NO, который впоследствии стимулирует расслабление гладкомышечного слоя тех же сосудов.

Оксид азота очень важен для нормального функционирования человеческого организма. Многие его условно патологические состояния невозможно разрешить без участия NO. При физической нагрузке организму требуется большее количество кислорода, что в случае недостаточного усвоения может привести к гипоксии. Чтобы избежать длительного кислородного голодания активируется процесс бронходилатации (увеличение просвета воздухоносных путей в легких), вследствие чего усиливается газообмен между окружающей средой и организмом человека.

Естественное состояние при активном потреблении пищи и жидкости – увеличение объема желудка вследствие расслабления мышц его фундального отдела. Данный эффект также достигается при непосредственном участии NO.

Нитроглицерин – широко известный своим лекарственным действием нитроэфир. Стенокардия (возникает из-за недостаточного кислородного снабжения сердечной мышцы), кишечная колика (спазм гладкой мускулатуры кишечника), повышенный тонус матки и прочие патологические состояния нашего организма могут быть устранены применением данного вещества. Дело все в том, что при разрушении данной молекулы возможно образование окиси азота хорошо известной своим вазодилататорный эффектом и, как следствие, спазмолитическим действием на ткани организма. Поэтому при острых состояниях, сопровождающих многие заболевания внутренних органов человека, вполне может быть применен препарат, содержащий нитроглицерин, для устранения подобной болезненной симптоматики.

Участие в иммунном ответе.

Оксид азота (II) является условным цитотоксическим фактором, который вырабатывается макрофагами и некоторыми другими клетками иммунной системы с целью оказания повреждающего эффекта на клетки бактерий, грибов, простейших, а также на различные злокачественные образования макроорганизма хозяина. В основе данного процесса лежит реакция взаимодействия NO с супероксидом (O2−). В результате образуется высокотоксичный окислитель пероксинитрит (ONOO−), который уже непосредственно взаимодействует со структурными (белки) и генетическими (ДНК) компонентами инфекционных агентов, тем самым нейтрализуя их патогенный потенциал.

Самыми известными для широкой общественности антимикробными препаратами (АМП) являются препараты из группы нитроимидазолов (метронидазол и другие). Принцип действия препарата метронидазола следующий: в процессе метаболизма соответствующего соединения в клетке анаэробных микробов образуется нитроксил-анион (NO), оказывающий описанный ранее повреждающий эффект. В случае же более поздних эволюционных представителей (аэробов) подобной картины при приеме нитроимидазолов не наблюдается, поскольку образующийся в них NO сразу же окисляется с образованием относительно безвредных нитратов.

Стоит так же отметить, что при резком увеличении концентрации оксида азота (II) в результате различных иммунных реакций или при активно развивающихся инфекционных болезнях (сепсис, пневмония и др.) возможна следующая клиническая картина: в результате чрезмерной вазодилатации наблюдается резкое падение АД, что чревато коллапсом и гипоксией жизненно важных органов – печени, мозга, сердца и т.д. Таким образом излишняя продукция NO может оказывать отрицательное воздействие как на региональный воспалительный процесс (наблюдается чрезмерная интенсивность воспаления), так и на весь организм в целом.

Источник

Оксид азота

Считаю необходимым периодически рассматривать некоторые рабочие или не рабочие, по моему мнению, спортивные добавки. Маркетинг – штука тонкая и может заставить неосведомлённых людей купить даже муку в красивой банке за баснословные деньги. Сегодня мы разберёмся с оксидом азота. Поехали, друзья!

Привет, друзья! Оксид азота – довольно интересное вещество. Это газ, который образуется в нашем организме и участвует во множестве, очень важных для качка, физиологических процессов. Сейчас особенно распространена реклама в спортивной индустрии, где огромные накачанные атлеты глотают черпаки предтренировочных комплексов из чёрных, красных и других пластиковых банок, при этом уверяя, что это даст людям невероятную мышечную массу. Что же, нужно разобраться, так ли это.

Что такое оксид азота (NO)?

Как я упоминал выше, оксид азота – это газ, который расширяет сосуды артериального русла и регулирует артериальное давление.

Из-за расширения сосудов усиливается приток крови к мышцам, а это облегчает поступление и усвоение питательных веществ, а так же способствует синтезу белка после тренировки.

Как образуется NO в нашем организме?

Оксид азота образуется благодаря донаторам (от англ. «даритель») азота, в число которых входит условно незаменимая аминокислота – АРГИНИН. Практически все остальные донаторы азота содержат в себе аргинин.

Всё проще, чем кажется. Аргинин доставляет азот (N) в систему ферментов (энзимов), а они, в свою очередь, производят оксид азота (NO).

Как оксид азота влияет на рост мышц?

На рост мышц он влияет напрямую. При недостаточном количестве аргинина (донатора азота) будет наблюдаться низкая активность ферментов (энзимов). Это приведёт к повышению артериального давления, которое снизит синтез белка! Т.е. по сути NO является АНАБОЛИЧЕСКИМ ФАКТОРОМ РОСТА МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ.

Скажу ещё пару слов по этому поводу. Как мы все знаем анаболические гормоны (тестостерон, соматотропин, инсулин и др.) играют ключевую роль в наборе мышечной массы. Так же есть такая штука, как инсулиноподобный фактор роста (IGF-1) – это основной посредник действия гормона роста (соматотропина).

Фишка в том, что было установлено, что хоть силовые тренировки и способствуют выработке IGF-1, но без должного количества оксида азота эффект от гормона роста минимален!

Я вас там не запутал? Ок. Давайте объясню ещё раз, для сутулых.

МАЛО АРГИНИНА —> Низкая активность ферментов —> Повышается артериальное давление —> СИНТЕЗ БЕЛКА СНИЖАЕТСЯ (а соответственно и мышечный рост)

МАЛО ОКСИДА АЗОТА —> IGF-1 почти не вырабатывается —> ГОРМОН РОСТА ПЛОХО РАБОТАЕТ (без IGF-1)

Как видите, всё не так сложно.

ВНИМАНИЕ: Замечено, что чем больше вы тренируете ваши мышцы, тем больше они производят оксида азота (NO). Больше бездельничаете, меньше NO в ваших мышцах.

Причины снижения уровня NO (оксида азота)

Думаю, что теперь понятно, что для хорошего роста мышечной массы нужна достаточная для роста концентрация NO. А что влияет на понижение уровня оксида азота в организме?

На самом деле причин гораздо больше! Но я, на мой взгляд, перечислил основные. Вот почему я советую тренироваться «натуралу» (тренирующемуся без фарм. поддержки) не более 45-60 минут, об этом я писал здесь. Для того, чтобы снизить уровень кортизола, который препятствует выработке NO.

Повышение уровня NO

Ок, а как повысить концентрацию NO? Тут всё очевидно, НУЖНЫ ДОНАТОРЫ АЗОТА. И сразу же на ум приходит АРГИНИН, ведь в большинстве донаторов встречается именно он.

Так же считается, что аргинин способствует увеличению мышечной массы и сокращению жировых отложений при оптимальной нагрузке.

Т.е. всё вроде бы понятно. Хочешь увеличить концентрацию оксида азота – кушай аргинин! Не торопитесь, друзья. Тут как раз мы с вами наблюдаем маркетинг во всей своей красе.

Почему аргинин?

Ребят, дело в том, что в Соединённых штатах учёные искали вещество, которое отвечает за поддержание работы кровеносных сосудов и кровеносной системы человека.

Через какое-то время они нашли это вещество и поскольку решили, что это обычная молекула белка назвали его EDRF (фактор расслабляющий эндотелий). Но через небольшой промежуток времени они были очень удивлены, что найденная молекула оказалась ОЧЕНЬ ХИМИЧЕСКИ-АКТИВНЫМ ГАЗОМ или донатором азота.

В течение 10 лет было опубликовано более 60000 статей на эту тему, а учёные, сделавшие это открытие были удостоены Нобелевской премии в 1998 г. Как вы поняли, эта молекула оказалась аргинином.

Позже, это открытие помогло многим больным гипертонией (т.к. аргинин расслабляет сосуды), а так же тем, кто имел проблемы с желудочно-кишечным трактом в качестве вещества, которое стимулирует (поддерживает) иммунитет.

Но медицина медициной друзья. Что насчёт бодибилдинга? Несколько исследований показали, что аргинин вызывает КРАТКОВРЕМЕННОЕ расширение сосудов! Т.е. аргинин даже если и увеличивает выработку оксида азота, то на небольшой промежуток времени! Поэтому его польза в бодибилдинге весьма сомнительна.

Дак что же донаторы азота, увеличивающие содержание NO в крови – это всё один глобальный обман? Не спешите с выводами, друзья. Просто нужны БОЛЕЕ МОЩНЫЕ ДОНАТОРЫ АЗОТА!

Мощные донаторы азота

Нужно сказать, что на данный момент во всех спортивных добавках и на всех цветастых баночках спортивного питания, где вы найдёте заветные буквы «NO» используются малоэффективные компоненты.

Решение нужно искать в медицине, где давно уже используются препараты, которые по сравнению с аргинином гораздо сильнее способствуют выработке оксида азота в крови.

Эти препараты относятся к классу НИТРАТЫ и самые известные из них:

Изосорбид или, если быть точным, ИЗОСОРБИДА ДИНИТРАТ имеет более длительный период действия, однако дозировка должна быть снижена как минимум в 1,5-2 раза из-за того, что при употреблении рекомендованной терапевтической дозировки могут быть побочные эффекты: учащённое сердцебиение, головная боль, артериальная гипотензия (снижение артериального давления), пульсация сосудов и т.д. Правда переживать не стоит. Все эти побочные эффекты связаны с увеличением концентрации оксида азота в крови, поэтому стоит просто уменьшить дозировку.

Практика применения

Думаю, что многих заинтересует именно практическая сторона вопроса. Как закидывать? Сколько шарашить? И другие важные вопросы.

Ощущения от применения

Так же есть и такие моменты, которые часто заявлены производителями, но я ИХ НЕ ОЩУТИЛ:

Так же есть те, кому эту добавку я бы НЕ СОВЕТОВАЛ применять вообще:

Что использовал

Мне удалось попробовать несколько довольно не плохих предтренировочных комплексов, способствующих выработке NO.

Выводы

В статье было много информации, а так же не очень простых терминов, поэтому вместо того, чтобы размазывать сопли по подушке, я думаю, что стоит подытожить всё вышесказанное:

Надо понимать, что добавки повышающие уровень оксида азота в крови не панацея накачки мышечной массы. И если стоит выбор между покупкой банки предтреника, который по словам производителя просто переполнит вас NO или обычной пищи на неделю, то я бы лучше прикупил творожка, орехов, рыбы, мяса, гречки, сыра, молока, кефира и т.д. Так как они так же являются донаторами азота. Как всегда, правда, где-то посередине.

На сегодня у меня всё, друзья.

С уважением и наилучшими пожеланиями, Никита Волков!

Источник

Оксид азота что это такое как употреблять

В свободном состоянии монооксид азота (NO) – это бесцветный газ без запаха, обладающий высокой реакционной способностью. Его молекулярная масса составляет 30,01 г/моль, растворимость в воде – 74 см3/дм3, показатель преломления – 1,0002697, температура плавления – 163,6 °С, температура кипения – 151,7 °С [5].

Основным природным источником NO являются электрические разряды молний в грозу. При сгорании топлива примерно 90% оксидов азота превращается в NO, а оставшиеся 10% – в диоксид азота [20]. В ходе химических реакций значительная часть монооксида азота превращается в N2O. Это бесцветный газ со сладковатым вкусом, большие количества которого приводят к притуплению болевой чувствительности и потере сознания, благодаря чему в смеси с кислородом (80% N2О+20% О2) он иногда применяется для наркоза.

Профессор доктор биологических наук А.Ф. Ванин в 1965 году обнаружил в биологических объектах с помощью электронного парамагнитного резонанса радикалы неизвестной природы, показав их гипотензивное действие. В 1985 г. он получил данные, что открытые радикалы имеют отношение к окиси азота [16].

В 1980 году фармаколог из Университета штата Нью-Йорк Р. Фарчготт в эксперименте показал, что ацетилхолин расширяет кровеносные сосуды в тех случаях, когда стенка сосудов не повреждена. Р. Фарчготт пришел к выводу, что неповрежденные эндотелиальные клетки продуцируют сигнал, расслабляющий гладкую мускулатуру сосудов. Этот сигнал молекулы был назван EDRF (эндотелиум-получательно-распределяющий фактор).

Независимо от Р. Фарчготта в поисках неизвестной сигнальной молекулы принимал участие доктор Л. Игнарро из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. В 1986 году Л. Игнарро заключил, что EDRF идентичен окиси азота.

В 1977 году врач-фармаколог Ф. Мюрад из Медицинской школы Техасского университета в Хьюстоне установил, что нитроглицерин и другие родственные сосудорасширяющие вещества освобождают окись азота, которая расширяет гладкую мускулатуру клеток.

В июле 1986 года Р. Фарчготт и Л. Игнарро получили аналогичные данные. Это вызвало лавину исследований в различных лабораториях во всем мире. 10 декабря 1998 г. в Стокгольме (Швеция) трем ученым из США: Р. Ферчготту, Л. Игнарро и Ф. Мюраду, была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в сердечно-сосудистой системе [12].

Синтез монооксида азота в организме

2L-аргинин + 3НАДФН + 4O2 + 3H+ → 2L-цитруллин + 2NO + 3НАДФ+ + 4H2O

В зависимости от структуры и локализации различают следующие изоформы NO-синтаз (NOS): эндотелиальные (eNOS), нейрональные (nNOS) и макрофагальные (mNOS). Активность nNOS имеет максимальное значение около 300 нмоль/мг/мин, mNOS – до 1000 нмоль/мг/мин, eNOS – около 15 нмоль/мг/мин. Молекула nNOS (161 kDa) состоит из 1434 аминокислотных остатков, mNOS (131 kDa) – 1153, eNOS (133 kDa) –1203. nNOS и mNOS содержатся, главным образом, в цитоплазме клетки, eNOS связана с клеточными мембранами [9; 22; 23]. В активный центр NOS входит железопорфириновый комплекс, содержащий цистеин или метионин. В синтез монооксида азота посредством NO-синтаз включаются шесть кофакторов: никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ-Н), флавинадениндинуклеотид (ФАД), флавинмононуклеотид (ФМН), тетрагидробиоптерин, гем и кальмодулин.

Изоформы NOS отличаются по механизму действия и биологическому значению для организма. Поэтому их подразделяют на конститутивную (cNOS) и индуцибельную (iNOS). Нейрональная NOS является только конститутивной, mNOS –индуцибельной формой, eNOS в 80% является конститутивной и в 20% – индуцибельной ферментативной формой (табл. 1).

Активность cNOS зависит от концентрации Са2+ и кальмодулина. Механизм действия eNOS и nNOS имеет сходный характер. Под влиянием вазодилятаторных агентов (ацетилхолина, аденозина, 5-оксиптриптамина, глутамата, брадикинина, гистамина и других) в цитозоле эндотелиальных клеток возрастает уровень Са2+, который соединяется с кальмодулином. Комплекс Ca-кальмодулин выступает как кофактор, активирующий NOS. Под влиянием ингредиентной NOS образуются малые количества NO, который осуществляет местную регуляцию. Он диффундирует к прилегающим гладким мышцам, вызывая последовательную активацию гуанилатциклазы, протеинкиназы G, протеинфосфатазы. В результате дефосфорилируется одна из субъединиц К+ мембранного канала, приводя к усилению калиевой проводимости через плазматическую мембрану миоцитов. Вследствие конформационных изменений, вызванных гиперполяризацией мембраны, снижается проницаемость кальциевых каналов и падает уровень свободного Са2 + в клетках. Это вызывает расслабление миофибрилл и является причиной снижения тонуса кровеносных сосудов [ 13; 22; 24; 26; 32].

Сравнительная характеристика NOS [1]

Нейроны, эпителиоциты, эндотелиоциты, миоциты скелетных мышц и сосудов, нейтрофилы, тромбоциты, f3-клетки поджелудочной железы

Макрофаги, нейтрофилы, эпителиоциты, кардиомиоциты, глиальные клетки, миоциты сосудов, эндотелиоциты, нейроны

Эндотелиоциты, кардиомиоциты, тромбоциты, нейроны

Основные регуляторные механизмы

Цитоплазма, эндоплазматический ретикулум, сарколемма

Фагосомы, пероксисомы, мембрана, ядро клетки, митохондрии

Аппарат Гольджи, мембрана клетки в области маленьких инвагинаций, которые содержат трансмембранный кавеолин, ядро клетки, митохондрии

Активация сNOS наблюдается при гипоксических состояниях организма, при вазоконстрикции сосудов, под влиянием фактора активации тромбоцитов (ФАТ) через ФАТ-рецепторы на клетках эндотелия [2; 6; 12]. Монооксид азота, продуцируемый под влиянием nNOS и eNOS, при некоторых формах патологии, наряду с регуляторным, оказывает и протективное действие [10; 11; 21].

iNOS появляется в клетках (макрофагах, нейтрофилах, кератиноцитах, фибробластах, хондроцитах, остеокластах) только после индукции их бактериальными эндотоксинами и некоторыми медиаторами воспаления (гамма-интерфероном, ИЛ-1, ИЛ-2, фактором некроза опухоли), активными формами кислорода, а также гормонами, которые воздействуют на синтез циклического аденозинмонофосфата (адреналин, глюкагон). iNOS участвует в реакциях неспецифического иммунитета [12; 15; 18; 20-23; 26].

Физиологическая роль и механизмы действия NO

Все многообразие физиологических эффектов NO можно разделить на 3 типа:

• повреждающее действие [17; 19].

Центральная и периферическая нервная система. Наиболее хорошо изучена роль NO в нервной системе, где окись азота активирует процесс выброса нейромедиаторов из нервных окончаний во время синаптической передачи. Более того, молекула NO сама может играть роль нейромедиатора [4; 12; 20; 21; 22; 26].

nNOS регулирует рост и дифференцировку клеток ЦНС и, предположительно, их восстановление после локальных ишемических повреждений головного мозга [11; 12; 17]. В ишемизированном участке мозга глутаматергические нейроны вместо физиологической порции нейротрансмиттера выделяют поток глутамата, который обрушивается на NO-синтезирующие нейроны, – происходит так называемый глутаматный каскад. В результате повышается поступление Ca2+ в клетку и, как следствие, возрастает синтез и выделение из нейрона NO [23]. Ингибиторы синтеза оксида азота (нитроаргинин, гемоглобин) защищают нейроны, снижая их гибель на 73% [4; 7; 26].

NO участвует в процессах долговременной синаптической потенциации, связанной с образованием памяти. Таким образом, в мыслительной деятельности окись азота является и непосредственным участником, и косвенным регулятором [11; 15; 23].

Сердечно-сосудистая система. NO поддерживает вазодилатацию, регулирует кровоток и контролирует базальное артериальное давление [7; 12; 16]. Окисленные липопротеины низкой плотности (ЛПНП) подавляют синтез оксида азота в тромбоцитах, стимулируют их агрегацию, образование тромбоксана А2 и серотонина, способствуя дисфункции эндотелия и нарушению структуры сосудов, ведущих к развитию атеросклероза [11; 12].

В случае инфаркта миокарда оксид азота стимулирует ангиогенез [12]. NO способствует синтезу эндотелиального фактора роста, тормозит пролиферацию и миграцию гладкомышечных клеток [11], гипертрофию сосудов [1], подавляет синтез внеклеточного матрикса, поддерживая всем этим нормальную структуру сосудистой стенки.

В различных отделах почки представлены все три изоформы NOS. Оксид азота активно участвует в её физиологических процессах: регулирует почечную гемодинамику, гломерулярную фильтрацию, ингибирует транспорт Na+ и увеличивает его экскрецию.

NO играет важную роль в регуляции функций легких и в патофизиологии заболеваний системы дыхания. Активные радикалы азота увеличивают продукцию муцина и эпителиальной слизи, ускоряют движения ресничек реснитчатого эпителия, индуцируют активность апикальных анионных и базолатеральных калиевых каналов эпителиоцитов, способствуя механической элиминации инфекционных агентов.

При цилиарной дискинезии, муковисцидозе, дефиците α1-антитрипсина, легочной артериальной гипертензии наблюдается снижение содержания NO в выдыхаемом воздухе [1].

Иммунонейроэндокринная система. Установлена важная роль оксида азота в регуляции иммунонейроэндокринной системы [8; 9; 15]. Запуск стресс-реакции происходит за счет активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем [27]. Торможение активности nNOS способствует увеличению концентрации вазопрессина и окситоцина [29]. NO ингибирует активацию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, вызываемую вазопрессином, обладая стресслимитирующим действием [9; 13; 15; 29].

Аксоны NO-ергических нейронов надпочечников контактируют с хромаффинными клетками, продуцирующими катехоламины. Выделение оксида азота происходит одновременно с норадреналином. В небольших концентрациях NO угнетает высвобождение катехоламинов из надпочечников и симпатических нервных окончаний, приводя к ограничению стресс-реакции [28].

Оксид азота выполняет функцию медиатора воспаления. Каждая фаза асептического воспаления ассоциирована с определенными изоформами NOS. На ранней фазе воспалительной реакции под действием медиаторов (гистамина, брадикинина, простагландинов и лейкотриенов) [30] происходит стимуляция продукции оксида азота с помощью nNOS. Параллельно усиливается активность еNOS. В клетках сосудистого эндотелия NO активирует растворимую гуанилатциклазу, что приводит к усиленному образованию цГМФ, который вызывает релаксацию гладкомышечных клеток сосудов, увеличивая сосудистую проницаемость [17]. сNOS и iNOS имеют отношение к продукции оксида азота в ранней фазе воспаления.

В развитие поздней фазы воспаления вносит вклад только оксид азота, продуцируемый с помощью iNOS, локализованной в лейкоцитах. На этой стадии воспалительного процесса NO стимулирует синтез и высвобождение провоспалительных цитокинов – ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-6, лейкотриенов, хемокинов, которые, в свою очередь, стимулируют миграцию лейкоцитов в очаг воспаления. NOS контролирует биосинтез ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-11 и ИЛ-13, которые относятся к противовоспалительным цитокинам [17; 30].

Действие высоких и низких концентраций оксида азота

Действие оксида азота опосредовано его концентрацией (рисунок). Малые физиологические концентрации NO (

Источник