CC BY
420
45. Puig, J.G. Uric acid as a cardiovascular risk factor in arterial hypertension / J.G. Puig, L.M. Ruillope // J. Hypertens. —
1999. — № 17. — P.869—872.
46. Rajagopalan, S. Angiotensin II — mediated hypertension in the rat increases vascular superoxide production via memrane NADH/NADPH oxidase activation: contribution to alterations of vasomotor tone / S. Rajagopalan, S. Kurz, T. Munzel [et al.] // J. Clin. Invest. — 1996. — Vol. 97. — P.1916—1923.
47. Rao, G.N. Active oxygen species stimulate vascular smooth muscle cell growth and proto-oncogene expression / G.N. Rao,
B.C. Berk // Circulat. Res. — 1992. — Vol. 70. — P.593—599.
48. Robertson, J.I.S. Cardiac failure, the kidney, renin and atrial peptides / J.I.S. Robertson, A.M. Richards // Europ. Heart. J. — 1988. — № 9. — P. 11—14.
49. Romero, J.C. Role of angiotensin and oxidative stress in essential hypertension / J.C. Romero, J.F. Reckelhoff // Hypertension. — 1999. — Vol. 34. — P.943—949.
50. Sealey, J.E. Evidence for cardiovascular effect of prorenin / J.E. Sealey // J. Human Hypertens. — 1995. — № 9. — P.381—384.
51. Singh, R.B. Effect of hydrosoluble coenzyme Q10 on blood pressure and insulin resistance in hypertensive patients with coronary artery disease / R.B. Singh, M.A. Niaz, S.S. Rastogi [et al.] // J. Hum. Hypertens. — 1999. — № 13. — P.203—208.
52. Soloviev, A.I. Evidence for the involvement of protein kinase C in depression of endothelium — dependent vascular responses in spontaneously hypertensive rats / A.I. Soloviev, A.V. Parshikov,
A.V. Stefanov // Vasc. Res. — 1998. — Vol. 35. — P.325—331.
53. Sundaresan, M. Requirement for generation of H2O2 for PDGF signal transduction / M. Sundaresan, Z.X. Yu, V.I. Ferrans [et al.] // Science. — 1995. — Vol. 270. — P.296—299.
54. Tolins, J.P Role of endothelium — derived relaxing factor in hemodynamic response to acetylcholine in vivo / J.P. Tolins,
R. Raij // In: Nitric oxide from L-arginin: a bioregulatory system. Royal Society (London). — 1989. — № 13.
55. Touyz, R.M. Oxidative stress and vascular damage in hypertension / R.M. Touyz // Curr. Hypertens. Rep. — 2000. — № 2. — P.98—105.
56. Touyz, R.M. Ang II-stimulated superoxide production is mediated via phospholipase D in himan vascular smooth muscle cell / R.M. Touyz, E.L. Schiffrin // Hypertension. — 1999. — Vol. 34. — P.976—982.
57. Wagner, G. Control of the renal rennin system by local factors / G. Wagner, B.L. Jensen, B.K. Kramer [et al.] // Kidney Int. — 1998. — Vol. 54, № 67. — P.78—83.
58. Wang, X. Expression of endothelin-1, endothelin-3, endothelin-converting enzyme-1, and endothelin-A and endothelin-B receptor mRNA after angioplasty — induced neoinyimal formation in the rat / X. Wang, S. Douglas, C. Louden [et al.] // Circulat. Res. — 1996. — Vol. 78. — P.322—328.
59. Wattanpitayakul, S.K. Endothelial dysfunction and peroxynitrite formation are early events in angiotensin — induced cardiovascular disorders / S.K. Wattanpitayakul, D.M. Weinstein,
B.J. Holycross, J.A. Bauer // FASEB J. — 2000. — № 14 (2). — P.271—278.
60. Wei, E.P. Superoxide generation and reversal of acetylcholin-induced cerebral dilatation after acute hypertension / E.P. Wei,
H.A. Kontos, C.W. Christman // Circulat. Res. — 1985. — Vol. 57. — P.781—787.
61. Zafari, A.M. Role of NADH/NADPH oxidase-derived H2O2 in angiotensin II-induced vascular hypertrophy / F.M. Zafari, M. Ushio-Fukai [et al.] // Hypertension. — 1998. — Vol. 32. — P.488—495.
62. Zatz, R. Chronic nitric oxide inhibition model six years on / R. Zatz, C. Baylis // Hypertension. — 1998. — ^l. 32. — P.958—964.
© Р.Г.Сайфутдинов, 2009 УДК 546.172.6-31:616.1/.4
РОЛЬ ОКСИДА АЗОТА ПРИ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ (обзор литературы)
Рафик Галимзянович Сайфутдинов
ГОУ ДПО «Казанская государственная медицинская академия Росздрава», кафедра терапии № 1
Ключевые слова: оксид азота, заболевания внутренних органов.
THE ROLE OF NITRIC OXIDE IN PATHOLOGY OF INTERNAL DISEASES (literature review)
R.G.Saifoutdinov
Kazan State Medical Academy, Department of Therapy № 1
Key words: nitric oxide, pathology of internal organs.
Более 100 лет прошло после синтеза нитроглицерина и применения его в клинике. Однако метаболизм и механизм действия этого препарата в организме человека до конца не раскрыт. Считается, что эффект нитроглицерина обусловлен оксидом азота (NO), относящимся к двухатомным нейтральным молекулам. Малые размеры и отсутствие заряда обеспечивают ему высокую проницаемость через мембраны клеток и субклеточных структур. При температуре 37°С коэффициент диффузии для NO приблизительно в 1,4 раза выше, чем для кислорода.
Эндотелий стенки сосуда при участии фермента NO-синтазы из L-аргинина продуцирует эндогенный фактор расслабления, проявляющий свойства NO [23, 38]. В на-
стоящее время известно, что ЫО-оинтаза представляет собой группу ферментов (КФ 1.14.13.39) (табл. 1).
Ген I типа ЫО-синтазы человека занимает регион 12q24.2-12q24.31 в хромосоме 12, ген II типа — 17д11 в хромосоме 17, а ген III типа — 7q35-7q36 в хромосоме 7 [16].
Синтазы оксида азота обладают различными функциями и активируются или ингибируются в зависимости от природы агентов, действующих на клетки (табл. 2).
ЫО-синтаза I типа (нейроны, конститутивная) наиболее активна в нейронах мозжечка и в астроглии. Она представляет собой гомодимер, состоящий из двух одинаковых субъединиц с молекулярной массой в 160 кДа. Характеризуется обратимым связыванием
Клетки, содержащие NO-синтазу
Тип I Тип II Тип III
Нейроны Макрофаги Эндотелий
Эпителий бронхов Мышечные клетки сердца человека
Эпителий желудка Гладкомышечные элементы сосудов
Скелетные мышцы человека Гепатоциты (кальмодулинзависимая)
Фоторецепторы Эпителий кишечника
Мегакариоциты, кератиноциты
Т а б л и ц а 2
Регуляция активности NO-синтаз
Регуляция Тип I(нейроны) Тип II (макрофаги) Тип III (эндотелий)
Экспрессия: постоянная Да Нет Да
повышается При воспалении №N-7, ЬРБ 1Ь-1,2 Shear stress
снижается Ш№у, ЬРБ Глюкокортикоиды TNF-a
мутация Делеции ? ?
Посттрансляционные модификации: димеризации Да Да (кофакторзависима) ?
фосфорилирование Да ? Да
миристилирование Нет Нет Да
связывание с кальмодулином Обратимое (Са2+) Необратимое Обратимое (Са2+)
Регуляция активности: при повышении Са2+ Существенно Нет эффекта Существенно
МеАгд Ингибирует Ингибирует Ингибирует
аутоингибирование (ЫО) Нет/да Нет ?
внутриклеточное pH ? ? Модулируется
Примечание. !РЫ-у, ЬРЭ — липополисахарид; И — интерлейкин; ТЭР-р — трансформирующий р-фактор роста; ТЫР-а — фактор некроза опухолей; МеАгд — метил-1_-аргинин.
с кальмодулином. Более 50% ее аминокислотной последовательности идентично редуктазе цитохрома Р450. Регуляция этого фермента осуществляется при участии ионов Са2+.
ЫО-синтаза II типа (макрофаги, индуцибельная) представляет собой гомодимер с молекулярной массой 130 кДа. Находится преимущественно в растворимой форме. В противоположность конститутивным ферментам она менее зависима от ионов Са2+ или кальмоду-лина. В норме концентрация ЫО-синтазы II типа очень низка, однако ряд агентов индуцируют ее образование в высоких концентрациях (табл. 3). Поскольку она не нуждается в Са2+, то фермент может поддерживать высокую активность в течение нескольких дней.
Т а б л и ц а 3 Агенты, влияющие на экспрессию индуцибельной МО-синтазы [27, 46]
Примечание. IL-1 в — интерлейкин 1 в; TGF — трансформирующий p-фактор роста; PDGF — ростовой фактор тромбоцитов; IFN-y — интерферон у; FGF — ростовой фактор фибробластов; IGF — инсулинподобный фактор роста; LPS-бактериальный липополисахарид; EGF — эпидермальный ростковый фактор; HGF — фактор роста гепатоцитов; SNAP — S-нитрозо-N-ацетил-DL-пеницилламин.
ЫО-синтаза III типа (эндотелий клеток, конститутивная) с молекулярной массой 133 кДа. Она так же, как и ЫО-синтаза I типа, характеризуется обратимым связыванием с кальмодулином и активность ее зависит от внутриклеточной концентрации ионов Са2+. Основные различия ЫО-синтазы III типа от ЫО-синтазы I типа — на Ы-конце белковой молекулы. Она может находиться как в растворимой, так и в мембранно-связанной форме.
СООН — терминальные концы всех ЫО-синтаз содержат локусы для связывания ЫАОРН, РАО и РМЫ, идентичные для ЫАОРН-цитохром Р450-редуктазы. Регуляторный домен включает кальмодулин-связывающий участок [46].
Механизм образования NO при участии
NO-синтаз
Точные данные о механизме образования ЫО из 1_-аргинина до сих пор отсутствуют. Предложена схема образования ЫО, №-гидрокси-1_-аргинина, цитруллина и МО271\Ю3' в ходе ЫО-синтазной реакции. При этом, кроме 1_-аргинина, требуются восстановленный ЫАОРН и тетрагидробиоптерин (ВН4), ФАД и ФМН. Ингибиторами ЫО-синтаз являются амино-, нитро- и метильные производные 1_-аргинина [47]. При очень низкой концентрации ВН4 (<<10'9М) продуцируется О2~ 10'6 до 10'9М-ОМОО' (пероксинитрит), а при очень высокой концентрации (>>10'6М) — ЫО [6].
Следует также особо отметить, что молекулярный кислород используется как для образования ЫО, так и 1_-цитруллина. Таким образом, имеющиеся в настоящее время данные позволяют сделать вывод, что N0-синтазный механизм образования NO — это синтез N€1 в присутствии кислорода. При дефиците последнего (например, при гипоксии/ишемии) роль ЫО-синтазного механизма может снижаться.
Индукторы Активаторы Ингибиторы
IL-1p cAMP TGFe
TNF-a EGF PDGF
IFN-y Basic FGF IGF
LPS Плазмин Тромбин
Дексаметазон, гидрокортизон
SNAP
HGF
Белок р53
I и III типы ЫО-синтазы экспрессируются постоянно и их активность регулируется концентрациями Са2+. Они в основном генерируют ЫО. Образовавшийся ЫО за несколько секунд может окисляться в нитрит и нитрат (ЫО2, ЫО3') [22]. При снижении концентрации 1_-аргинина I тип (но не II тип) легко переходит к образованию О2'- вместо оксида азота [6].
Каким образом происходит восстановление нитратов и нитритов до оксида азота в организме человека? Однозначного ответа на этот вопрос пока нет. Известно, что через 1 ч после поступления нитритов в дозе 5 мг/100 г массы тела образуется около 60% МеШЬ от общего содержания НЬ в крови животных. При этом около 10—15% составляют НЬ-ЫО-комплексы. Содержание НЬ в крови млекопитающих, как известно, в норме колеблется в пределах 110—160 г/л, что составляет около 2х10'3М. Поэтому 10—15% НЬ-ЫО-комплексов будут составлять 2—3х10'4М. Сравнивая стационарную концентрацию ЫО, образующейся при функционировании ЫО-синтаз (10—100 нмоль), становится понятным, что эта концентрация (10‘7—10'8М) на 3—4 порядка ниже той, которая может появляться в результате восстановления ЫО2‘ в ЫО в организме млекопитающих. Учитывая столь высокую нитритредуктазную активность в организме млекопитающих по сравнению с ЫО-синтазной активностью можно предположить о ее существенной роли в реакции образования оксида азота в организме человека.
Имеется следующее объяснение механизма восстановления ЫО2‘ в ЫО у животных. В опытах ¡п уйгв установлено, что после поступления в кровь ЫО2 быстро проникает через эритроцитарные мембраны, образуя высокий уровень метгемоглобина (10—45%). Одновременно с окислением НЬ наблюдается образование НЬ-ЫО-комплексов. Каким образом осуществляется превращение ЫО2 в ЫО? В отсутствие кислорода концентрация НЬ-ЫО-комплексов, образующихся в присутствии ЫО2‘ в течение первого часа, по крайней мере, на порядок выше концентрации этих же комплексов, образующихся в присутствии О2. При взаимодействии ЫО2 с дезоксиНЬ последний окисляется в МеШЬ, а ЫО2 восстанавливается в ЫО [17]:
НЬ2+ + ЫО - + 2Н+ ^ МеШЬ + ЫО + НО.
22
Взаимодействуя с восстановленным гемоглобином, ЫО образует стабильные НЬ-ЫО-комплексы:
2+ 2+
НЬ + ЫО ^ НЬ - ЫО.
Комплексы МеШЬ о ЫО нестабильны и поэтому легко распадаются:
МеШЬ-ЫО ^ МеШЬ + ЫО.
Образование О2'-, Н2О2 и других активных форм кислорода может явиться причиной окисления ЫО в ЫО2- и ЫО3-.
Переводить ЫО2‘ в ЫО может лишь восстановленный НЬ. Поэтому системы, участвующие в этом, играют важную роль в нитритредуктазной реакции. В настоящее время известны ферментативные системы восстановления МеШЬ (ЫАОН-, и ЫАОРН-зависимая MetHЬ-редуктазы) и неферментативные (аскорбиновая кислота и восстановленный глутатион). Наиболее мощная из них — ЫАОН-зависимая МеШЬ-редуктаза [10]. Показано, что метаболизм нитроглицерина [17] и нитропруссида натрия [41] с высвобождением ЫО в основном осуществляется в печени млекопитающих при участии цитохрома Р450.
ЫО может генерироваться в ишемическом сердце и прямым восстановлением нитрита в ЫО при понижении рН среды и высоком уровне восстановления. Указанный путь не блокируется ингибиторами ЫО-синтазы и он все более преобладает при прогрессировании ишемии с переходом ее в некроз. Этот ферментнезависимый механизм формирования ЫО повреждает миокард с потерей контрактильной функции и имеет важное значение в патогенезе гибели тканей [50].
Нитраты и нитриты в организме человека могут восстанавливаться микроорганизмами до оксида азота в ротовой полости, в желудочном содержимом и в кишечнике [19].
ЫО оказывает как аутокринное, так и паракринное действие, т.е. будучи синтезирован в каких-либо клетках, он способен влиять на метаболические процессы как в самих этих клетках, так и в расположенных по соседству. Это означает, что молекулы ЫО, несмотря на свою высокую химическую активность, способны транспортироваться на расстояния, превышающие в несколько раз клеточные размеры и дальше в виде стабильных переносчиков ЫО — динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ) с тиолсодержащими лигандами и Б-нитрозотиолов (КБ-ЫО) [2].
Распад КБ-ЫО катализируется железом и завершается высвобождением в раствор нейтральных молекул ЫО и накоплением в нем дисульфидов при физилоги-ческом рН:
Ре2+
2 КБ-ЫО ^ 2ЫО + 2КБ- 2ЫО + КББК.
КБ-
Таким образом, обладая нитритредуктазной и ЫО-связывающей способностью организм человека, по-видимому, с помощью НЬ может доставлять ЫО на большие расстояния независимо от места образования. Возможно оксид азота в организме может также транспортироваться в виде Б-нитрозотиолов и динитразиль-ных комплексов железа.
Эффекты оксида азота
Оксид азота в норме осуществляет регуляцию внутри- и межклеточных процессов, что представляет интерес для медиков самых различных специальностей.
Нервная система. В мозге ЫО выполняет не только функцию вторичного мессенджера в процессах внутриклеточной сигнализации, но и участвует как нейромедиатор в межклеточной сигнализации, функционально соединяя постсинаптический и пресинаптический нейроны. Наибольшая активность ЫО-синтазы выявлена в мозжечке, более низкая в гипоталамусе, среднем мозге, стриатуме, коре, гиппокампе и продолговатом мозге. По эфферентным нервам этот агент регулирует деятельность органов желудочно-кишечного тракта, дыхательной и мочеполовой системы. Считается, что оксид азота участвует в патогенезе болезни Паркинсона, так как его уровень в мозге при этой патологии увеличивается [36].
Онкология. С одной стороны, ЫО является предшественником канцерогенных Ы-нитрозосоединений, а с другой — участвует вместе с ростстимулирующи-ми факторами, тирозинкиназой, Ыа+/Н+-обменником, вторичными мессенджерами (цАМФ, цГМФ, инозитол-1,4,5-трифосфатом, диацилглицеролом, арахидоновой кислотой и циклической АОР-рибозой) в регуляции Са2+-мобилизующей системы внутриклеточной передачи
сигнала и в процессах деления клеток. Кроме того, NO выделяется из соединений, обладающих противоопухолевой активностью, например, нитрофуранов и нитро-имидазолов [4, 25]. NO повышает радиочувствительность опухолевых тканей. Это связано с тем, что углеродные радикалы, образующиеся при действии ионизирующей радиации на ДНК в отсутствии NO, реагируют с атомами водорода соседних белков, что облегчает репарацию ДНК [3].
Желудочно-кишечный тракт. NO расслабляет гладкие мышцы не только в стенке сосудов, но и желудочнокишечного тракта [11]. При ряде физилогических и патологических воздействий, влияющих на печень, включая септический и геморрагический шок, в гепатоцитах экспрессируется ген II типа синтазы. Она тормозится стероидами (дексаметазон и гидрокортизон), донором NO — Б-нитрозо^-ацетил-0Ь-пеницилламином (SNAP), митогенными факторами гепатоцитов — фактором роста гепатоцитов (HGF), эпидермальным фактором роста (EGF) и трансформирующим ростовым фактором TGF-ß, белком р53, тепловым шоком. Индуцированный в печени синтез оксида азота существенным образом влияет на функции гепатоцитов, повышая устойчивость их к сепсису и ишемии-реперфузии. Блокирование II типа синтазы ингибиторами резко усиливает повреждение печени. В ответ на ЛПС, препараты убитых бактерий Corynebactrium parvum, IL-1 ß, INF-y, простагландины и активаторы протеинкиназы С, такие как форболовые эфиры и ионофор Са2+ — Ф23187 клетки печени интенсивно синтезируют II тип синтазы. При этом образуется значительное количество NO2‘ и NO3 [4, 22].
При циррозе печени усилена продукция NO. Об этом свидетельствует повышение уровня NO3 и цГМФ в моче этих пациентов. При этом имеется прямая корреляция между выраженностью гемодинамических изменений и накоплением NO3‘ [24].
Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) изучена роль кишечной микрофлоры (B. bifidum, Lactobacillus и E. coli) в синтезе Гем-NO in vitro. Из фекалий выделялись чистые культуры. Гем-NO устанавливался по характерному сигналу ЭПР [18], который появлялся при наличии B. bifidum и Lactobacillus [45].
Воспаление. Активация макрофагов и нейтрофилов сопровождается усиленным синтезом NO, коррелирующим с их цитостатическим и цитотоксическим действием [8, 32]. Антимикробное действие NO вызвано блокадой синтеза ДНК, ингибированием РНКазы и инактивиро-ванием внутриклеточных железосерных белков путем их S-нитрозилирования. Также оно обусловлено образованием в присутствии кислорода пероксинитрита, напрямую оказывающего цитотоксическое действие, или распадаясь на N2O и НО^ [12, 31].
Система органов дыхания. Изучается эффективность ингаляции NO у пациентов с острыми и хроническими заболеваниями легких, которым сопутствует легочная гипертензия [2, 35]. Показаны защитные и повреждающие эффекты периодической гипоксии и роль оксида азота в этих процессах [14]. Исследовано влияние гормона роста на уровень оксида азота и фиброзирование цист в легочной ткани [30]. Много внимания уделяется оксиду азота при бронхиальной астме [43].
Мочеполовая система. В спектре ЭПР перитонеального экссудата и интестинального содержимого регистрируется сигнал Гем-NO. Через 4—5 сут у больных со среднетяжелым и тяжелым течением перитонита
уровень его снижается, а у больных с крайне тяжелым — повышается [47].
Уровень оксида азота в крови пациентов с болезнью Берже (разновидность хронического гломерулонефрита) существенно увеличивается после введение изосорбид-5-мононитрата. При этом существенно снижается протеинурия и фильтрация в сравнении с базальным уровнем [43].
Показано участие оксида азота при формировании интерстициальных циститов [33].
Середечно-сосудистая система. Оксид азота регулирует тонус кровеносных сосудов как антагонист адренергической нервной системы, участвует в синтезе «белков теплового шока» НБР-70, обладающих протекторными свойствами при ишемии сердца, тормозит агрегацию тромбоцитов и их адгезию на стенках сосудов. Сосудорасширяющее действие оксида азота связано с активацией гуанилатциклазы и с накоплением цГМФ. Последний активирует цГМФ-зависимую протеинкиназу, а также Са2+-АТФазу, участвующую в дефосфорилиро-вании легких цепей миозина. Это приводит к выходу Са2+ из мышечных клеток и в конечном итоге — к вазо-дилатации [20].
Антиагрегационное действие оксида азота обусловлено ингибированием цГМФ освобождения арахидоно-вой кислоты и тем самым предупреждения образования тромбоксанов А2 и В2, стимулирующих накопление Са2+. цГМФ также снижает синтез 1,2-диацилглицерина — сильного активатора протеинкиназы С и уменьшает уровень инозитолтрифосфата, тормозящего накопление Са2+. Таким образом, цГМФ предотвращает распад фосфолипидов (в том числе и фосфолипидов инозитола) и ингибирует агрегацию и активацию тромбоцитов через общий механизм торможения накопления Са2+ [21].
Индукция II типа синтазы характерна для шоков различного генеза (теплового, септического, кардиогенного, анафилактического и геморрагического), деэндотели-зации (ангиопластика) и атеросклероза. Условия, при которых ЫО меняет свои вазопротекторные свойства (вазодилятация, ингибирование адгезии и агрегации тромбоцитов и лейкоцитов) на токсические, зависят не только от уровня ЫО в ткани, но и от локальной концентрации тиолов, аскорбиновой кислоты, переходных металлов и, возможно, других соединений, реагирующих с ЫО. Избирательными ингибиторами синтазы II типа являются №-иминоэтил-1_-лизин, 2-амино-4-метилпиридин, хелаторы железа и метиленовый синий [24].
Недостаточному образованию ЫО придают определенное значение в патогенезе атеросклероза [5], сахарного диабета [1], инфаркта миокарда [7, 37], артериальной гипертензии [29] и других заболеваний [26, 28, 42], сопровождающихся дисфункцией эндотелия. Показано, что введение предшественника ЫО 1_-аргинина приводит к нормализации АД у больных эссенциальной гипертензией. С другой стороны, введение ингибиторов синтеза ЫО здоровым добровольцам сопровождается значительным увеличением периферического сосудистого сопротивления [27].
Точный механизм коронарных спазмов остается до конца неизвестным. Интракоронарная инъекция ацетил-холина (АХ) вызывает коронарный спазм у пациентов со стенокардией Принцеметала (СП), в то время как такая же процедура у молодых людей с нормальными коронарными артериями вызывает их вазодилатацию. Последняя при интактном эндотелии обусловлена выделением ЫО, сужение же кровеносных сосудов при
удаленном или поврежденном эндотелии объясняется прямым воздействием АХ на гладкие мышцы сосудов. В ответ на введение АХ в коронарных артериях пациентов с СП выделение эндотелиального ЫО в коронарных артериях недостаточно и артерия поэтому гиперчувстви-тельна к нитровазодилататорам [39].
При нестабильной стенокардии изучено влияние линсидомина (в/в 1 мг/ч в течение 72 ч) на состояние пациентов. Линсидомин, как и молсидомин, принадлежит к группе сиднониминов и освобождает ЫО без каталитического включения тиолов [34].
Исследован эффект ингибирования синтеза оксида азота при введении М°-топоте№у!-1_-агд1п1пе ^ЫММА) в дозе 16 мкмоль/мин в течение 4 мин в эпикардиальную артерию у пациентов со стабильной стенокардией. При этом суживается только дистальная часть артерии, но не проксимальная [48].
Методом ЭПР оценена динамика нитратвосстанавли-вающей способности слюны больных ИБС, получающих нитраты пролонгированного действия и у здоровых доноров. Как у больных, так и у здоровых лиц с течением времени содержание ЫО2 в слюне увеличивалось. У больных ИБС оно оказалось максимальным через 140 мин, а у здоровых лиц — через 100 мин. Статистически значимое увеличение концентрации нитрита по сравнению с исходным в обеих группах наблюдалось через 40 мин. Таким образом, эти данные указывают, что нит-ратвосстанавливающая способность слюны у больных ИБС повышена [18].
Некоторые микроорганизмы желудочно-кишечного тракта восстанавливают нитраты и нитриты до оксида азота и участвуют в синтезе Гем-ЫО. Последний выводится с калом, в котором и регистрируется методом ЭПР Удаление части нитратов из кишечника в виде Гем-ЫО, по-видимому, является одним из факторов возникновения толерантности к нитратам у больных ИБС [18].
Обзор данных литературы свидетельствует о том, что электронно-транспортные цепи митохондрий и эн-доплазматического ретикулума клеток млекопитающих могут использовать в качестве терминальных акцепторов электронов как О2, так и ЫО2' [17]. Дефицит кислорода, по-видимому, является тем сигналом, который вызывает переход клеток на нитратно/нитритное дыхание. Какие же биохимические структуры в клетках первыми начинают реагировать на наличие или отсутствие кислорода в клетке? Очевидно, гемсодержащие белки, взаимодействующие с кислородом, — цитохромоксидаза, цитохром Р450, НЬ и МЬ. Именно они могут претендовать на роль сенсорных элементов, определяющих степень гипоксии или кислородного обеспечения клеток. По-видимому, эти же белки могут осуществлять и функцию триггеров, переводящих клетки на режим нитратно/нитритного дыхания. Причем, в этом режиме активность цитохромоксидазы и цитохрома Р450 возрастают [13]. Причина последнего в условиях дефицита кислорода была бы совершенно неясной, если бы ЫО2‘ не могли бы акцептировать электроны с гемсодержащих белков.
Рассматривая ЫО2' в качестве альтернативных акцепторов электронов, естественно возникает вопрос: существуют ли доказательства того, что действительно нитриты могут защищать организм человека и животных от гипоксии? Более привычной является точка зрения, что нитриты, окисляя гемоглобин, сами могут явиться причиной гипоксии (гемическая форма гипоксии). Однако традиционно снижение степени кислородного голодания миокарда связывают с сосудорасширяющим действием
этих веществ. Имеются данные о том, что 1_-аргинин может защищать животных от гипоксии и, таким образом, обладает противогипоксическим действием [27]. Поэтому эти данные служат доказательством о способности ЫО2 защищать организм животных от гипоксии.
Методы регистрации NO
ЫО регистрируется напрямую методом ЭПР путем улавливания его в виде нитрозильных комплексов или соединения Гем-ЫО (НЬ-ЫО) [3], либо по уровню нитратов и нитритов [9; 15]. В эксперименте внутриклеточная продукция ЫО в тканях изучается с использованием техники спиновой ловушки [43, 44, 46] и флюоресцентными метками [40].
Активность ЫО-синтазы определяется косвенно. Либо по генерации ЫО, образования цГМФ или ингибированием ее №-топоте№у1-1_-агд1п1пе ^ЫММА) (для I и III типов) и 1400W (Ы-(3-(амино-метил)бензил)ацетамидин), специфичного для II типа [18, 46].
Суммируя вышеизложенное можно сделать вывод, что дальнейшее изучение роли ЫО в патогенезе заболеваний может привести к появлению новых терапевтических подходов и лекарственных препаратов в медицине.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бондарь, И.А. Оксид азота и диабетические ангиопатии / Т.А. Бондарь, В.В. Климонтов, И.А. Поршенников // Сахарный диабет. — 1999. — № 4. — С.1—3.
2. Ванин А.Ф. Оксид азота в биологии: история, состояние и перспективы исследований / А.Ф. Ванин // Биохимия. — 1998. — Вып. 7. — С.867—869.
3. Винк, ДА. Значение химических свойств оксида азота для лечения онкологических заболеваний / Д. А. Винк, Й. Водовоз, Дж.А. Кук [и др.] // Биохимия. — 1998. — Вып. 7. —
С.948—957.
4. Виноградов, Н.А. Многоликая окись азота / Н.А. Виноградов // Российский журнал гастроэнторологии, гепатологии, колопроктологии. — 1997. —№ 2. — С.6—11.
5. Голиков, П.П. Характер взаимосвязи оксида азота с ан-гиотензинпревращающим ферментом и малоновым диальдегидом у больных с атерогенным стенозом внутренней сонной артерии / П.П. Голиков, В.Л. Леменев,В.В. Ахметов // Клиничемкая медицина. — 2004. — № 7. — С.15—19.
6. Горрен, А.К.Ф. Универсальная и комплексная энзимология синтазы оксида азота / А.К.Ф. Горрен, Б. Майер // Биохимия. — 1998. — Вып. 7. — С.870—880.
7. Драпкина, О.М. Особенности синтеза оксида азота у больных инфарктом миокарда / О.М. Драпкина, О.О. Задорожная, В.Т. Ивашкин [и др.]// Клиническая медицина. —
2000. — № 3. — С.19—23.
8. Звенигородская, Л.А. Оксид азота как маркер воспаления при стеатогепатите у больных с метаболическим синдромом / Л.А. Звенигородская, Т.В. Нилова // Рос. медицинский журнал. — 2008. —Т. 10, № 2. — С.41—47.
9. Коробейникова, Э.М. Оценка состояния нитроксидергиче-ской вазорелаксации по содержанию нитратов в сыворотке крови больных ИБС / Э.М. Коробейникова, Ю.В. Кудревич // Клиническая лабораторная диагностика. — 2001. — № 10. — С.2—3.
10. Косьмицки, М. Нитраты при лечении коронарной болезни / М. Косьмицки, З. Садовски // Новости фармации и медицины. — 1996. —Т. 30, № 2—3 (156). — С.54—60.
11. Лазебник, Л.Б. Роль ЫО в этиопатогенезе некоторых заболеваний органов пищеварения / Л.Б. Лазебник, В.Н. Дроздов, Е.Н. Барышников // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. — 2005. — № 2. —С.4—11.
12. Львов, Н.П. Молибден в ассимиляции азота у растений и микроорганизмов / Н.П. Львов. — М., 1989. — 87 с.
13. Малышев, И.Ю. Введение в биохимию оксида азота. Роль оксида азота в регуляции основных систем организма / И.Ю. Малышев // Российский журнал гастроэнтерологии,
гепатологии, колопроктологии. — 1997. — № 1. — С.49—
55.
14. Манухина. Е.Б. Защитные и повреждающие эффекты периодической гипоксии: Роль оксида азота / Е.Б. Манухина, Х.Ф. Дауни, РТ. Маллет, И.Ю. Малышев // Вестник Рос. АМН. — 2007. — № 2. — С.25—33.
15. Метельская В.А. Скриннинг-метод определения уровня метаболитов оксида азота в сыворотке крови / В.А. Метельская, Н.Г. Туманова // Клиническая лабораторная диагностика. — 2005. — № 6. — С.15—18.
16. Пулатова, М.К. Электронный парамагнитный резонанс в молекулярной радиобиологии / М.К. Пулатова, Г.Т. Рихи-рева, З.В. Куроптева. — М., 1989. — 232 с.
17. Реутов, В.П. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих / В.П. Реутов, У.Г. Сорокина,
B.Е. Охотин, Н.С. Косицын. — М., 1998. — 231 с.
18. Сайфутдинов, Р.Г. Парамагнитные центры биологических жидкостей человека и их диагностическая и патогенетическая роль при некоторых заболеваниях внутренних органов: дис. ... докт. мед. наук / Р.Г. Сайфутдинов. — Иркутск, 1989. — 437 с.
19. Сайфутдинов, Р.Г. Динамика НВС слюны / Р.Г. Сайфутдинов, А.В. Суханов // Пленум НОГ России. — Ростов н/Д., 1995. — С.52—53.
20. Северина, И. С. Растворимая гуанилатциклаза в молекулярном механизме физиологических эффектов оксида азота / И.С. Северина // Биохимия. — 1998. — Вып. 7. —
C.939—947.
21. Седов, К.Р Метод электронного парамагнитного резонанса в клинике внутренних заболеваний / К.Р Седов, Р.Г. Сайфутдинов. — Иркутск, 1993. — 156 с.
22. Стокле, Ж.К. Гиперпродукция оксида азота в патофизиологии кровеносных сосудов / Ж.К. Стокле, Р Андрианци-тохайна, А.Л. Клещев // Биохимия. — 1998. — Вып. 7. —
C.976—983.
23. Титов, В.Н. Оксид азота в реакции эндотелийзависимой вазодилатации. Основы единения эндотелия и гладкомышечных клеток в паракринной регуляции метаболизма / В.Н. Титов // Клиническая лабораторная диагностика. —
2007. — № 2. — С.23—39.
24. Тэйлор, Б. С. Индуцибельная синтаза оксида азота в печени: регуляция и функции / Б.С. Тэйлор, Л.Х. Аларсон, Т.Р Бил-лиар // Биохимия. — 1998. — Вып. 7. — С.905—923.
25. Шубин, В.Е. Исследование методом ЭПР образования окиси азота при восстановлении нитрофуранов и нит-роимидазолов. I. Растворы гемоглобина / В.Е. Шубин,
З.В. Куроптева // Studia biophysica. —1983. —Vol. 97, № 2. —P. 157—164.
26. Anderson, R.A. Nitric oxide-dependent human acrosomal loss induced by PPCM (SAMMA) and by nitric oxide donors occurs by independent pathways: basis for synthesis of an improved contraceptive microbicide / R.A. Anderson, K.A. Feathergill, S. Jain, A. Krunic // J. Androl. — 2009. — Vol. 30. — P.168— 182.
27. Anggard, E. Nitric oxide: mediator, murderer, and medicine / E. Anggard // Lancet. — 1994. — Vol. 343. — P.1199—206.
28. Fitzsimmons, R.J. A pulsing electric field (PEF) increases human chondrocyte proliferation through a transduction pathway involving nitric oxide signaling / R.J. Fitzsimmons, S.L. Gordon, J. Kronberg [et al.] // J. Orthop. Res. — 2008. — Vol. 26. — P854—859.
29. Garaliene, V. Endothelium and nitric oxide / V. Garaliene // Medicina. — 2008. — Vol. 44. — P.564—569.
30. Grasemann, C. Effect of growth hormone therapy on nitric oxide formation in cystic fibrosis patients / C. Grasemann, F. Ratjen,
D. Schnabel [et al.] // Eur. Respir J. — 2008. — Vol. 31. — P815—821.
31. Huang, J. Role of redox signaling and poly (adenosine diphosphate-ribose) polymerase activation in vascular smooth muscle cell growth inhibition by nitric oxide and peroxynitrite / J. Huang, S.C. Lin, A. Nadershahi, S.W. Watts, R. Sarkar // J. Vasc. Surg. — 2008. — Vol. 47. —P.599—607.
32. Karpuzoglu, E. Estrogen regulation of nitric oxide and inducible nitric oxide synthase (iNOS) in immune cells: implications for
immunity, autoimmune diseases, and apoptosis / E. Karpuzoglu,
S.A. Ahmed // Nitric Oxide. — 2006. — Vol. 15. — P. 177—86.
33. Koskela, L.R. Localization and expression of inducible nitric oxide synthase in biopsies from patients with interstitial cystitis / L.R. Koskela, T. Thiel, I. Ehren [et al.] // J. Urol. — 2008. — Vol. 180. — P.737—741.
34. Kugiyama, K. Nitric oxide activity is deficient in spasm arteries of patients with coronary spastic angina / K. Kugiyama, H. Yasue, K. Okumura // Circulation. — 1996. — Vol. 94. — P.266—272.
35. Mathru, M. Inhaled nitric oxide attenuates reperfusion inflammatory responses in humans / M. Mathru, R. Huda,
D.R. Solanki [et al.] // Anesthesiology. — 2007. — Vol. 106. — P.275—282.
36. Mishra, O.P. Nitric oxide-mediated mechanism of neuronal nitric oxide synthase and inducible nitric oxide synthase expression during hypoxia in the cerebral cortex of newborn piglets / O.P. Mishra, R. Mishra, Q.M. Ashraf, M. Delivoria-Papadopoulos // Neuroscience. — 2006. — Vol. 140. — P.857—863.
37. Nagasaka, Y. Brief periods of nitric oxide inhalation protect against myocardial ischemia-reperfusion injury / Y Nagasaka,
B.O. Fernandez, M.F. Garcia-Saura [et al.] // Anesthesiology. — 2008. — Vol. 109. — P.675—682.
38. Palmer, R.M.J. Nitric oxide release accounts for the biological activity of endothelium-derived relaxing factor / R.M.J. Palmer, A.G. Ferrige, S. Moncada // Nature. — 1987. — Vol. 327. — P.524—526.
39. Pronai, L. Investigation of the existence and biological role of L-arginine/nitric oxide pathway in human platelets by spintrapping/EPR studies / L. Pronai, K. Ichimori, H. Nozaki [et al.] // Eur. J. Biochem. — 1991. — Vol. 202. — P.923—930.
40. Ouyang, J. A novel fluorescent probe for the detection of nitric oxide in vitro and in vivo / J. Ouyang, H. Hong, C. Shen [et al.] // Free Radic. Biol. Med. — 2008. -Vol. 45. — P.1426—1436.
41. Rao, D.N. Reductive metabolism of nitroprusside in rat hepatocytes and human erythrocytes / D.N. Rao, S. Elguindi, H.J. O'Brien // Arch. Biochem. Biophys. — 1991. — Vol. 286. — P.30—37.
42. Rakshit, S. N-acetyl cysteine enhances imatinib-induced apoptosis of Bcr-Abl+ cells by endothelial nitric oxide synthase-mediated production of nitric oxide / S. Rakshit, J. Bagchi, L. Mandal [et al.] // Apoptosis. — 2009. — Vol. 14. — P.298— 308.
43. Roccatello, D. Isosorbide 5 mononitrate administration increases nitric oxide blood levels and reduces proteinuria in IgA glomerulonephritis patients with abnormal urinary endothelin/ cyclic GMP ratio / D. Roccatello, G. Mengozzi, M. Ferro [et al.] // Clin. Nephrol. — 1995. — Vol. 44. — P.163—169.
44. Saifutdinov, R.G. Methaemoglobin and Hem-NO of the intestinal content investigated by the method of ESR at the patients with the peritonitis / R.G. Saifutdinov, L.A. Sadochina, E.G. Grigorjev // The 2nd Asia-Pacific EPR/ESR Symposium Hangzhou. — China, 1999. — P.59.
45. Saifutdinov, R.G. Participation of same bacteria of human intestianal microflora in the formation of nitric oxide haemoglobine in vitro / R.G. Saifutdinov, A.V. Sukhanov, K.V. Protasov // 2nd International Conference on Bioradicals and 5th International Workshop on ESR (EPR) Imaging and in vivo ESR Spectroscopy. —Yamagata (Japan), 1997. — P.56.
46. Saifutdinov, R.G. Electron Pfrfmagnetic Resonance in Biochemistry and Medicine / R.G. Saifutdinov, L.I. Larina, T.I. Vakulskaya, M.G. Voronkov. — New York, 2000. — 268 c.
47. Schmidt, H.H.H.W. The role of nitric oxide in physiology and pathophysiology / H.H.H.W. Schmidt, H. Hofmann, P Ogilvie. — Springer, 1995. — P.75—86.
48. Tayeh, M.A. Nitric oxide from L-argenine: A bioregulatory system / M.A. Tayeh, M.A. Marletta // Exerpta medica. — 1990. — P. 183—188.
49. Turner, S. Exhaled nitric oxide in the diagnosis and management of asthma / S. Turner // Curr. Opin. Allergy. Clin. Immunol. —
2008. — Vol. 8. — P.70—76.
50. Zweier, J.L. Enzyme-independent formation of nitric oxide in biological tissues / J.L. Zweier, P. Wang, A. Samouilov, P. Kuppusamy // Nat. Med. — 1995. — Vol. 1. — P.804—809.
