Можно ли считать оксид азота гормоном?

Оксид азота (NO) был открыт в 1772 году, а в 1847 году был синтезирован нитроглицерин, который к концу 19 века стал применяться для купирования приступов стенокардии. В 1916 году Митчелл предположил, что ткани организма также могут вырабатывать нитраты.
В 1970-х годах было доказано, что нитритсодержащие соединения стимулируют гуанилатциклазу и повышают уровень циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ), который вызывает расслабление сосудов, и предполагается, что активация цГМФ может происходить через образование NO.
В 1980 году Ферчготт и Завадски доказали, что эндотелиальные клетки продуцируют фактор релаксации, необходимый для вызванного ацетилхолином расслабления сосудистого русла. В 1987 году стало известно, что релаксирующий фактор эндотелия и NO являются одинаковыми или почти одинаковыми.
В 1992 году NO был провозглашен молекулой года, а в 1999 году Ферчготт, Игнарро и Мурад были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за исследования в области NO.
Синтез NO
NO продуцируется во всех тканях, и считается, что его местное производство определяет физиологические действия.
Ферментативный синтез NO
NO синтезируется из L-аргинина с помощью NO-синтазы (NOS) в две отдельные стадии монооксигенации в результате которых образуются цитруллин и NO.
Фермент NOS имеет три кодирующиеся разными генами изоформы:
- нейрональную;
- индуцибельную;
- эндотелиальную.
Неферментативный синтез NO
Неферментативное производство NO происходит за счет одноэлектронного восстановления нитрита и значительно ускоряется в условиях гипоксии. Средняя скорость образования NO у людей составляет около 1 ммоль/день.
NO метаболиты
Скорость образования и клиренса NO определяет его стационарную концентрацию. Период полураспада NO in vivo в кровотоке, скорее всего, меньше 0,1 с. Основным продуктом распада NO является нитрит, а в присутствии достаточного количества кислорода - нитрат.
В плазме NO почти полностью окисляется до нитрита, где он остается стабильным в течение нескольких часов. В цельной крови нитрит быстро превращается в нитрат, а NO реагирует с оксигемоглобином с образованием метгемоглобина и нитрата.
90% содержащегося в организме NO поглощается эритроцитами и превращается в нитрат, основной метаболический путь для эндогенно продуцируемого NO. Нитрат является основным стабильным конечным продуктом образования NO in vivo.
Периоды полураспада нитратов и нитритов составляют 5-8 ч и 110 с соответственно. Из-за короткого периода полужизни самого NO, в сыворотке крови чаще всего измеряют уровень его метаболитов.
Концентрация нитратов в крови является основным фактором, определяющим уровни нитратов и нитритов во всём организме как у взрослых, так и у детей.
Физиологические роли NO
NO известен как сигнальная молекула и играет важную роль почти во всех биологических системах.
Процессы с участием NO:
- регуляция сосудистого гемостаза;
- вазодилатация;
- подавление активации тромбоцитов;
- подавление пролиферации гладких
- мышц сосудов;
- регуляция кровяного давления;
- передача сигнала нейронами;
- память;
- апоптоз;
- клеточная пролиферация;
- липолиз;
- регулирование энергетического баланса.
О взаимодействии NO с эндокринной системой
- NO регулирует высвобождение гормонов в гипоталамо-гипофизарной оси и ингибирует секрецию пролактина, может играть роль в высвобождении катехоламинов и стероидогенезе в надпочечниках;
- NO может регулировать действие инсулина и метаболизм углеводов;
- NO играет роль в функции щитовидной железы, в частности, увеличивает цГМФ в тиреоцитах человека;
- Эстрогены увеличивают синтез и высвобождение NO и предполагается, что усиление активности NO является частью механизма устранения артериальной гипертензии у женщин.
NO и метаболические/эндокринные нарушения
Многие заболевания связаны с измененным гомеостазом NO. Один из примеров - эндотелиальная дисфункция, считающаяся признаком сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе гипертонии и сердечно-сосудистой недостаточности.
Также имеется связь между уровнями NO в сыворотке и такими заболеваниями, как:
- диабет и дисгликемия;
- заболевания щитовидной железы;
- метаболический синдром;
- ожирение.
Защитные эффекты нитритов и нитратов
Показано, что трехдневный прием пищевых добавок с нитратом натрия (0,1 ммоль/кг/день) может значительно снизить диастолическое артериальное давление.
Недавнее крупное когортное исследование 52 693 пациентов с острым коронарным синдромом продемонстрировало, что принимаемые на постоянной основе нитраты уменьшают тяжесть повреждения миокарда. Предполагают, что увеличение потребления нитратов или нитратов с пищей также обеспечивает защиту сердечной ткани от ишемии.
Обильное употребление богатых азотом фруктов и овощей, особенно зеленых листовых овощей снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний.
Неорганический нитрат, который содержится в овощах преобразуется в организме в нитриты, NO и нитрозо-соединения, поэтому потребление NO теперь рассматривается как диетический параметр для оценки сердечно-сосудистого риска.
Однако при этом следует учитывать такие факторы, как применение ингибиторов эндогенного нитрозирования (например, витаминов C и E), употребление продуктов, содержащих высокие уровни нитрозируемых предшественников (например, рыба), а также общее состояние здоровья. Например, при дисплазии пищевода следует избегать продуктов с высокой концентрацией нитратов.
Неблагоприятное воздействие на здоровье
Избыток солей азота вреден для организма. Допустимая концентрация нитратов и нитритов в питьевой воде равна 50 и 3 мг/л. Основные нарушения связанные с нитратами - это рак пищеварительного тракта и детская метгемоглобинемия.
Однако по этому вопросу есть разногласия. Эпидемиологические исследования последних 40 лет отрицают прямую связь между раком желудка и нитратами.
Доказательства эндокринной роли NO
Первые доказательства внутрисосудистого транспорта NO, предоставленные в 2001 году показали, что вдыхаемый NO, увеличивает уровень нитратов в крови на 50%. Он может переноситься кровью и приводит к периферической вазодилатации.
Кроме того, он оказывает мочегонное действие и вызывает внелегочные системные сосудистые эффекты. Введение внутриартериального водного раствора NO показало, что NO распадается не так быстро, как считали ранее и может переноситься кровью на значительные расстояния. Авторы предположили, что продолжительность жизни NO в плазме составляет от секунд до минут.
На основании этого появилась гипотеза о том, что NO может транспортироваться по телу и оказывать эндокринную активность.
Из-за короткого периода полураспада NO не успевает попасть в отдаленные органы, поэтому было высказано предположение, что нитрит и/или S-нитрозотиол ответственны за внутрисосудистый транспорт NO. Одним из последних предположений является то, что эндокринная система нитрит/нитрат/NO вместе с ферментами NOS помогают поддерживать биодоступность NO.
Источник
Дополнена: 15.07.22 18-05