NO – простейший информон

Дополнение 1 к лекции 10

Выбирайте – любопытство или память [[7]]

Информонами называют вещества-посредники, выделяющиеся из нервных окончаний непосредственно на поверхность той клетки, которой адресован сигнал. Регуляторными свойствами простой молекулы оксида азота человек пользуется давно. Нитроглицерин и эринит (тетранитропентаэритрит) спасают больного от инфаркта, расширяя сосуды сердечной мышцы именно благодаря тому, что эти вещества являются донорами NO.

NO – свободный радикал, среднее время жизни которого в организме около 5 секунд. Вырабатывается в клетках почти всех органов и тканей человека. NO может быть и медиатором, и модулятором, и регулятором процессов жизнедеятельности внутри клетки. Ни одна система нашего организма не может работать нормально, если в ней не вырабатываются небольшие количества оксида азота. В физиологических концентрациях NO снижает кровяное давление, расширяя сосуды; ослабляет свертывание крови, препятствуя образованию тромбов; стимулирует активность макрофагов, защищающих организм от чужеродных бактерий. Роль NO как информона в организме обнаружили С.Монкада (Великобритания) и Л.Иньярро (США) в 1986-1987 гг. В 1992 г. журнал “Science” назвал окись азота молекулой года.

Для производства NO используются NO-синтазы (NOS); сейчас известны три разновидности этого фермента. Оксид азота получается из аминокислоты L-аргинина [[8]]:

2 HN=C(NH₂)-NH-(CH₂)₃CH(NH₂)COOH + 2,5 O₂ --- NOS ®

аргинин

® 2 O= C(NH₂)-NH-(CH₂)₃CH(NH₂)COOH + 2 NO + H₂O

цитруллин

В сутки в организме производится более 100 мг окиси азота.

Из сложных эфиров азотной кислоты (нитроглицерин, эринит) сначала при гидролизе получается нитрат-ион, который затем восстанавливается железом гамоглобина до NO:

3 Fe²⁺ + NO₃^– + 4 H⁺ = 3 Fe³⁺ + NO + 2 H₂O

В отличие от сложных эфиров, нитраты не эффективны как доноры NO, поскольку плохо всасываются стенками пищевода и желудка.

Специалисты кафедры физиологии биофака МГУ установили, что избыток аргинина в пище крыс увеличивает содержание NO в мозге; при этом у крыс возрастает любопытство, но ухудшается память и снижается способность к обучению, а также притупляется чувство боли.

Виагра – “зарин точечного действия” [[9]]

Знаменитый препарат для повышения потенции – “виагра” – является всего лишь средством противодействия остановке механизма, который запускает NO в пещеристых телах мужского полового органа. Неспецифический нейромедиатор парасимпатических нервов ацетилхолин активизирует NO-синтазу в клетках эндотелия пещеристых тел, в результате чего снижается мышечный тонус сосудов, артерии расширяются, пещеристые тела наполняются кровью – возникает эрекция. Эффект “выключения” обеспечивает в пещеристых телах фермент фосфодиэстераза. Активное вещество “виагры” силденафил останавливает метаболизм на стадии локального возбуждения парасимпатической системы, “выключая выключатель” – фосфодиэстеразу. Очень грубо говоря, “виагра” подобна нервно-паралитическим ОВ (зарин, зоман, VX), которые дезактивируют неспецифический “выключатель” – холинэстеразу, только действует гораздо более локально. Однако в 1998 г. в США зафиксировано несколько десятков смертей в результате быстрого падения давления, вызванного нарушением дозировки “виагры”.

В конце концов, давно известен и обратный эффект – противоинфарктный нитроглицерин способствует эрекции благодаря подаче NO в ткани. Так что грубое неумеренное вмешательство в тончайшие биохимические процессы всегда дает побочные эффекты.

Кстати, открытие фрагментарно описанного выше механизма обошлось Нобелевскому комитету в 6 премий (1932, 1936, 1970, 1971, 1994, 1998 гг.).

Дата добавления: 2014-12-16