15.8F: Оксид азоту (NO)
- Page ID
- 5263
Оксид азоту - це газ. Він високореактивний; тобто бере участь у багатьох хімічних реакціях. (Це один з оксидів азоту («NO x «) в автомобільних вихлопних газах і відіграє важливу роль у формуванні фотохімічного смогу. ) Але NO також має багато фізіологічних функцій.
Вони поділяють такі особливості:
- NO синтезується всередині клітин ферментом NO синтазою (NOS).
- Геном людини (і миші) містить 3 різних гени, що кодують NO синтази.
- NNO (або NOS-1): знайдені в нейрони (звідси і «n»).
- eNOS (або NOS-3): знаходиться в ендотеліальних (звідси і «е») клітині, які вистилають просвіт кровоносних судин.
- iNOS (або NOS-2): міститься в макрофагах. («i» розшифровується як «підступний»). У той час як рівні NNO та eNO відносно стійкі, експресія генів iNOS очікує відповідного стимулу (наприклад, вторгнення збудника).
- Всі типи NOS виробляють NO з аргініну за допомогою молекулярного кисню та NADPH.
- NO вільно розсіюється по клітинних мембранах.
- Існує так багато інших молекул, з якими він може взаємодіяти, що він швидко споживається близько до того місця, де він синтезується.
- Таким чином, NO діє паракринним або навіть аутокринним способом - впливаючи лише на клітини поблизу своєї точки синтезу.
На цій сторінці розглядаються деякі функції NO.
кровотік
NO розслабляє гладку мускулатуру в стінках артеріол. При кожній систолі ендотеліальні клітини, що вистилають кровоносні судини, виділяють затяжку NO. Це дифундує в основні гладкі м'язові клітини, змушуючи їх розслаблятися і, таким чином, дозволяє сплеску крові легко пройти. Миші, чиї гени для NO синтази, знайдені в ендотеліальних клітині (eNO), були «вибиті», страждають від гіпертонії.
Нітрогліцерин, який часто призначають для зменшення болю при стенокардії, робить це, виробляючи оксид азоту, який розслабляє стінки коронарних артерій і артеріол. NO також пригнічує агрегацію тромбоцитів і, таким чином, утримує невідповідне згортання від втручання в кровотік.
Функція нирок
Виділення NO навколо клубочків нирок збільшує кровотік через них, тим самим збільшуючи швидкість фільтрації і утворення сечі.
ерекція статевого члена
Ерекція статевого члена при статевому збудженні опосередкована NO, що виділяється з нервових закінчень, близьких до кровоносних судин статевого члена. Розслаблення цих судин викликає кров для басейну в кров'яних пазухах, виробляючи ерекцію. Три популярних рецептурних препарату підсилюють цей ефект за допомогою механізму, описаного нижче.
Останні дані свідчать про те, що робота NO у відтворенні не закінчена виробництвом ерекції. У момент контакту виділення NO акросомою сперматозоїда активізує яйцеклітину до завершення мейозу II та інших етапів запліднення.
Інші дії на гладку мускулатуру
Перистальтика
Хвилеподібним рухам шлунково-кишкового тракту сприяє розслабляючий вплив NO на гладку мускулатуру в його стінках.
Народження
NO також пригнічує скоротливість гладкої мускулатури стінки матки. З наближенням моменту народження вироблення NO зменшується. Нітрогліцерин допоміг деяким жінкам, які ризикували передчасно народити дитину, виносити дитину до повного терміну.
NO і запалення
NO, що виробляється eNOS (NOS-3), пригнічує запалення в кровоносних судибах. Робиться це шляхом блокування екзоцитозу медіаторів запалення з ендотеліальних клітин. NO також може блокувати екзоцитоз в інших типах клітин, таких як макрофаги та цитотоксичні Т-лімфоцити (CTL).
Вплив на секрецію
NO впливає на секрецію з декількох залоз внутрішньої секреції.
Наприклад, це стимулює
- вивільнення гонадотропін-рилізинг-гормону (ГнРГ) з гіпоталамуса
- виділення амілази підшлункової залози з екзокринної частини підшлункової залози
- викид адреналіну з мозку надниркових залоз
НІ і нервова система
NO і вегетативна нервова система
Деякі рухові нейрони парасимпатичної гілки вегетативної нервової системи виділяють NO як свій нейромедіатор. Дії NO на ерекцію статевого члена та перистальтику, ймовірно, опосередковані цими нервами.
NO і довгастий мозок
Гемоглобін транспортує NO одночасно переносить кисень. Коли він розвантажує кисень в тканині, він також розвантажує НІ. При важкій дезоксигенації NO-чутливі клітини в довгастому мозку реагують на це вивільнення збільшенням швидкості і глибини дихання.
НІ і мозок
У лабораторних тварин (мишей і щурів) NO вивільняється нейронами в СА1 області гіпокампу і стимулює там рецептори NMDA, які відповідають за тривале потенціювання (LTP) - тип пам'яті (і навчання). Легкість, з якою NO дифузує далеко від синапсу, де він генерується, дозволяє йому впливати на сусідні синапси. Тож те, що, можливо, почалося як локалізована дія, стає збільшеним.
Лабораторні щури, оброблені інгібіторами синтезу NOS, не розвивають та/або зберігають вивчені відповіді, такі як умовна відповідь. Миші, чиї гени для ННО були вибиті, здорові, але демонструють ненормальну поведінку, наприклад, вони вбивають інших самців і намагаються спаровуватися з несприйнятливими самками.
NO і запліднення
Акросома на кінчику головок сперми активує свою NO синтазу, коли вона потрапляє в яйцеклітину. Отриманий викид NO в яйці має важливе значення (принаймні у морських їжаків) для запуску наступних кроків у процесі:
- блокування надходження додаткових сперматозоїдів
- орієнтування пронуклея на злиття.
Вбивство збудників
NO допомагає у знищенні поглинаних патогенів (наприклад, бактерій) у лізосомах макрофагів.
Миші, чиї гени NO синтази, виявлені в макрофагах (iNO), були вибиті, більш сприйнятливі до інфекцій внутрішньоклітинними бактеріями, такими як Listeria monocytogenes. Th1 клітини, відповідальні за запальну реакцію проти загарбників, виділяють NO. Нешкідливі бактерії, що живуть як коменсали в задній частині нашого горла, перетворюють нітрати в нашій їжі в нітрити. Коли вони досягають шлунка, кислий шлунковий сік (рН ~ 1,4) генерує NO з них. Це НІ вбиває майже всі бактерії, які були проковтнуті в нашій їжі.
З самого початку записаної історії людства нітрити використовувалися для збереження м'яса від бактеріальної псування.
НІ і довговічність
Миші, гени яких для eNOS були вибиті
- виявляють ознаки передчасного старіння
- мають скорочений термін служби
- не отримують вигоди від продовження життя ефекту дієти з обмеженням калорій (CR)
Механізми дії НІ
Сигнальні функції NO починаються з його зв'язування з білковими рецепторами на або в клітці. Місця зв'язування можуть бути будь-якими:У будь-якому випадку зв'язування викликає аллостеричну зміну білка, що, в свою чергу, запускає утворення «другого посланника» всередині клітини. Найпоширенішою мішенню білка для NO, здається, є гуанілілциклаза, фермент, який генерує другий месенджер циклічний GMP (cGMP).
Три відпускаються за рецептом ліки силденафіл (Віагра®), варденафіл (Левітра®) та тадалафіл (Сіаліс®) підсилюють ефекти NO шляхом інгібування ферменту, який зазвичай руйнує cGMP.
Світлячки використовують НІ, щоб увімкнути свої спалахи
біолюмінесценція
Рослини також використовують НІ
NO був причетний до багатьох видів діяльності заводу. Це зброя проти вторгнення хвороботворних мікроорганізмів. Інфекція рослини викликає утворення NOS, який, як і тваринні версії, робить NO з аргініну. Вивільнення NO інфікованою клітиною викликає ряд захисних реакцій. Градієнт NO також може направляти пилкову трубку до місця призначення в яйцеклітині. Популярний препарат за рецептом силденафілу цитрат (Віагра®) підсилює вплив NO на запилення (так само, як і на ерекцію статевого члена). NO гальмує цвітіння. NO сприяє відновленню після етіології.