NO: множественность эффектов и концепция цикла оксида азота
Почему оксид азота называют "двуликим Янусом"? Оксид азота обладает широким спектром биологического действия. Однако при рассмотрении каждого конкретного действия обнаруживается, что NO характеризуется полифункциональностью проявлений: NO как усиливает процессы ПОЛ в мембранах клеток [ Radi, ea 1991 ] и липопротеинах сыворотки [ Bult, ea 1996 ], так и ингибирует их [ Odonnell, ea 1997 ].
Оксид азота также вызывает расширение сосудов [ Leak, ea 1995 , Radomski, ea 1993 ], но может вызывать и вазоконстрикцию [ Меньщикова ea 1997 ].
Известно также, что оксид азота индуцирует апоптозную гибель клеток [ Khan, ea 1997 , Loweth, ea 1997 , Suzuki, ea 1996 ] и оказывает защитный эффект в отношении апоптоза, индуцированного другими агентами [ Genaro, ea 1995 , Kim, ea 1997 ].
Известна его способность модулировать развитие воспалительной реакции [ Меньшикова ea 1997 , Nath, ea 1997 ] и ингибировать окислительное фосфорилирование в митохондриях и синтез АТР [ Drapier ea 1988 , Kurose, ea 1993 ]. Благодаря таким свойствам оксид азота нередко называют "двуликим Янусом".
С нашей точки зрения многие непонятные явления и противоречивые на первый взгляд факты можно объяснить, опираясь на концепцию цикла оксида азота , предложенной одним из авторов этой статьи [ Реутов ea 1992 ]. Согласно этой концепции превращение NO в другие азотсодержащие соединения - NO2- , NO3- , NO+ , NO- , NO2.- радикал и т.д. осуществляется в ходе окислительно-восстановительных реакций, протекающих в виде метаболического цикла. Этот метаболический цикл может активироваться при различных состояниях, протекающих на фоне гипоксии . Такая сильная зависимость цикла оксида азота от концентрации кислорода связана с тем, что активация процессов восстановления нитритов в NO осуществляется при участии гемсодержащих белков, способных связывать кислород. В отсутствие кислорода или в условиях его дефицита восстановленные гемсодержащие белки начинают переносить электроны на ионы NO2, которые в свою очередь восстанавливаются в NO. Множественность эффектов NO в концепции цикла оксида азота объясняется наличием достаточно большого количества продуктов метаболизма оксида азота (NO2-, NO3-, NO+, NO-, NO2.- радикал и т.д.), которые могут приводить к различным биологическим эффектам. Поэтому исходя из развиваемой концепции весьма странным было бы, если оксид азота не вел себя как "дву- или, вернее, многоликий Янус". Тем не менее многие исследователи, измеряющие активность отдельных типов NO-синтаз или определяющие содержание оксида азота в ответ на то или иное воздействие, забывают о наличии большого количества продуктов, участвующих в циклических взаимопревращениях в организме. Поэтому нередко тщательный анализ содержания и активности всех трех типов NO-синтаз мало что дает для понимания широкого спектра действия оксида азота и многочисленных продуктов его превращения. В связи с этим возникают вопросы о причине "многоликости" оксида азота. Если верны наши представления, вытекающие из концепции цикла оксида азота, то проблема оксида азота должна достигнуть своего расцвета лишь в XXI веке, а не отмереть после получения Нобелевской премии за выяснение роли NO в одной из областей физиологии и медицины, как это предрекают пессимисты.
Естественно возникает и другой вопрос: зачем Природе нужно было создавать цикл таких высокореакционных соединений? Согласно концепции цикла оксида азота [ Реутов ea 1992 ] механизм циклической организации высокореакционных соединений обеспечивает эффективную регуляцию содержания оксида азота. Последний, как указывалось выше, относится к нейтральным (незаряженным) молекулам, которые способны легко проникать через мембраны. Поэтому мембранных депо, характерных, например, для ионов Са2+, в принципе не может быть для NO. Каким же образом может осуществляться регуляция содержания NO? Считается, что таким механизмом и является механизм цикла оксида азота, в процессе которого осуществляется изменение валентности азота в ходе окислительн-овосстановительных реакций [ Реутов ea 1994 , Реутов ea 1998 , Реутов ea 1997 , Реутов ea 1999 ].
Таким образом, в силу своих физико-химических характеристик оксид азота обладает высокой реакционной способностью, с одной стороны, а, с другой - именно эти физико-химические свойства оксида азота используются Природой для эффективной регуляции содержания этого соединения [ Реутов ea 1994 , Реутов ea 1997 ] и участия его во внутри- и межклеточной сигнализации в норме и при патологиях различного генеза [ Недоспасов ea 1998 , Северина ea 1998 , Волин ea 1998 , Сорокина ea 1999 , Ткаченко ea 1999 ].
Смотрите также:
