Газовый медиатор NO Оксид азота II NO

Газовый медиатор NO

Оксид азота (II) (NO) был первой газообразной молекулой, открытие которой привело к пересмотру классических представлений о клеточной сигнальной трансдукции. NO был сначала идентифицирован как эндотелиальный фактор расслабления сосудов и медиатор бактерицидного действия макрофагов. Впоследствии были получены доказательства нейрональной роли NO. Спустя несколько лет было показано, что NO: 1. Модулирует секрецию медиаторов в центральной и периферической нервной системе. 2. Является модулятором освобождения ацетилхолина в нервно-мышечных соединениях как холоднокровных, так и теплокровных животных. Основным «рецептором» для NO в различных тканях является растворимая гуанилатциклаза, активация которой приводит к повышению внутриклеточной концентрации ц. ГМФ и соответствующих протеинкиназ. Значительная неоднородность эффектов NO, их видо- и тканеспецифичность предполагает наличие ц. ГМФ-независимых механизмов реализации функций NO.

Синтез NO У животных синтез оксида азота осуществляют семейство NO-синтаз (NOS). В активный центр любой из NO-синтаз входит железопорфириновый комплекс, содержащий аксиально координированный цистеин или метионин. Хотя все изоформы NOS катализируют образование NO, они являются продуктами различных генов, каждая из них имеет свои особенности как в механизмах действия и локализации, так и в биологическом значении для организма.

Схематическое представление NO-синтазы Фермент является димером, состоящим из двух одинаковых белковых молекул, каждая из которых связана с необходимым для работы фермента кофакторами: НАДФН, ФАД, ФМН. Связь между белковыми субъединицами происходит в области их N-конца. Стрелками показан перенос электронов.

Оксид азота (NO) секретируется в основном нервными терминалями в областях головного мозга, ответственных за долговременную память. Возможно, в будущем эта медиаторная система поможет объяснить некоторые поведенческие функции и механизмы памяти, которые до сих пор не понятны. Оксид азота отличается от других низкомолекулярных медиаторов механизмом образования в пресинаптической терминали и действием на постсинаптический нейрон. Он не синтезируется предварительно и не накапливается в везикулах пресинаптической терминали, как другие медиаторы. Оксид азота не выделяется из везикул, а при необходимости синтезируется практически мгновенно, диффундируя из пресинаптической терминали в течение нескольких секунд к расположенным поблизости постсинаптическим нейронам. В постсинаптическом нейроне он обычно не влияет значительно на мембранный потенциал, но изменяет внутриклеточные метаболические функции, которые модифицируют нервную возбудимость в течение нескольких секунд, минут и, вероятно, даже дольше.

Газообразные посредники образуют особую группу веществ, имеющих ряд свойств, отличающих их от классических медиаторов. Все они легко проникают через мембрану, выделяются из любого участка клетки, не запасаются в везикулах и не освобождаются экзоцитозом, являются коротко живущими. Клеточные эффекты газов опосредуются либо через систему внутриклеточных посредников, либо через прямое влияние на субъединицы ионных каналов, белки экзоцитоза, внутриклеточные ферменты. В роли нейромедиаторов и нейромодуляторов газы имеют преимущества перед другими посредниками по скорости синтеза и выделения, степени проницаемости через мембрану и широкому спектру мишеней. Особенности действия газов позволяют предположить их важную роль в формировании кратковременных и долговременных изменений в синаптических структурах в процессах памяти и обучения. NO уменьшает освобождение ацетилхолина и усиливает потенциалзависимые калиевые токи нервного окончания.

Оксид азота считался токсичным газом и загрязняющим атмосферу веществом, пока в 1987 году не была выдана Нобелевская премия за доказательство его роли в физиологических процессах организма млекопитающих. С тех пор было выяснено, что оксид азота принимает участие в таких процессах как : -обучение и запоминание -регуляция кровяного давления, пищеварение -борьба с инфекцией и раком

За два последних десятилетия было установлено, что эта молекула NO обладает широким спектром биологического действия, которое условно можно разделить на регуляторное, защитное и вредное: 1) NO действует как посредник в передаче клеточных сигналов внутри клетки и между клетками. Оксид азота, производимый клетками эндотелия сосудов, отвечает за расслабление гладких мышц сосудов и их расширение (вазодилатацию), предотвращает агрегацию тромбоцитов и адгезию нейрофилов к эндотелию, участвует в различных процессах в нервной, репродуктивной и иммунной системах. 2)NO также обладает цитотоксическими и цитостатическими свойствами. Клетки-киллеры иммунной системы используют оксид азота для уничтожения бактерий и клеток злокачественных опухолей. 3)С нарушением биосинтеза и метаболизма NO связаны такие заболевания, как эссенциальная артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, первичная легочная гипертензия, бронхиальная астма, невротическая депрессия, эпилепсия, нейродегенеративные заболевания (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона), сахарный диабет и др.

Участие NO в регуляции тонуса кровеносных сосудов в головном мозге Источниками NO могут являться эндотелий кровеносных сосудов, астроциты, клетки микроглии, периваскулярные нервные волокна, происходящие из внечерепных ганглиев, и расположенные около сосудов нейроны, содержащие NO-синтазу. Синтез NO в отростках этих нейронов может активироваться при воздействии на них глутамата (Гл).

Спасибо за внимание : )