Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих

Аналізуючи дані літератури і результати власних досліджень, автори показують, що внесок гемоглобіну у відновлення нітриту в NO складає 60-70 %, міоглобіну – близько 15%, мітохондрій – приблизно 12-13% і ендоплазматичного ретикулуму – близько 2-3%. Всі названі системи здатні в умовах дефіциту кисню в...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Актуальні проблеми транспортної медицини
Дата:	2008
Автори:	Реутов, В.П., Сорокина, Е.Г., Гоженко, А.И., Косицын, Н.С., Гурин, В.Н.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України 2008
Теми:	Теоретические проблемы медицины транспорта
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22846
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих / В.П. Реутов, Е.Г. Сорокина, А.И. Гоженко, Н.С. Косицын, В.Н. Гурин // Актуальні проблеми транспортної медицини. — 2008. — № 1 (11). — С. 22-28. — Бібліогр.: 26 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-22846
record_format	dspace
spelling	Реутов, В.П. Сорокина, Е.Г. Гоженко, А.И. Косицын, Н.С. Гурин, В.Н. 2011-06-30T20:19:31Z 2011-06-30T20:19:31Z 2008 Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих / В.П. Реутов, Е.Г. Сорокина, А.И. Гоженко, Н.С. Косицын, В.Н. Гурин // Актуальні проблеми транспортної медицини. — 2008. — № 1 (11). — С. 22-28. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. 1818-9385 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22846 546.174.591.1-612 Аналізуючи дані літератури і результати власних досліджень, автори показують, що внесок гемоглобіну у відновлення нітриту в NO складає 60-70 %, міоглобіну – близько 15%, мітохондрій – приблизно 12-13% і ендоплазматичного ретикулуму – близько 2-3%. Всі названі системи здатні в умовах дефіциту кисню відновлювати нітрит, що утворюється в ході NO синтазних реакцій (ендогенний нітрит) або того, що поступає разом з водою, продуктами харчування і лікарськими препаратами (екзогенний нітрит). Доцільно при цьому відзначити, що концентрації NO, нітриту і нітратів в умовах фізіологічної норми знаходяться в крові і тканинах в межах відповідно 10-7, 10-6 і 10-5 М. On the basis of the literature and results of own researches analysis it is shown, that the contribution of hemoglobin to restoration of nitrite in NO makes 60-70 %, mioglobin about 15 %, mitochondria approximately 12-13 % and endoplasmic reticulum about 2-3 %. All named systems are capable in conditions of deficiency of oxygen to renew nitrite, which is formed in course NO syntases reactions (endogenous nitrite) or acts with water, food stuffs and medical products (exogenous nitrite). Concentration NO, nitrite and nitrates in conditions of physiologic norm there are in blood and fabrics in borders 10-7, 10-6 and 10-5 M, accordingly. ru Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України Актуальні проблеми транспортної медицини Теоретические проблемы медицины транспорта Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих Цикл оксиду азоту як механізм стабілізації вмісту no і продуктів його перетворення в організмі ссавців Cycle of nitrogen oxide as the stabilization mechanism of no and its transformation products maintenance in the mammal organisms Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих
spellingShingle	Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих Реутов, В.П. Сорокина, Е.Г. Гоженко, А.И. Косицын, Н.С. Гурин, В.Н. Теоретические проблемы медицины транспорта
title_short	Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих
title_full	Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих
title_fullStr	Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих
title_full_unstemmed	Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих
title_sort	цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих
author	Реутов, В.П. Сорокина, Е.Г. Гоженко, А.И. Косицын, Н.С. Гурин, В.Н.
author_facet	Реутов, В.П. Сорокина, Е.Г. Гоженко, А.И. Косицын, Н.С. Гурин, В.Н.
topic	Теоретические проблемы медицины транспорта
topic_facet	Теоретические проблемы медицины транспорта
publishDate	2008
language	Russian
container_title	Актуальні проблеми транспортної медицини
publisher	Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України
format	Article
title_alt	Цикл оксиду азоту як механізм стабілізації вмісту no і продуктів його перетворення в організмі ссавців Cycle of nitrogen oxide as the stabilization mechanism of no and its transformation products maintenance in the mammal organisms
description	Аналізуючи дані літератури і результати власних досліджень, автори показують, що внесок гемоглобіну у відновлення нітриту в NO складає 60-70 %, міоглобіну – близько 15%, мітохондрій – приблизно 12-13% і ендоплазматичного ретикулуму – близько 2-3%. Всі названі системи здатні в умовах дефіциту кисню відновлювати нітрит, що утворюється в ході NO синтазних реакцій (ендогенний нітрит) або того, що поступає разом з водою, продуктами харчування і лікарськими препаратами (екзогенний нітрит). Доцільно при цьому відзначити, що концентрації NO, нітриту і нітратів в умовах фізіологічної норми знаходяться в крові і тканинах в межах відповідно 10-7, 10-6 і 10-5 М. On the basis of the literature and results of own researches analysis it is shown, that the contribution of hemoglobin to restoration of nitrite in NO makes 60-70 %, mioglobin about 15 %, mitochondria approximately 12-13 % and endoplasmic reticulum about 2-3 %. All named systems are capable in conditions of deficiency of oxygen to renew nitrite, which is formed in course NO syntases reactions (endogenous nitrite) or acts with water, food stuffs and medical products (exogenous nitrite). Concentration NO, nitrite and nitrates in conditions of physiologic norm there are in blood and fabrics in borders 10-7, 10-6 and 10-5 M, accordingly.
issn	1818-9385
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/22846
citation_txt	Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих / В.П. Реутов, Е.Г. Сорокина, А.И. Гоженко, Н.С. Косицын, В.Н. Гурин // Актуальні проблеми транспортної медицини. — 2008. — № 1 (11). — С. 22-28. — Бібліогр.: 26 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT reutovvp cikloksidaazotakakmehanizmstabilizaciisoderžaniânoiproduktovegoprevraŝeniâvorganizmemlekopitaûŝih AT sorokinaeg cikloksidaazotakakmehanizmstabilizaciisoderžaniânoiproduktovegoprevraŝeniâvorganizmemlekopitaûŝih AT goženkoai cikloksidaazotakakmehanizmstabilizaciisoderžaniânoiproduktovegoprevraŝeniâvorganizmemlekopitaûŝih AT kosicynns cikloksidaazotakakmehanizmstabilizaciisoderžaniânoiproduktovegoprevraŝeniâvorganizmemlekopitaûŝih AT gurinvn cikloksidaazotakakmehanizmstabilizaciisoderžaniânoiproduktovegoprevraŝeniâvorganizmemlekopitaûŝih AT reutovvp cikloksiduazotuâkmehanízmstabílízacíívmístunoíproduktíviogoperetvorennâvorganízmíssavcív AT sorokinaeg cikloksiduazotuâkmehanízmstabílízacíívmístunoíproduktíviogoperetvorennâvorganízmíssavcív AT goženkoai cikloksiduazotuâkmehanízmstabílízacíívmístunoíproduktíviogoperetvorennâvorganízmíssavcív AT kosicynns cikloksiduazotuâkmehanízmstabílízacíívmístunoíproduktíviogoperetvorennâvorganízmíssavcív AT gurinvn cikloksiduazotuâkmehanízmstabílízacíívmístunoíproduktíviogoperetvorennâvorganízmíssavcív AT reutovvp cycleofnitrogenoxideasthestabilizationmechanismofnoanditstransformationproductsmaintenanceinthemammalorganisms AT sorokinaeg cycleofnitrogenoxideasthestabilizationmechanismofnoanditstransformationproductsmaintenanceinthemammalorganisms AT goženkoai cycleofnitrogenoxideasthestabilizationmechanismofnoanditstransformationproductsmaintenanceinthemammalorganisms AT kosicynns cycleofnitrogenoxideasthestabilizationmechanismofnoanditstransformationproductsmaintenanceinthemammalorganisms AT gurinvn cycleofnitrogenoxideasthestabilizationmechanismofnoanditstransformationproductsmaintenanceinthemammalorganisms
first_indexed	2025-11-24T15:56:08Z
last_indexed	2025-11-24T15:56:08Z
_version_	1850849469433643008
fulltext	АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНОЙ МЕДИЦИНЫ № 1 (11), 2008 г. 2222222222 ACTUAL PROBLEMS OF TRANSPORT MEDICINE #1 (11), 2008 Нитросоединения (нитраты, нитриты и оксиды азота) широко используются в различных отраслях промышленности, в агрохимии и фармакологии [2,3,11]. В организм человека эти вещества поступа% ют вместе с воздухом, питьевой водой, колбасными и консервными изделиями, овощами, фруктами и лекарственными препаратами [2, 11]. Эти соединения спо% собны также эндогенно синтезироваться в организме человека и животных из L%ар% гинина [3,11]. В качестве промежуточного соединения в этой реакции образуется оксид азота – чрезвычайно важный регу% лятор, участвующий во внутриклеточной и межклеточной сигнализации и способный оказывать свое влияние на многочислен% ные процессы в клетках и в целом организ% ме. С 1980 г проблема оксида азота стала одной из ключевых проблем в биологии и медицине. В 1992 г журнал “Science” на% звал NO молекулой года, а в 1998 г трое американских исследователей Р. Фурчготт, Л. Игнарро и Ф. Мурад были удостоены Нобелевской премии за “открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в регуляции сердечно%сосудистой системы”. Однако проблема оксида азота в биологии и медицине, как правило, изучается от% дельно от проблемы нитросоединений, синтезирующихся эндогенно, или поступа% ющих вместе с воздухом, водой и пище% выми продуктами и способных высвобож% дать оксид азота и тем самым оказывать воздействие на организм человека и жи% вотных [3, 11, 12]. Отсутствие целостного понимания взаимосвязанных задач и про% блем затрудняет дальнейший прогресс и в частных исследованиях проблемы NO. УДК 546.174.591.1�612 ЦИКЛ ОКСИДА АЗОТА КАК МЕХАНИЗМ СТАБИЛИЗАЦИИ СОДЕРЖАНИЯ NO И ПРОДУКТОВ ЕГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Гоженко А.И., Косицын Н.С., Гурин В.Н. Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, Россия; valentinreutov@mtu�net.ru Одесский национальный медицинский университет, Одесса, Украина; Институт физиологии НАН Беларуси, Минск, Беларусь Таким образом, в настоящее время стано% вится все более очевидным, что современ% ные модели, а также микро% и макроско% пические представления о роли NO в био% логических системах % это по сути дела совокупность неполных и разрозненных объяснений, характерных для данного уровня знаний. Цель работы состояла в обнаруже% нии, выяснении и анализе основных зако% номерностей, которые определяют широ% кий спектр токсического и регуляторного действия нитритов, а также в изучении механизмов восстановления ионов NO 2 % в NO в крови и тканях млекопитающих и анализе роли реакции восстановления нитритов в NO в осуществлении регулятор% ного и токсического действия нитритов в организме животных. Материалы и методы исследований Объект исследования. Эксперимен% ты были проведены на 1124 крысах%сам% цах линии Wistar и 340 беспородных кры% сах весом 150%160 г. Раствор нитрита на% трия в зависимости от конкретной цели эксперимента вводили в бедренную вену, внутрибрюшинно, подкожно или внутри% мышечно. Основная часть исследований была выполнена при внутривенных и внут% рибрюшинных введениях. Дозы NaNO 2 варьировали от 0,5 до 14 мг на 100 г мас% сы тела. Время от момента введения NaNO 2 до декапитации составляло от 1 мин до 24 часов. Сразу же после декапи% тации готовили образцы крови и тканей для исследований. Определение содержания гемогло� бина в крови животных осуществляли с ACTUAL PROBLEMS OF TRANSPORT MEDICINE #1 (11), 2008 АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНОЙ МЕДИЦИНЫ № 1 (11), 2008 г. 2323232323 помощью унифицированного гемиглобин% цианидного метода. Принцип метода ос% нован на окислении гемоглобина в метге% моглобин (гемиглобин) железосинеродис% тым калием (красная кровяная соль). Об% разующийся с ацетонциангидрином окра% шенный цианметгемоглобин (гемиглобин% цианид) определяли спектрофотометри% чески. Определение содержания метгемог� лобина в крови животных осуществляли с помощью унифицированного спектрофо% тометрического метода с использованием СN – метгемоглобина. Спектры ЭПР биологических препа� ратов регистрировали на 3%сантиметровом радиоспектрометре отражательного типа с двойной модуляцией магнитного поля. Во избежание эффектов насыщения, сиг% налы ЭПР свободных радикалов записыва% ли при мощности СВЧ порядка 100%200 mW, а сигналы парамагнитных комплексов металлов переменной валентности % при мощностях СВЧ порядка 10%15 mW. Амп% литуда ВЧ%модуляции магнитного поля составляла 5%8 эрстед для свободных ра% дикалов и 10%15 эрстед для комплексов металлов переменной валентности. Пер% вую производную сигналов поглощения ЭПР препаратов крови и гемоглобина за% писывали параллельно с сигналом ЭПР встроенного в резонатор спектрометра эталона рубина с фиксированной концен% трацией парамагнитных центров. Концен% трацию парамагнитных комплексов изуча% емых образцов крови и гемоглобина опре% деляли методом двойного интегрирования первой производной сигнала поглоще% ния ЭПР. В некоторых случаях концентра% цию парамагнитных комплексов выражали в относительных единицах, представляю% щих собой отношение площади сигнала ЭПР ткани к площади сигнала ЭПР этало% на сравнения с пересчетом на 1 г влажной ткани. Расчет величины g%фактора, ширины линии и величины сверхтонкого расщепле% ния наблюдаемых спектров поглощения ЭПР проводили по известной величине g% фактора 3%ей и 4%ой линий поглощения ЭПР эталона кристаллического Мn2+ в MgO. Значения величин g%фактора 3%ей и 4%ой линий поглощения ЭПР Mn2+ в MgO, как известно, равны соответственно 2,03114 и 1,98150. Анализ содержания свободных ами� нокислот в сыворотке крови проводили с использованием сочетания одномерной хроматографии на пластинах Фиксион% 50х8 (Венгрия) и двумерной хроматогра% фии на пластинах с целлюлозным покры% тием (Merck, Германия). Определение альбумина осуществ% ляли при помощи унифицированного ме% тода по реакции с бромкрезоловым зеле% ным. Разделение белков и пептидов сыво� ротки крови осуществляли методом высо% коэффективной жидкостной хроматогра% фии (ВЭЖХ) c ультрафиолетовым детекто% ром при l = 280 нм на приборе фирмы “Waters” (США). Спектры поглощения крови, гемогло� бина и цитохрома С регистрировали на спектрофотометрах CФ%10, СФ%18, СФ%26. Концентрацию гемоглобина и цитохрома с определяли спектрофотометрически по величине оптической плотности с учетом коэффициента молярной экстинкции. Содержание ионов NO 2 � и NO 3 � в сы� воротке крови осуществляли по методу Грисса, который основан на образовании окрашенного азосоединения при взаимо% действии ионов NO 2 % с сульфониловой кис% лотой и a%нафтиламином. Флуоресцентный метод был исполь% зован для измерения окислительно%вос% становительных реакций пиридин%нуклео% тидов в митохондриях печени. Метод электронной микроскопии использовали для анализа чистоты фрак% ций митохондрий печени и почек и выяс% нения возможности перераспределения белков из растворимого в мембранно%свя% занное состояние. Растворы для перфузии тканей гото% вили на свежей дистиллированной воде с рН 7,4 с добавлением 8,0 г NaCl и 300 мг гепарина на 1 л. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНОЙ МЕДИЦИНЫ № 1 (11), 2008 г. 2424242424 ACTUAL PROBLEMS OF TRANSPORT MEDICINE #1 (11), 2008 Среда выделения митохондрий пе� чени и почек содержала: 250 мМ сахаро% зы, 10 мМ трис%НСl, рН 7,4. Среда инкубации митохондрий пече� ни содержала: 250 мМ сахарозы, 30 мМ КСl, 3 мМ КН 2 РО 4 , 10 мМ MgCl 2 , 5 мМ трис% НСl, рН 7,4. Статистический анализ данных осу% ществляли с помощью пакетов программ GrafPadPrizm и Statgrafics c использовани% ем критерия Стьюдента. Результаты исследования и их об% суждение Изучая динамику образования метге% моглобина после введения NaNO 2 в дозах 2%7 мг/100 г массы тела, мы обратили внимание на то, что в течение первого часа происходит увеличение концентрации мет% гемоглобина, которая, достигнув экстре% мума через 50%60 мин, практически не изменяется до 1,5 ч, а затем относитель% но медленно начинает снижаться. Спустя 5%7 часов уровень метгемоглобина при% ближается к контрольным значениям. Ана% лизируя кривые образования и восстанов% ления метгемоглобина интересно при этом отметить то обстоятельство, что время восстановления метгемоглобина прибли% зительно одинаково в случаях поступления относительно низких и высоких доз нитри% тов. Поэтому можно сделать вывод: чем выше уровень метгемоглобина, тем выше и скорость его восстановления. Естествен% но возникают вопросы: 1) каким образом осуществляется окисление гемоглобина в метгемоглобин и восстановление после% днего снова в гемоглобин? 2) какие фак% торы влияют на активацию процесса вос% становления метгемоглобина в крови при поступлении относительно высоких кон% центраций нитритов? 2) какие компенса% торно%приспособительные механизмы включаются при поступлении относитель% но высоких концентраций нитритов? Изучая изменение содержания нит% ритов, нитратов, метгемоглобина и Hb%NO комплексов in vivo, мы обратили внима% ние на то, что после введения NaNO 2 со% держание нитритов (ионов NO 2 %) достаточ% но быстро снижается (в течение 1%2 часов) и приближается к значениям у контрольных животных. Содержание метгемоглобина и Hb%NO комплексов изменяется синхронно, достигая максимума через 1 ч, а через 5% 6 ч достигает контрольных значений. Од% нако динамика содержания нитратов (ионов NO 3 %) всегда запаздывала по срав% нению с динамикой нитритов, метгемогло% бина и Hb%NO комплексов. Эти данные позволяли предположить, что процессы образования метгемоглобина и Hb%NO комплексов происходят синхронно и со% пряжены со снижением содержания нит% ритов (ионов NO 2 %). Что же касается обра% зования нитратов, то, можно было предпо% ложить, что они появляются в результате каких%то метаболических превращений NO и других азотсодержащих веществ. Сопоставляя данные спектрофото% метрических и ЭПР%исследований было показано, что в восстановлении ионов NO 2 % в NO участвует дезоксигемоглобин, а кис% лород является ингибитором нитритредук% тазной активности пигмента крови. Изве% стно, что в организме млекопитающих (самцов и самок) содержится соответ% ственно 50 и 40 мг/кг массы тела. От 28 до 31 мг/кг железа входит в состав гемог% лобина, 4%5 мг/кг – в состав миоглобина, 12 мг/кг – ферритина и гемосидерина, а остальные – в состав всех остальных гем% содержащих ферментов [19]. Таким обра% зом, вклад гемоглобина крови в восстанов% лении ионов NO 2 % в NO является самым доминирующим. Второе место по содержанию желе% за в организме млекопитающих занимает миоглобин – около 15%. Миоглобин явля% ется одной из мономерных субъединиц гемоглобина. Поэтому можно было пред% полагать, что и он будет обладать в дезок% си%форме нитритредуктазной активнос% тью. Проведенные исследования с помо% щью метода ЭПР показали, что миоглобин в дезокси%форме действительно восста% навливает ионы NO 2 % в NO с образовани% ем R%конформеров комплексов, которые подобны R%конформерам Hb%NO комплек% сов. ACTUAL PROBLEMS OF TRANSPORT MEDICINE #1 (11), 2008 АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНОЙ МЕДИЦИНЫ № 1 (11), 2008 г. 2525252525 Используя методы ЭПР, спектрофо% тометрии и спектрофлуориметрии было установлено, что митохондрии способны восстанавливать ионы NO 2 % в NO за счет участия цитохромоксидазы. Что же каса% ется эндоплазматического ретикулума, то участие в восстановлении нитритов цитох% рома Р%450, находящегося в выделенных микросомах было установлено в работах [17, 18, 19%26]. Митохондрии и микросо% мы вместе взятые содержат около 15% всего железа, содержащегося в организ% ме млекопитающих. Поэтому, оценивая их совместный вклад в восстановление ионов NO 2 % в NO по процентному содержанию железа, можно сказать, что он приблизи% тельно такой же, как и от Mb, содержаще% гося в миокарде и скелетных мышцах. Однако известно, что митохондрии погло% щают около 90%95% молекул кислорода по сравнению с микросомами [17, 18]. В свя% зи с этим можно оценивать и нитритредук% тазную активность митохондрий и микро% сом в пределах этих величин, поскольку дыхание и восстановление нитритов осу% ществляются в ходе транспорта электро% нов по электронно%транспортным цепям. Может ли изменение рН среды инку% бации или ацидоз в тканях влиять на про% цессы восстановления нитритов в NO? Еще в 70%80%х гг. ХХ в. нами было показа% но, что подкисление среды инкубации ге% моглобина от 7,4 до 5,5 может приводить к активации образования NO из ионов NO 2 % , а повышение рН от 7,4 до 8,0 существен% но ингибирует нитритредуктазную актив% ность гемоглобина. Такое изменение нит% ритредуктазных свойств гемоглобина в зависимости от рН среды инкубации мо% жет быть связано с одной стороны с тем, что при кислых значениях рН стабилизи% руется Т%конформация гемоглобина, а при щелочных – его R%конформация. Посколь% ку в R%конформации гемоглобин удержи% вает кислород прочнее, чем в Т%конформа% ции, то наблюдаемое явление можно объяснить ингибирующим действием кис% лорода, связанным с гемоглобином [10]. Однако, с другой стороны, нельзя исклю% чать и то, что протонирование нитритов может приводить к образованию азотис% той кислоты, которая распадается с выс% вобождением оксида и диоксида азота: 2NO2 % + 2H+ → 2HNO2 → NO + NO 2 + H 2 O Таким образом, анализируя данные литературы и результаты собственных ис% следований, можно сказать, что вклад ге% моглобина в восстановление нитритов в NO составляет 60%70 %, миоглобина – око% ло 15%, митохондрий – приблизительно 12%13% и эндоплазматического ретикулу% ма – около 2%3%. Все названные системы способны в условиях дефицита кислорода восстанавливать нитриты, образующиеся в ходе NO%синтазных реакций (эндогенные нитриты) или поступающие вместе с во% дой, продуктами питания и лекарственны% ми препаратами (экзогенные нитриты). Целесообразно при этом отметить, что концентрация NO, нитритов и нитратов в условиях физиологической нормы нахо% дятся в крови и тканях в пределах соответ% ственно 10%7, 10%6 и 10%5 М. Причем около половины всего содержания нитратов, нитритов и NO, как правило, дают нитро% соединения эндогенного происхождения, образующиеся из L%аргинина. При нитрат% но%нитритных интоксикациях или при акти% вации индуцибельных NO%синтаз концен% трация NO и ионов NO 2 %, NO 3 % может в де% сятки – сотни раз повышаться по сравне% нию с физиологической нормой. Такие ин% токсикации особенно могут быть опасны при некоторых железодефицитных состо% яниях (например, беременность у женщин, язвенные заболевания, железодефицит% ная анемия), когда содержание гемоглоби% на может существенно отличаться от нор% мальных физиологических значений. “За% пас прочности”, обеспечиваемый работой цикла оксида азота в физиологических условиях, может существенно снижаться при железодефицитных состояниях. При этом могут возникать патологические со% стояния, связанные с нарушением цикли% ческих регуляторных процессов. В клетке, как известно, содержится АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНОЙ МЕДИЦИНЫ № 1 (11), 2008 г. 2626262626 ACTUAL PROBLEMS OF TRANSPORT MEDICINE #1 (11), 2008 несколько тысяч белков, действие которых должно быть строго согласовано между собой во времени и во внутриклеточном пространстве. Одним из механизмов ре% гуляции активности ферментов является образование из групп белков организован% ных систем. Связывание белков на мемб% ранах повышает стабильность белков, и, как правило, увеличивает активность тех белков%ферментов, которые включены в мультиферментные комплексы. Изучая механизмы восстановления ионов NO2% в NO в крови мы обратили внимание, что в эритроцитах на фоне образования Hb % NO комплексов происходит снижение содер% жания пигмента крови на 20%25% по срав% нению с контролем. Кроме того, на фоне повышения содержания ± c“0+µ– %амино% азота было отмечено снижение содержа% ния альбумина и общего белка в сыворот% ке крови в пределах тех же 20%25% по сравнению с контролем. Объяснить ре% зультаты этих исследований нам помогли наши данные, свидетельствующие о том, что продукт превращения NO – диоксид азота (NO 2 ), может индуцировать на нена% сыщенных жирных кислотах и некоторых аминокислотах (тирозине) образование парамагнитных центров. Само образова% ние парамагнитных центров на ненасы% щенных жирных кислотах и белках могло явиться одним из ключевых механизмов, лежащих в основе как повреждающего действия нитритов и продуктов их метабо% лизма – NO и NO 2 , так и компенсаторно% приспособительных механизмов, включа% ющихся в ответ на действие окислитель% ного стресса, связанного с действием ука% занных выше нитросоединений. Используя метод электронной мик% роскопии нами было показано, что восста% новление ионов NO 2 % в NO сопровождает% ся не только окислением гемоглобина в метгемоглобин, но и перераспределением белков из растворимого в мембранно%свя% занное состояние. Анализ и обобщение данных литературы, а также результатов собственных исследований, позволили нам предложить объяснение наблюдае% мым явлениям. Согласно нашим представ% лениям механизм индукции такого пере% распределения состоит в том, что свобод% но%радикальные соединения NO и NO 2 образуют парамагнитные центры на бел% ках и липидах, которые служат центрами полимеризации белков, находящихся в цитоплазме с белками и липидами, нахо% дящимися в мембранах, за счет так назы% ваемого “белок%белкового” и “белок%ли% пидного” комплексообразования [11, 12]. Мы полагаем, что этот механизм можно рассматривать как систему быстро% го реагирования в ответ на действие экст% ремальных факторов. Наличие такой сис% темы быстрого реагирования, по%видимо% му, позволяет резко менять уровень кле% точного метаболизма за время, в течение которого не успевают включиться процес% сы биосинтеза белков. Действительно, связывание белков на плазматической мембране и на мембранах субклеточных структур, по сути дела, является их иммо% билизацией. При такой иммобилизации значительно увеличивается стабильность белков и время их жизни. Кроме того, при иммобилизации белков на мембранах воз% растает скорость ферментативных реак% ций, в том числе и тех, которые увеличи% вают синтез АТФ. А это, в свою очередь, может запускать механизмы компенсатор% но%приспособительных изменений. Такие механизмы присущи не только системам, связанным с восстановлением метгемог% лобина в эритроцитах. Они, как показали наши исследования, выполненные с соав% торами [12, 15, 16], широко распростра% нены, включаются в условиях окислитель% ного стресса и, возможно, являются уни% версальными для всех клеток и организ% мов. Полученные нами данные и развива% емые представления о цикле оксида азо% та как механизме компенсаторно%приспо% собительных реакций и стабилизации со% держания оксида азота и продуктов его превращения в организме млекопитающих хорошо согласуются с исследованиями других авторов, проведенных в России, Беларуси, Украине, а также в странах Ев% ропейского Союза и США [3, 14, 17%26]. ACTUAL PROBLEMS OF TRANSPORT MEDICINE #1 (11), 2008 АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНОЙ МЕДИЦИНЫ № 1 (11), 2008 г. 2727272727 Литература 1. Ажипа Я.И., Реутов В.П., Каюшин Л.П., Никишкин Е.И. Конформационные изомеры комплексов гемоглобина с окисью азота, возникающие в крови при действии нитрита натрия // Изв. АН СССР. сер. биол. 1983. №2. С.240% 250. 2. Ажипа Я.И., Реутов В.П., Каюшин Л. П. Экологические и медико%биологичес% кие аспекты проблемы загрязнения окружающей среды нитратами и нит% ритами.// Физиология человека. 1990. Т. 20. №3. C.165%174. 3. Гурин А.В. Функциональная роль окси% да азота в центральной нервной сис% теме.// Успехи физиологических наук. 1997. Т.28, №1, С.53%60. 4. Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К., Реутов В.П. Оксид азота и NO%синтазы в орга% низме млекопитающих при различных функциональных состояниях // Биохи% мия. 2000. Т. 65. №4. С. 485%503. 5. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Пинелис В.Г. и др. Компенсаторно%приспособи% тельные механизмы при нитритной гипоксии у крыс.// Бюлл. эксперим. биол. и медицины. 1993. № 11. C.506% 508. 6. Реутов В.П. Цикл окиси азота в орга% низме млекопитающих // Усп. биол. химии. 1995. Т.35. С.189%228. 7. Реутов В.П. Биохимическое предопре% деление NO%синтазной и нитритредук% тазной компонент цикла оксида азота // Биохимия. 1999. Т.64. №5. С. 634% 651. 8. Реутов В.П. Медико%биологические аспекты циклов оксида азота и супе% роксидного анион%радикала // Вест. РАМН. 2000. №4. C.35%41. 9. Реутов В.П. Цикл оксида азота в орга% низме млекопитающих и принцип цик% личности // Биохимия. 2002. Т.67. №3. С. 353%376. 10. Реутов В.П., Ажипа Я.И., Каюшин Л.П. Кислород как ингибитор нитритредук% тазной активности гемоглобина // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1983. №3. С.408% 418. 11. Реутов В.П., Ажипа Я.И., Каюшин Л.П. Исследование парамагнитных цент% ров, возникающих при взаимодей% ствии двуокиси азота с олеиновой кис% лотой и тирозином // ДАН СССР. 1978. Т.241. №6. С. 1375%1377. 12. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Охотин В.Е., Косицын Н.С. Циклические пре% вращения оксида азота в организме млекопитающих. М.: Наука. 1997. 156 с. 13. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Косицын Н.С., Охотин В.Е. Проблема оксида азота в биологии и медицине и прин% цип цикличности: ретроспективный анализ идей принципов и концепций. М.: Едиториал УРСС. 2003. 96 с. 14. Степуро И.И., Чайковская Н.А., Соло� дунов А.А., Артсукевич А.Н. Генерация оксида азота при окислении ферро% формы гемоглобина нитритом // Био% химия. 1997. Т.62. №9. С. 1122%1129. 15. Самосудова Н.В., Реутов В.П., Ларио� нова Н.П. Оксид азота как модулятор контрастности основных элементов цитоскелета // Цитология. 2000. Т.42. №1. С.72%78. 16. Самосудова Н.В., Реутов В.П., Ларио� нова Н.П., Чайлахян Л.М. Возможное участие оксида азота в межнейронном взаимодействии // ДАН. 2001. Т.378. №3. С.417%420. 17. Arillo A., Mensi P., Pirozzi G. Nitrite binding to cytochrome P%450 from liver microsomes of trout (Salmo gairdneri Rich.) and effects on two microsomal enzymes. // Toxicol. Lett. 1984, Vol .21, №3, p.369%374. 18. Duthu G.S., Shertzer H.G. Effect of nitrite and sulfite on rabbit liver mixed%function oxidase. // Tex. J. Sci. 1977. Spec. Publ. № 3. P.71%80. 19. Kahl R., Wulff U., Netter K.J. Effect of nitrite on microsomal cytochrome P%450. Xenobiotica. 1978. Vol.8. №6. P. 359% 364. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНОЙ МЕДИЦИНЫ № 1 (11), 2008 г. 2828282828 ACTUAL PROBLEMS OF TRANSPORT MEDICINE #1 (11), 2008 Впервые поступила в редакцию 14.12.2007 г. Рекомендована к печати на заседании ученого совета НИИ медицины транспорта (протокол № 1 от 18.01.2008 г.). 20. Marker E.K., Kulkarni A.P. Cytochrome P� 450�mediated denitrification of 2% nitropropane in mouse liver microsomes. // J. Biochem. Toxicol. 1986. Vol.1.№3.Р.71%83. 21. Schiffman F.J. Hematologic Pathophysiology. Phyladelphia%New York. Lippincott%Raven Publishers. 2001. 446 p. 22. Shertzer H.G., Duthu G.B. Nitrite binding to rabbit liver microsomes and effects on aminopyrine demethylation. // Biochem. Pharmacol. 1979. Vol.28. №6. P.873%879. 23. Shoun H., Suyama W., Yasui T. Soluble, nitrate/nitrite%inducible cytochrome P� 450 of the fungus, Fusarium oxysporum. // FEBS Lett. 1989. Vol.244. №1. P.11% 14. 24. Shoun H., Tanimoto T. Denitrification by the fungus Fusarium oxysporum and involvement of cytochrome P�450 in the respiratory nitrite reduction. // J. Biol. Chem. 1991. Vol. 266. №17. Р.11078% 11082. 25. Show H., Tanimoto T. Denitrification by the fungus Fusarium oxysporum and involvement of cytochrome P%450 in the respiratory nitrite reduction. // J. Biol. Chem. 1991. Vol.266.N17. P.11078% 11082. 26. Usuda K., Toritsuka N., Matsuo Y., Kim D.H., Shoun H. Denitrification by the fungus Cylindrocarpon tonkinense: anaerobic cell growth and two isozyme forms of cytochrome P%450nor. // Appl. Environ. Microbiol. 1995. Vol.61. №3. Р.883%889. Резюме ЦИКЛ ОКСИДУ АЗОТУ ЯК МЕХАНІЗМ СТАБІЛІЗАЦІЇ ВМІСТУ NO І ПРОДУКТІВ ЙОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ В ОРГАНІЗМІ ССАВЦІВ Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Гоженко А.І., Косіцин Н.С., Гурин В.Н. Аналізуючи дані літератури і резуль% тати власних досліджень, автори показу% ють, що внесок гемоглобіну у відновлен% ня нітриту в NO складає 60%70 %, міогло% біну – близько 15%, мітохондрій – при% близно 12%13% і ендоплазматичного ре% тикулуму – близько 2%3%. Всі названі системи здатні в умовах дефіциту кисню відновлювати нітрит, що утворюється в ході NO%синтазних реакцій (ендогенний нітрит) або того, що поступає разом з водою, продуктами харчування і лікарсь% кими препаратами (екзогенний нітрит). Доцільно при цьому відзначити, що кон% центрації NO, нітриту і нітратів в умовах фізіологічної норми знаходяться в крові і тканинах в межах відповідно 10%7, 10%6 і 10% 5 М. Summary CYCLE OF NITROGEN OXIDE AS THE STABILIZATION MECHANISM OF NO AND ITS TRANSFORMATION PRODUCTS MAINTENANCE IN THE MAMMAL ORGANISMS Reutov V.P., Sorokina E.G., Gozhenko A.I., Kositsin N.S., Gurin V.N. On the basis of the literature and re% sults of own researches analysis it is shown, that the contribution of hemoglobin to res% toration of nitrite in NO makes 60%70 %, mioglobin % about 15 %, mitochondria % approximately 12%13 % and endoplasmic reticulum % about 2%3 %. All named systems are capable in conditions of deficiency of oxygen to renew nitrite, which is formed in course NO%syntases reactions (endog% enous nitrite) or acts with water, food stuffs and medical products (exogenous nitrite). Concentration NO, nitrite and nitrates in conditions of physiologic norm there are in blood and fabrics in borders 10%7, 10%6 and 10%5 M, accordingly.

Цикл оксида азота как механизм стабилизации содержания no и продуктов его превращения в организме млекопитающих

Репозитарії

Схожі ресурси