Оксид азота что такое: 404 Страница не найдена

Содержание

«Веселящий газ»: область применения и влияние на организм человека

Закись азота — это бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом, тяжелее воздуха (относительная плотность 1,527). Растворим в воде (1:2). При 0°C и давлении 30 атмосфер, а также при обычной температуре и давлении 40 атмосфер сгущается в бесцветную жидкость. Из одного килограмма жидкой закиси азота образуется 500 литров газа. Закись азота не воспламеняется, но поддерживает горение. Смеси с эфиром, циклопропаном, хлорэтилом в определенных концентрациях взрывоопасны.

Закись азота получают нагреванием сухого нитрата аммония. Разложение начинается при 170°C и сопровождается выделением тепла. Поэтому очень опасно производить его в кустарных условиях, так как при температурах более 300°C нитрат аммония разлагается со взрывом. Также возможно его получение и другими химическими реакциями (например нагревание сульфаминовой кислоты с 73%‑й азотной кислотой).

Гемиоксид азота назван «веселящим газом» английским химиком Хэмфри Дэви, который, изучая на себе действие закиси азота (1799), обнаружил в начальной фазе возбуждение, сопровождающееся смехом и беспорядочными телодвижениями, в последующем ‑ потерю сознания.

Малые концентрации закиси азота вызывают чувство опьянения и легкую сонливость. При вдыхании чистого газа быстро развиваются наркотическое состояние и асфиксия. В смеси с кислородом при правильном дозировании вызывает наркоз без предварительного возбуждения и побочных явлений. Закись азота не вызывает раздражения дыхательных путей. В организме она почти не изменяется, с гемоглобином не связывается; находится в растворенном состоянии в плазме. После прекращения вдыхания выделяется (полностью через 10‑15 мин) через дыхательные пути в неизмененном виде. В медицине применяют в смеси с кислородом как средство для ингаляционного наркоза при хирургических операциях, родах, иногда при инфаркте миокарда.

Форма выпуска: в металлических баллонах вместимостью 10 литров под давлением 50 атмосфер в сгущенном (жидком) состоянии. Баллоны окрашены в серый цвет и имеют надпись «Для медицинского применения». Хранение: при комнатной температуре в закрытом помещении, вдали от огня.

Закись азота применяется и в автомобильной сфере, где азот или вещество на его основе впрыскивается во впускной коллектор двигателя автомобиля.

Таким образом, технические характеристики автомобиля значительно улучшаются, а двигатель работает интенсивнее и становится мощнее, хотя и кратковременно. При подготовке аквалангистов к погружению также используется закись азота.

В пищевой промышленности это вещество зарегистрировано как пищевая добавка Е 942. Также оно используется в производстве продукции в аэрозольных упаковках (например, взбитые сливки) как пропеллент (создает избыточное давление, обеспечивающее вытеснение из упаковки продукта).

Техническая закись азота отличается от медицинской небольшим количеством содержания диоксида серы для предотвращения злоупотребления этим химическим соединением.

После введения в России с 1 июня 2012 года запрета на безрецептурную продажу комбинированных лекарственных препаратов, содержащих кодеин или его соли, психоактивное вещество закись азота стало популярным у токсикоманов.

Они употребляют его ингаляционно, в основном с использованием воздушных шариков, заполненных закисью азота.

Быстрое достижение состояния эйфории превратило «веселящий газ» в популярное средство на разного рода молодежных вечеринках. «Веселящий газ» распространяется в основном в ночных клубах с лета 2012 года.

По словам главного нарколога Минздрава РФ Евгения Брюна, медики пока не знают, какие последствия могут быть от употребления этого вещества, и как возникает зависимость от него.

Глава Роспотребнадзора, главный государственный санитарный врач России Геннадий Онищенко сообщил, что допустимо применение закиси азота в медицинских условиях. «Это один из самых щадящих анестетиков. Но когда он в огромных масштабах вне стен медучреждений применяется абсолютно без повода, как это повлияет, не знает никто».

Предположительно, использование «веселящего газа» может производить необратимые воздействия на мозг и нервную систему. Даже при небольшой концентрации он дезорганизует мыслительную деятельность, затрудняет работу мышц, ухудшает зрение и слух.

Его использование возможно только под контролем специалистов, прошедших соответствующее обучение.

Без надлежащего контроля и в чистом виде (без «разбавления» кислородом) применение веселящего газа смертельно опасно. Если объем кислорода в смеси с закисью азота будет меньше 20%, то может наступить остановка дыхания, человек погибнет.

Признаки употребления закиси азота:

При краткосрочном применении ‑ глупое поведение, беспричинный безудержный смех, головокружение, частые головные боли, частые падения в обморок и частые потери сознания.

При долгосрочном применении ‑ кратковременная амнезия, эмоциональая неустойчивость, нарушение мыслительных процессов, ухудшение слуха и осязания, шаткая походка, невнятность речи, постепенная атрофия мозга.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Окись азота и судьба человека

Бесцветный газ — окись азота — всегда считался вредным для организма человека. Инженеры разрабатывают более совершенные двигатели внутреннего сгорания, в меньшей степени загрязняющие атмосферу окисью азота, конструируют системы регенерации окиси азота в другие вещества. Но в конце ушедшего века ученые неожиданно обнаружили, что окись азота присутствует в любом живом организме в довольно больших концентрациях. И не просто присутствует, а управляет важнейшими физиологическими процессами.

Профессор Анатолий Федорович Ванин, впервые обнаруживший радикалы окиси азота в живых клетках, беседует с нобелевским лауреатом Робертом Форшготтом, впервые описавшим явление, обусловленное действием окиси азота. Москва, 1989 год.

Электронная формула окиси азота (NO).

Наука и жизнь // Иллюстрации

Схема физиологических воздействий окиси азота на тонус сосудов.

‹

›

Окись азота (химическое название — оксид азота) — новая «путеводная звезда» в медицине, указывающая направление поиска лекарственных средств против множества болезней. Именно так считают сейчас большинство исследователей.

Лавинообразный рост числа публикаций по исследованию роли окиси азота в биологических объектах дал основание Американской ассоциации развития науки и авторитетному научному журналу «Science» («Наука») назвать в 1992 году окись азота молекулой года.

Чем же продиктован такой все возрастающий научный интерес к окиси азота?

Оказалось, что окись азота управляет как внутриклеточными, так и межклеточными процессами в живой клетке. Многие болезни — гипертония, ишемия миокарда, тромбозы, рак — вызваны нарушением физиологических процессов, которые регулирует окись азота. Именно по этой причине окись азота представляет огромный интерес для биологов и медиков самых разных специальностей.

Нейрофизиологи и нейрохимики интересуются окисью азота в связи с тем, что она управляет важнейшими процессами, происходящими в нервной системе. Высшая нервная деятельность человека во многом обусловлена прохождением импульса с одной нервной клетки (нейрона) на другую — так называемой синаптической передачей. Если попытаться описать этот процесс в двух словах, то можно сказать, что при прохождении нервного импульса из окончания одного нейрона «выбрасывается» молекула сигнального вещества — нейромедиатора (например, ацетилхолина, глутамата), которую «захватывает» специальный белок (рецептор) на мембране нервного окончания другого нейрона.

Затем сложная цепь биохимических и электрохимических реакций обеспечивает прохождение нервного импульса по этому нейрону. Когда сигнал достигает нервного окончания, снова происходит выброс из него молекулы нейромедиатора и так далее. Оказалось, что окись азота активирует процесс выброса нейромедиаторов из нервных окончаний во время синаптической передачи. Более того, молекула окиси азота сама может играть роль нейромедиатора, то есть непосредственно передавать сигнал с одной нервной клетки на другую. Неудивительно, что окись азота присутствует во всех отделах головного мозга человека: гипоталамусе, среднем мозге, коре, гиппокампе, продолговатом мозге и др.

Таким образом, в мыслительной деятельности окись азота является и непосредственным участником, и косвенным регулятором. Что касается телесного существования, то и здесь ее роль не меньшая.

Кардиологи и специалисты, изучающие систему кровообращения, интересуются окисью азота, поскольку она регулирует расслабление гладких мышц сосудов и синтез так называемых «белков теплового шока», которые «защищают» сосуды при ишемической болезни сердца.

Гематологов окись азота интересует в связи с тем, что она тормозит агрегацию (слипание) тромбоцитов, влияет на перенос кислорода эритроцитами, а также на реакции с участием химически активных молекул (свободных радикалов) в крови.

Иммунологов окись азота интересует потому, что активация клеток, участвующих в иммунном ответе, — макрофагов и нейтрофилов — сопровождается высвобождением этими клетками окиси азота.

Онкологи проявляют повышенный интерес к окиси азота из-за ее предполагаемого участия в процессе развития злокачественных образований.

Физиологи, занимающиеся проблемами регуляции водно-солевого обмена в организме, и нефрологи интересуются окисью азота по той причине, что она регулирует почечный кровоток и солевой обмен в почечных канальцах.

Даже интимная жизнь без окиси азота невозможна — ее высвобождение способствует эрекции.

Но и это еще не все. В последние годы лавинообразно нарастает поток информации о влиянии окиси азота на функционирование генома.

Судьба человека определяется его поведением и характером, на которые, в свою очередь, влияет состояние его души и тела. Значит, судьба человека в некотором смысле связана с окисью азота.

Что же представляет собой молекула окиси азота?

Известно, что, когда в электронном семействе какой-либо молекулы имеется электрон без своей пары, то есть для него нет партнера, все семейство испытывает беспокойство и проявляет повышенную агрессивность по отношению к другим соединениям, стремясь найти и отобрать чужой недостающий электрон. Соединения, имеющие неспаренный электрон, называются радикалами. Радикалы обычно неустойчивы и появляются на промежуточных стадиях химических реакций.

Окись азота из-за наличия в ее электронной структуре неспаренного электрона относится к разряду радикалов и, следовательно, как и все радикалы, стремится «найти» недостающий электрон для создания новой электронной пары. Когда это удается сделать, образуется молекула NO^_ — нитроксил-анион. Чаще же приобрести недостающий электрон, отнимая его у другой молекулы, без «войны» не удается. В результате происходят самые разнообразные реакционные процессы, в ходе которых окись азота может претерпевать различные превращения.

Не стоит путать окись азота с закисью азота (ее химическая формула — N₂O), тоже бесцветным газом со сладковатым вкусом, кратковременное вдыхание которого вызывает признаки истерии, а большие количества действуют на нервную систему возбуждающе, вызывая состояние, сходное с опьянением. В связи с этим закись азота называют «веселящим газом». Длительное вдыхание «веселящего газа» приводит к притуплению болевой чувствительности и потере сознания, благодаря чему в смеси с кислородом (80% N₂о+20% О₂) он иногда применяется для наркоза.

Окись азота же сама по себе таких эффектов не вызывает. Но закись азота, поступающая в определенные отделы мозга, химически разрушается там с образованием окиси азота, действие которой на нервные клетки и определяет эффекты, вызываемые вдыханием закиси. Алкоголь действует на клетки головного мозга так же опосредованно и через окись азота.

За разработку проблемы окиси азота в биологии и медицине ряд ученых удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине 1998 года. Точная формулировка звучит так: «Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена за открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в сердечно-сосудистой системе». Нобелевскими лауреатами стали американские ученые Роберт Форшготт, Ферид Мьюрэд и Луис Игнарро.

А началось все с открытия, результаты которого были опубликованы Робертом Форшготтом в 1955 году. Ученый, проводя физиологические эксперименты с кровеносными сосудами, обнаружил расслабляющее действие света на аорту кролика. Это загадочное поведение аорты в ответ на действие света стало в дальнейшем для него и других исследователей объектом пристального внимания. Можно считать, что оно явилось своеобразной точкой отсчета нового раздела биологической науки.

Следующий шаг был сделан в нашей стране человеком, который совершил открытие, ставшее вехой в понимании роли окиси азота в биологии и медицине. Это — профессор, доктор биологических наук Анатолий Федорович Ванин, заведующий лабораторией Института химической физики Российской академии наук.

В 1965 году журнал «Биофизика» опубликовал его небольшую, но, как позже оказалось, чрезвычайно важную статью под названием «Свободные радикалы нового типа в дрожжевых клетках». В ней говорилось, что в биологических объектах обнаружены радикалы неизвестной природы, которые никто в мире еще не наблюдал. Наша страна тогда была «впереди планеты всей» по части создания аппаратуры для обнаружения радикалов, основанной на явлении электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Приборы и средства обнаружения радикалов, работающие на его основе, называются радиоспектрометрами. Именно этими приборами и была оснащена лаборатория, где работал Анатолий Федорович, который сегодня считается одним из признанных авторитетов в области ЭПР-спектроскопии.

Явление ЭПР в 1944 году открыл профессор Казанского университета Е. К. Завойский. Суть этого явления связана со способностью радикалов, находящихся в магнитном поле, избирательно поглощать энергию радиоволн.

Неизвестная радикальная субстанция сначала была обнаружена в культурах дрожжей, а затем и в клетках животного происхождения. Стало понятным, что открыто новое вещество, которое присутствует во всех живых клетках.

Работы Форшготта и Ванина застолбили новое научное направление. Сейчас ученым понятно, что открытые Анатолием Федоровичем неизвестные радикалы не что иное, как молекулы окиси азота. Но в то время предстояло еще выполнить немало сложнейших исследований, чтобы узнать, какие именно радикалы подают необычный ЭПР-сигнал. Одно было ясно уже тогда: науке эти радикалы неизвестны. Годы напряженного труда позволили Ванину сделать второе открытие. Он доказал, что сигналы подает окись азота, причем не одна, а в комплексе с ионами железа и белками, содержащими сульфгидрильные группы. Теперь их называют «динитрозильные комплексы».

Какова роль комплекса окиси азота и белка в живой клетке? На этом вопросе и сконцентрировалось внимание Ванина и других исследователей, подключившихся к изучению проблемы.

Между тем Р. Форшготт продолжал изучать природу открытого им явления. В 1961 году он опубликовал обзорную статью, в которой еще раз осветил вопрос о расслабляющем действии видимого света на кровеносные сосуды. Результатом исследований, продолжавшихся четверть века, явилось открытие Форшготтом в 1980 году неизвестного физиологически активного вещества — эндотелиального фактора расслабления сосудов (EDRF).

Форшготт обнаружил, что ацетилхолин, являющийся одним из медиаторов нервной системы, обычно вызывал сжатие кровеносных сосудов, но в некоторых опытах он их почему-то расслаблял. Анализируя эти эксперименты, Форшготт обратил внимание, что расслабляющее действие ацетилхолина на сосуды наблюдалось только в тех случаях, когда они были плохо очищены от эндотелиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность сосудов. Форшготт догадался, что именно присутствие эндотелия меняло физиологический эффект ацетилхолина на противоположный. После проведения серии остроумных опытов сомнений не оставалось: сделано открытие. Так и был обнаружен эндотелиальный фактор расслабления сосудов (EDRF). Это научное достижение приобрело широкий общественный резонанс и взбудоражило весь ученый мир. Большинство ученых сразу поняли, насколько оно важно для физиологии, патофизиологии и практической медицины.

В 1991 году Форшготт публикует целую серию статей, в которых он обосновывает утверждение, что EDRF — это не что иное, как молекула окиси азота. То есть, под действием ацетилхолина происходит выброс окиси азота из эндотелия кровеносных сосудов, которая затем поступает в слой мышечных клеток. И именно молекула окиси азота оказывает расслабляющее действие на стенки сосудов. А что же происходит под действием света? Почему он тоже вызывает сосудистую релаксацию? Видимо, под действием светового излучения высвобождается та же самая окись азота, которая (как показал Ванин) существует в виде динитрозильного комплекса с белками.

Как ученый-физиолог, Форшготт в своих научных исследованиях шел от явлений (физиологии) к их механизмам. Это путь от сложного к простому. Для Ванина, как биофизика и биохимика, путь от простого к сложному, от факта к его роли и значению был более естественным. Ванин и начал с того, что открыл существование радикальной субстанции в живых объектах и стал изучать, что это за молекула и какие функции она выполняет.

Форшготт первым в мире описал явление, обусловленное действием окиси азота, — релаксацию кровеносных сосудов. Ванин открыл наличие неизвестной субстанции в живой материи. В своих дальнейших исследованиях они шли навстречу друг другу, быстро сближаясь. Ими как бы были поставлены две вехи, между которыми пролегла невидимая связующая нить.

Результаты исследований не заставили себя ждать. Уже вскоре обозначена еще одна важная веха. Ее поставил американский ученый Ферид Мьюрэд, после того как в середине 70-х годов он сделал важное открытие, касающееся гуанилатциклазы. Гуанилатциклаза — один из ключевых ферментов, управляющих жизнью клетки. Мьюрэд показал, что гуанилатциклаза активируется при действии нитро- и нитрозосоединений. Мьюрэд высказывает идею, что действующим активным началом этих соединений являются не они сами, а окись азота, выделяемая из них, и экспериментально ее подтверждает.

В это же время Ванин изучает биологическое действие динитрозильных комплексов железа и показывает, что они обладают мощным гипотензивным действием — расслабляют кровеносные сосуды.

Ванин также предложил метод обнаружения окиси азота в органах и тканях, получивший широкое распространение. Следующий шаг его в научном поиске не менее важен. Он первым приходит к убеждению и обосновывает, что EDRF имеет прямое отношение к окиси азота. Когда авторы открытий буквально наступают друг другу на пятки, дышат в затылок в гонке за приоритетом, обычно учитывается, чьи результаты раньше увидели свет. Ванин, получив данные, что EDRF имеет отношение к окиси азота, в 1985 году решил их опубликовать в журнале «Бюллетень экспериментальной биологии и медицины», но напечатана статья была только через три года после подачи. Тут начал расти вал публикаций на эту тему в зарубежных изданиях. Такие же данные в 1986 году получили Форшготт и Игнарро, а в 1987 году — Сальвадор Монкада. Последний убедительно показал, что в состав EDRF входит окись азота, и немедленно опубликовал свои данные в международном научном журнале «Nature» («Природа») . Все эти публикации вышли в свет раньше, чем оригинальная статья Анатолия Федоровича.

Форшготт и Ванин, пройдя каждый свою половину пути, встретились в 1989 году во Всесоюзном кардиологическом научном центре в Москве. О чем они говорили тогда, понятно: конечно же, о научных планах, своих невероятных догадках и сомнениях. Их общение продолжилось в Лондоне на 1-й конференции по биологической роли оксида азота и в последующей переписке.

Авторитет Ванина как основоположника нового научного направления общепризнан. Но вот парадокс: главная научная награда — Нобелевская премия обошла его стороной. Незаслуженно — это не то слово. Видимо, выбор Нобелевского комитета не всегда основывается на научной значимости работ. Величие Анатолия Федоровича в том, что он не стал оспаривать решение комитета. А мы знаем, что такие гении, как Ньютон и Лейбниц, оспаривали друг у друга научные приоритеты. И это при том, что о Ньютоне говорили как о единственном смертном, вставшем вровень с богами. Да и Лейбниц за заслуги перед человечеством также вполне может быть приравнен к ним. Так что даже боги не всегда могут поделить между собой пальму первенства.

Но и исследователи, которым присудили Нобелевскую премию (напомним, что это Форшготт, Мьюрэд и Игнарро), — воистину великие ученые и, вне всякого сомнения, заслужили столь высокое признание. Тем не менее можно констатировать, что одно из главных действующих лиц в истории про окись азота просто вычеркнули из списков.

Возможно, с историей открытия действия окиси азота кто-то будет и не во всем согласен — неудивительно: логика исследований и роль каждого из ведущих ученых, разрабатывавших эту тему, может видеться всем по-разному. Но вряд ли кто усомнится и будет оспаривать, что все началось с основополагающих открытий Форшготта и Ванина. Именно они были пионерами в установлении всеобъемлющей роли окиси азота в живой природе.

Где же те весы, на которых можно было бы объективно взвесить признание заслуг ученого, чтобы справедливо воздать ему за них?

Образование оксида азота при метаболизме нитратов в полости рта

Habermeyer, M., Roth, A., Guth, S., Diel, P., Engel, K. H., Ep, B., et al. (2015) Nitrate and nitrite in the diet: how to assess their benefit and risk for human health. Mol Nutr Food Res., 59(1), 106–128. doi: 10.1002/mnfr.201400286

Gassara, F., Kouassi, A. P., Brar, S. K., & Belkacemi, K. (2016) Green Alternatives to Nitrates and Nitrites in Meat-based Products-A( Review). Crit Rev Food Sci Nutr., 56(13), 2133–2148. doi: 10.1080/10408398.2013.812610

Chernikov, A. V., Bruskov, V. I., & Gudkov, S. V. (2013) Heat-induced formation of nitrogen oxides in water. Biol Phys., 39(4), 687–699. doi: 10.1007/s10867-013-9330-z

Hammes, W. P. (2012) Metabolism of nitrate in fermented meats: the characteristic feature of a specific group of fermented foods. Food Microbiol., 29(2), 151–156. doi: 10.1016/j.fm.2011.06.016

Etemadi, A., Sinha, R., Ward, M. H., Graubard, B., Inoue-Choi, M., Dawsey, S. M., & Abnet, C. C. (2017) Mortality from different causes associated with meat, heme iron, nitrates, and nitrites in the NIH-AARP Diet and Health Study: population based cohort study. BMJ., 357, j1957. doi: 10.1136/bmj.j1957

Inoue-Choi, M., Sinha, R., Gierach, G. L., & Ward, M. H. (2016) Red and processed meat, nitrite, and heme iron intakes and postmenopausal breast cancer risk in the NIH-AARP Diet and Health Study. Int J Cancer., 138(7), 1609–1618. doi: 10.1002/ijc.29901

Bylsma, L. C., & Alexander, D. D. (2015) A review and meta-analysis of prospective studies of red and processed meat, meat cooking methods, heme iron, heterocyclic amines and prostate cancer. Nutr J., 14, 125. doi: 10.1186/s12937-015-0111-3

Bedale, W., Sindelar, J. J., & Milkowski, A. L. (2016) Dietary nitrate and nitrite: Benefits, risks, and evolving perceptions. Meat Sci., 120, 85–92. doi: 10.1016/j.meatsci.2016.03.009

Hord, N. G. (2011) Dietary nitrates, nitrites, and cardiovascular disease. Curr Atheroscler Rep., 13(6), 484–492. doi: 10.1007/ s11883-011-0209-9

Koch, C. D., Gladwin, M. T., Freeman, B. A., Lundberg, J. O., Weitzberg, E., & Morris, A. (2017) Enterosalivary nitrate metabolism and the microbiome: Intersection of microbial metabolism, nitric oxide and diet in cardiac and pulmonary vascular health. Free Radic Biol Med., 105, 48–67. doi: 10.1016 /j.freeradbiomed. 2016.12.015

Bondonno, C. P., Liu, A. H., Croft, K. D., Ward, N. C., Puddey, I. B., Woodman, R. J., & Hodgson, J.M. (2015). Short-Term Effects of a High Nitrate Diet on Nitrate Metabolism in Healthy Individuals. Nutrients, 7(3), 1906–1915. doi: 10.3390/nu7031906

Jajja, A., Sutyarjoko, A., Lara, J., Rennie, K., Brandt, K., Qadir, O., & Siervo, M. (2014) Beetroot supplementation lowers daily systolic blood pressure in older, overweight subjects. Nutr Res., 34(10), 868–875. doi: 10.1016/j.nutres.2014.09.007

Mirmiran, M., Zadeh-Vakili, A., & Azizi, F. (2016) Consumption of nitrate-containing vegetables is inversely associated with hypertension in adults: a prospective investigation. Teh Lipid and Gluc Study J of Nephr., 29(3), 377–384. doi: 10.1007/s40620-015-0229-6

Shende, V., Biviji, A.T., & Akarte, N. (2013) Estimation and correlative study of salivary nitrate and nitrite in tobacco related oral squamous carcinoma and submucous fibrosis. J. Oral Maxillofac.Pathol., 17(3), 381–385. doi: 10.4103/0973-029X.125203

Takahashi, N. (2015) Oral microbiome metabolism: from “who are they?” to “what are they doing?” J. Dent Res. 94(12), 1628–1637. doi: 10.1177/0022034515606045

Lundberg, J. O., Weitzberg, E., & Gladwin, M. T. (2008) The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. Nat Rev Drug Discov., 7(2), 156–167. doi: 10.1038/nrd2466

Doel, J., Benjamin, N., Hector, M., Rogers, M., & Allaker, R. (2005) Evaluation of bacterial nitrate reduction in the human oral cavity. Eur J of Oral Sci., 113, 14–19. doi: 10.1111/j.1600-0722.2004.00184.x

Hezel, M. P., & Weitzberg, E. (2015) The oral microbiome and nitric oxide homoeostasis. Oral Dis., 21(1), 7–16. doi: 10.1111/odi.12157

Hyde, E. R., Andrade, F., Vaksman, Z,.Parthasarathy, K., Jiang, H., Parthasarathy, D. K., et al. (2014) Metagenomic Analysis of Nitrate-Reducing Bacteria in the Oral Cavity: Implications for Nitric Oxide Homeostasis. PLoS One, 9(3), e88645. doi: 10.1371/journal.pone.0088645

Xia, D. S. , Liu, Y., Zhang, C. M., Yang, S. H., & Wang, S. L. (2006) Antimicrobial effect of acidified nitrate and nitrite on six common oral pathogens in vitro. Chin Med J., 119(22), 1904–1919. doi: 10.1097/00029330-200611020-00010

Jiménez-López, C., & Lorenz, M. C. (2013) Fungal immune evasion in a model host–pathogen interaction: Candida albicans versus macrophages. PLoS Pathog., 9(11), e1003741. doi: 10.1371/journal.ppat.1003741

Mitsui, T., Fujihara, M., & Harasawa, R. (2013) Salivary nitrate and nitrite may have antimicrobial effects on Desulfovibrio species. Biosci Biotechnol Biochem., 77(12), 2489–2491. doi: 10.1271/bbb.130521

Koopman, J. E., Buijs, M. J., Brandt, B. W., Keijser, B. J., Crielaard, W., & Zaura, E. (2016) Nitrate and the Origin of Saliva Influence Composition and Short Chain Fatty Acid Production of Oral Microcosms. Microb Ecol. 72(2), 479–492. doi: 10.1007/s00248-016-0775-z

Sparacino-Watkins, C. , Stolz, J. F., & Basu, P. (2014) Nitrate and Periplasmic Nitrate Reductases. Chem. Soc. Rev. 43(2), 676–706. doi: 10.1039/c3cs60249d

Lundberg, J. O., & Govoni, M. (2004) Inorganic nitrate is a possible source for systemic generation of nitric oxide. Free Radic. Biol. Med., 37(3), 395–400. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2004.04.027

Tiso, M., & Schechter, A. N. (2015) Nitrate Reduction to Nitrite, Nitric Oxide and Ammonia by Gut Bacteria under Physiological Conditions. PLoS One., 10(3), e0119712. doi: 10.1371/journal.pone.0119712

Liy, Y., Dan, J., Tao, H., & Xuedong, Z. (2008) Regulation of urease expression of Actinomyces naeslundii in biofilms in response to pH and carbohydrate. Oral Microb. Immun., 23(4), 315–9. doi: 10.1111/j.1399-302X.2008.00430.x

Kanady, J. A., Aruni, A. W., Ninnis, J. R., Hopper, A. O., Blood J. D., Byrd, B. L., et al. (2012) Nitrate reductase activity of bacteria in saliva of term and preterm infants. Nitric Oxide., 27(4), 193–200. doi: 10.1016/j.niox.2012.07.004

Schreiber, F., Stief, P., Gieseke, A., Heisterkamp, I. M., Verstraete, W., Beer, D., & Stoodley, P. (2010) Denitrification in human dental plaque. BMC Biol., 8, 24. doi: 10.1186/1741-7007-8-24

Lara, J., Ashor, A. W., Oggioni, C., Ahluwalia, A., Mathers, J. C., & Siervo, M. (2016) Effects of inorganic nitrate and beetroot supplementation on endothelial function: a systematic review and meta-analysis. Eur J Nutr., 55(2), 451–459. doi: 10.1007/s00394-015-0872-7

Pattillo, C. B, Bir, S., Rajaram, V., & Kevil, C. G. (2011) Inorganic nitrite and chronic tissue ischaemia: a novel therapeutic modality for peripheral vascular diseases. Cardiovasc Res., 89(3), 533–541. doi: 10.1093/ cvr/cvq 297

Kumar, D., Branch, B. G., Pattillo, C. B., Hood, J., Thoma, S., Simpson, S., et al. (2008) Chronic sodium nitrite therapy augments ischemia-induced angiogenesis and arteriogenesis. Proc Natl Acad Sci U S A., 105(21), 7540–7545. doi: 10.1073/pnas.0711480105

Jones, J. A., Hopper, A. O., Power, G. G., & Blood, A. B. (2015) Dietary intake and bio-activation of nitrite and nitrate in newborn infants. Pediatr Res., 77(1–2), 173–181. doi: 10.1038/pr.2014.168

Björne, H., Petersson, J., Phillipson, M., Weitzberg E., Holm, L., & Lundberg, J. O. (2004) Nitrite in saliva increases gastric mucosal blood flow and mucus thickness. Jour of Clin Investig., 113(1), 106–114. doi: 10.1172/JCI19019

Petersson, J., Carlström, M., Schreiber, O., Phillipson, M., Christoffersson, G., Jägare, A., et al. (2009) Gastroprotective and blood pressure lowering effects of dietary nitrate are abolished by an antiseptic mouthwash. Free Radic Biol Med., 46(8), 1068–1075. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2009.01.011

Petersson, J., Jädert, C., Phillipson, M., Bornique, S., Lundberg, J.O., & Holm, L. (2015) Physiological recycling of endogenous nitrate by oral bacteria regulates gastric mucus thickness. Free Radic Biol Med., 89, 241–247. doi: 10.1016/j.freeradbiomed. 2015.07.003

Song, P., Wu, L., & Guan, W. (2015) Dietary Nitrates, Nitrites, and Nitrosamines Intake and the Risk of Gastric Cancer: A Meta-Analysis. Nutrients., 7(12), 9872–95. doi: 10.3390/nu7125505

Pinheiro, L. C., Amaral, J. H., Ferreir, G. C., Portella, R. L., Ceron, C. S., & Montenegro, M. F. (2015) Gastric S-nitrosothiol formation drives the antihypertensive effects of oral sodium nitrite and nitrate in a rat model ofrenovascular hypertension. Free Radic Biol Med., 87, 252–62. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2015.06.038

Sukuroglu, E., Güncü, G. N., Kilinc, K., & Caglayan, F. (2015) Using Salivary Nitrite and Nitrate Levels as a Biomarker for Drug-Induced Gingival Overgrowth. Front Cell Infect Microbiol. 5, 87. doi: 10.3389/ fcimb.2015. 00087

Topcu, A. O., Akalin, F. A., Sahbazoglu, K. B., Yamalik, N., Kilinc, K., Karabulut, E. , & Tözüm, T. F. (2014) Nitrite and nitrate levels of gingival crevicular fluid and saliva in subjects with gingivitis and chronic periodontitis. J Oral Maxillofac Res., 5(2), e5. doi: 10.5037/jomr.2014.5205

Poorsattar, B. A., Parsian, H., Khoram, M. A., Ghasemi, N., Bijani, A., & Khosravi-Samani, M. (2014) Diagnostic Role of Salivary and GCF Nitrite, Nitrate and Nitric Oxide to Distinguish Healthy Periodontium from Gingivitis and Periodontitis. Int J of Mol and Cel Med. 3(3), 138–145.

Hegde, M. N., Hegde, N. D., Ashok, A., & Shetty, S. (2012) Salivary nitric oxide (NO2+ NO3) as biomarker of dental caries in adults: an in vivo study. Int Res J of Pharm., 3(11), 100–102.

Enas, H. M., Dalaal, M. A. (2011) Saliva nitric oxide levels in relation to caries experience and oral hygiene. J of Adv Res. 2, 357–362.

Romanenko, Ye. G. (2013) Vliyanie vzaimodejstviya nespecificheskikh zashchitnykh faktorov rotovoj zhidkosti na sostoyanie tkanej parodonta u detej [The influence of the interaction of non-specific protective factors of oral fluid on the state of periodontal tissues in children]. Ukrainskyi stomatolohichnyi almanakh, 1, 96–99. [in Russian].

Saini, S., Noorani, H., & Shivaprakash, P. K. (2016) Correlation of plaque nitric oxide levels with plaque Streptococcus mutans, plaque pH and decayed, missing and filled teeth index of children of different age groups. J Indian Soc Pedod Prev Dent., 34(1), 17–24. doi: 10.4103/0970-4388.175505

Sundar, N. M., Krishnan, V., Krishnaraj, S., Hemalatha, V. T., & Alam, M. N. (2013) Comparison of the Salivary and the Serum Nitric Oxide Levels in Chronic and Aggressive Periodontitis. J Clin Diagn Res., 7(6), 1223–1227. doi: 10.7860/JCDR/2013/5386.3068

ОКСИД АЗОТА — НОВЫЙ МЕТОД ЛЕЧЕНИЯ

ОКСИД АЗОТА — НОВЫЙ МЕТОД ЛЕЧЕНИЯ

Смена парадигмы – это задача прошедшей клинической конференции с участием академика РАН Александра Григорьевича Чучалина, прошедшей 3 июня в санатории «Виктория» — пушкинском филиале АО «ЦСТЭ» (холдинг).

В мероприятии приняли участие врачи-терапевты высшей квалификационной категории Михалёва Татьяна Александровна и Голованова Ирина Владимировна из кисловодского филиала и главный врач санатория «Светлана» — сочинского филиала АО «ЦСТЭ» (холдинг) Баянова Ирина Валерьевна.

Основными целями организации клинической конференции стали:

Разбор клинических случаев из практики лечения оксидом азота больных с диагнозами, связанными с заражением коронавирусной инфекцией, врачами-соратниками академика Чучалина А. Г., а также из практики санаториев по реабилитации пациентов, перенесших С0VID-19, с применением кислородно-гелиевой терапии.
Презентация нового медицинского аппарата, лечебное действие которого основано на применении оксида азота. Это отечественная разработка ученых-физиков корпорации «Росатом», успешно применяемая лишь в нескольких больницах Департамента здравоохранения г. Москвы. Наши две «Виктории» из Подмосковья и Кисловодска – пионеры по применению в санаторной практике кислородно-гелиевой терапии, а теперь и по внедрению уникальной высокотехнологичной методики лечения оксидом азота.

Уникальный и сложный клинический случай был приведён Александром Григорьевичем Чучалиным, когда жизнь человека, состоянию здоровья которого ничто не угрожало, оказалась на волоске.

И сегодня этот человек, доктор медицинских наук, профессор, известный ученый с мировым именем Ольга Алексеевна Громова проходит программу «Бронхолёгочная реабилитация» в подмосковном санатории «Виктория» и уже делает по 15 тысяч шагов в день. Более того, Ольга Александровна Громова, являясь научным руководителем Института Фармакоинформатики, выступила для врачей с полезным докладом на тему «Современные проблемы применения витамина D».

Также для разбора были представлены два клинических случая, протокол лечения которых включал оксид азота и кислородно-гелиевую терапию. Разбор этих случаев был проведён практикующими врачами из больницы им. Д. Д. Плетнёва Департамента здравоохранения г. Москвы, одновременно ведущих научную работу в РНИМУ им. Н. И. Пирогова, Шогеновой Людмилой Владимировной и Ким Татьяной Геннадиевной.

Свой доклад представил заместитель директора-главного врача санатория «Виктория» Чернев Сергей Михайлович о применении кислородно-гелиевой смеси «Термогелиокс» и атомарного водорода на аппарате «SUISONIA». Сообщение Сергея Михайловича Чернева получило высокую оценку академика Чучалина и в ценные рекомендации по усовершенствованию методики использования медицинских газов.

Вторая задача конференции была успешно достигнута: представители производителя аппарата «Тианокс», основанного на применении оксида азота, подробно презентовали его возможности. Александр Григорьевич Чучалин, имея за плечами опыт применения данного аппарата, подробно ответил на все вопросы наших врачей об использовании «Тианокса» и обратил внимание на особенности в работе с ним.

Теперь дело за нами и нашими гостями. Одним предстоит применять новый инновационный аппарат, помогая всем, кто переносит последствия ковида, а гостям – довериться врачам и позаботиться о своевременной реабилитации.

Санатории АО «ЦСТЭ» (холдинг) активно внедряют новейшие достижения медицинской науки для лечения постковидного синдрома, ведь здоровье человека – наша главная забота.

Оксид азота I Для чего? I Полезные свойства

Приблизительно 30 лет назад ученые обнаружили природный газ, вырабатываемый в организме, который расслабляет гладкие мышцы в кровеносных сосудах, способствуя увеличению содержания кислорода в крови и усилению кровотока. С тех пор было опубликовано более 30000 научных работ, подтверждающих важную роль оксида азота в вазодилатации (расслаблении гладкой мускулатуры стенок кровеносных сосудов) и в клеточной коммуникации.

Что такое оксид азота?

Оксид азота (NO) представляет собой природный газ, вырабатываемый в организме под действием определенных ферментов, называемых синтазами оксида азота, которые разрушают аминокислоту аргинин. Оксид азота действует в качестве важной сигнальной молекулы в сосудистой системе, высвобождение в кровеносное русло которой способствует расширению кровеносных сосудов и увеличению их просвета, увеличению кровотока и доставки питательных веществ в мышечные клетки. Исходным материалом для выработки оксида азота в организме служит аргинин.

Полезные свойства

Оксид азота обладает рядом полезных свойств для организма: снижает пагубное воздействие стрессовых гормонов, повышает иммунитет, регулирует кислотно-щелочной баланс крови, обеспечивая клетки организма кислородом, ускоряет заживление ран. Ниже более подробно перечислены наиболее важные его свойства. Итак, оксид азота:

Повышает выносливость

Вазодилатационный эффект оксида азота чрезвычайно важен для спортсменов, особенно для культуристов, потому что увеличение в крови количества питательных веществ и доставка большего количества кислорода к мышцам позволят дольше тренироваться, независимо от вида спорта.

Во время физической активности происходит возрастание сердечного выброса и перераспределение кровотока в мышечных волокнах. Когда вы тренируетесь, кислород в мышцах истощается. При недостатке кислорода организм начинает вырабатывать молочную кислоту, которая в конечном итоге приводит к мышечной усталости – до такой степени, что вы не можете больше продолжать тренировку. Оксид азота уменьшает количество молочной кислоты, вырабатываемой во время физических упражнений, и продлевает время до наступления истощения.

Улучшает результативность тренировок

Ускоряя доставку кислорода и питательных веществ в мышцы, оксид азота улучшает их реакцию на физические нагрузки и повышает спортивные результаты. Исследование, проведенное в 2010 году при Университете Небраски-Линкольна и опубликованное в Strength & Conditioning, изучало влияние добавок на основе аргинина на физическую работоспособность уставших людей.¹

Исследование показало, что у пациентов, принимавших аргинин, наблюдалось значительное повышение работоспособности, в то время как в группе, принимавшей плацебо, не отмечалось значительных изменений.

Известно также, что оксид азота ускоряет выделение из организма аммиака и способствует увеличению поглощения глюкозы клетками.

Улучшает восстановление после тренировок

Исследование китайских ученых, результаты которого были опубликованы в журнале Chinese Journal of Physiologyв 2009 году, показало, что прием L-аргинина приводит к увеличению в крови концентрации глюкозы и инсулина после тренировки. ²

Повышение уровня инсулина, в свою очередь, может помочь улучшить синтез мышечного белка а, следовательно, и улучшить восстановление после тренировок.

Может улучшать когнитивные функции

Результаты ряда исследований подтверждают, что оксид азота улучшает память и когнитивные функции мозга. Исследование, проведенное в 2011 году и опубликованное в Indian Journal of Medical Research, показало, что «оксид азота активирует вычислительную способность мозга».³

Улучшает эректильную функцию

Оксид азота может улучшать эрекцию и бороться с эректильной дисфункцией. Это свойство препарата было подтверждено исследованием, проведенным в 1992 году доктором Бернеттом. Результаты выявили, что оксид азота играет решающую роль в эректильной функции, а добавка может помочь пациентам с эректильной дисфункцией).⁴

Как увеличить выработку оксида азота

Для этого существует много естественных способов. Одним из них является выполнение физических упражнений.⁵

Отличным способом увеличения содержания оксида азота является смех. Да, обычный смех! Исследование американских ученых, проведенное в 2009 году, показало, что смех высвобождает бета-эндорфины. Исследователи предположили, что «такие положительные эмоции приводят к прямому выбросу оксида азота и к связанным с его выработкой биологическим последствиям».⁶

Еще один способ – это употребление в пищу продуктов с высоким содержанием нитратов, поскольку в кишечнике нитраты могут разлагаться, выделяя оксид азота.⁷

Воздействие солнечного света также может способствовать увеличению выработки оксида азота.⁸

Ну и наконец, если ваш организм не вырабатывает достаточное количество оксида азота, для удовлетворения его потребностей, вы можете воспользоваться добавками.

Добавки с оксидом азота

Основными ингредиентами добавок с оксидом азота являются аргинин-альфа-кетоглютарат и цитруллина маллат. Эти две аминокислоты, как известно, являются предшественниками оксида азота, поэтому добавление в состав продуктов аргинина и цитруллина может улучшить действие оксида азота. В результате физической нагрузки в плазме крови повышается уровень лактата и аммиака. Исследования показывают, что аргинин способен снижать их количество. Благодаря этому действию, продлевается время до наступления мышечного истощения. В сочетании с BCAA и глютамином аргинин может повысить эффективность тренировки за счет большего насыщения крови кислородом.

И все же, возможно, одним из наиболее важных для культуристов свойств добавок с аргинином, является его способность стимулировать выработку гормона роста. Научные исследования показывают, что уровень гормона роста повышается при пероральном приеме L-аргинина, сочетаемом с физической нагрузкой. В основном это связано со способностью аргинина подавлять секрецию соматостатина — гормона, который ингибирует гормон роста. Как известно, гормон роста ответственен за рост клеток и тканей: это делает его абсолютно необходимым для роста мышц.

Как видите, польза аргинина выходит далеко за рамки его способности стимулировать синтез NO. Как показали научные исследования, аргинин может непосредственно влиять на рост мышц. Цитруллин — еще одна аминокислота, которая, благодаря более высокой скорости всасывания по сравнению с аргинином, может успешно восстанавливать выработку оксида азота. Вы можете в ней нуждаться, если организм получает ограниченное количество этой аминокислоты.

Заключение

Теперь понятно, почему добавки с оксидом азота очень популярны среди спортсменов и культуристов — они способствуют вазодилатации и помогают организму доставлять необходимые питательные вещества в клетки мышц, улучшая таким образом спортивную результативность. Посетители тренажерных залов любят ощущать на себе эффект от пампинга, получаемый благодаря приему добавок с оксидом азота.

Аргинин и цитруллин – это два весьма полезных ингредиента, которые также включают в состав добавок. Они повышают выработку оксида азота, а иногда могут проявлять и другие полезные свойства, например, воздействовать напрямую на рост мышц. Вы можете выбирать для себя продукты с высокой степенью биодоступности, например, цитруллин малат или аргинин-альфа-кетоглютарат.

Статьи на нашем сайте представлены только в просветительских и информационных целях. Мы не рекомендуем использовать материалы статей в качестве медицинских рекомендаций. Если вы решили принимать биодобавки или внести основательные изменения в свой рацион, предварительно проконсультируйтесь со специалистом.

Переводчик, корректор и редактор: Фарида Сеидова

%PDF-1.6 % 1 0 obj > endobj 4 0 obj /ModDate (D:20160714164204+03’00’) /Subject >> endobj 2 0 obj > stream application/pdf

Вестник Витебского государственного медицинского университета. — 2003. — Т. 2, № 2

Библиотека УО «ВГМУ»

Библиотека УО «ВГМУ»2016-07-14T16:42:04+03:002016-07-14T16:42:04+03:002016-07-14T16:42:04+03:00uuid:dd813494-a227-42fa-8620-0b5071269df5uuid:339405fe-b68e-4e98-99e2-e73a1649478b endstream endobj 3 0 obj > endobj 5 0 obj > >> /Rotate 0 /Type /Page /Annots [24 0 R] >> endobj 6 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 7 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 8 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 9 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 10 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 11 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 12 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 13 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 14 0 obj > /ProcSet [/PDF /Text] >> /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 15 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 16 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 17 0 obj > /Rotate 0 /Type /Page >> endobj 18 0 obj > stream x[ms[u_B{4i»_|HHDB

Оксид азота(I) — это.

.. Что такое Оксид азота(I)?

Оксонитри́д азо́та(I) (оксид диазота, закись азота, окись азота, веселящий газ) — соединение с химической формулой N₂O. Иногда называется «веселящим газом» из-за производимого им опьяняющего эффекта. При нормальной температуре это бесцветный негорючий газ с приятным сладковатым запахом и привкусом.

Закись азота является озоноразрушающим веществом, а также парниковым газом.

Получение

Закись азота получают нагреванием сухого нитрата аммония. Разложение начинается при 170 °C и сопровождается выделением тепла. Поэтому, чтобы не дать протекать ему слишком бурно, следует вовремя прекратить нагревание, так как при температурах более 300 °C нитрат аммония разлагается со взрывом:

Более удобным способом является нагревание сульфаминовой кислоты с 73%-й азотной кислотой:

В химической промышленности закись азота является побочным продуктом и для её разрушения используют каталитические конвертеры, так как выделение в виде товарного продукта, как правило, экономически нецелесообразно.

История

Впервые был получен в 1772 году Джозефом Пристли, который назвал его «флогистированным нитрозным воздухом»^[1].

Физические свойства

Бесцветный газ, тяжелее воздуха (относительная плотность 1,527), с характерным сладковатым запахом. Растворим в воде (0,6 объёма N₂O в 1 объёме воды при 25 °C, или 0,15 г/100 мл воды при 15 °C), растворим также в этиловом спирте, эфире, серной кислоте. При 0 °C и давлении 30 атм, а также при комнатной температуре и давлении 40 атм сгущается в бесцветную жидкость. Из 1 кг жидкой закиси азота образуется 500 л газа. Молекула закиси азота имеет дипольный момент 0,166 Д, коэффициент преломления в жидком виде равен 1,330 (для жёлтого света с длиной волны 589 нм). Давление паров жидкого N₂O при 20 °C равно 5150 кПа.

Химические свойства

Относится к несолеобразующим оксидам, с водой, с растворами щелочей и кислот не взаимодействует. Не воспламеняется, но поддерживает горение. Смеси с эфиром, циклопропаном, хлорэтилом в определённых концентрациях взрывоопасны. В нормальных условиях N₂O химически инертен, при нагревании проявляет свойства окислителя:

При взаимодействии с сильными окислителями N₂O может проявлять свойства восстановителя:

При нагревании N₂O разлагается:

Применение

Существует два вида закиси азота — пищевая или медицинская для медицинского применения (высокой степени очистки) и техническая — технический оксид диазота, в котором есть примеси, количество которых указывается в соответствующих техусловиях (ТУ) на данный газ. Медицинская закись азота используется в основном как средство для ингаляционного наркоза, в основном в сочетании с другими препаратами (из-за недостаточно сильного обезболивающего действия), находит применение и в пищевой промышленности, например при производстве взбитых сливок в качестве пропеллента. Как пищевой продукт, имеет индекс E942. Также иногда используется для улучшения технических характеристик двигателей внутреннего сгорания, В промышленности применяется как пропеллент и упаковочный газ. Может использоваться в ракетных двигателях в качестве окислителя, а также как единственное топливо в монокомпонентных ракетных двигателях.

Средство для ингаляционного наркоза

Малые концентрации закиси азота вызывают чувство опьянения (отсюда название — «веселящий газ») и лёгкую сонливость. При вдыхании чистого газа быстро развиваются состояние наркотического опьянения, а затем асфиксия. В смеси с кислородом при правильном дозировании кислорода и закиси азота вызывает наркоз. Закись азота обладает слабой наркотической активностью, в связи с чем её необходимо применять в больших концентрациях. В большинстве случаев применяют комбинированный наркоз, при котором закись азота сочетают с другими, более мощными, средствами для наркоза, а также с миорелаксантами.

Закись азота, предназначенная для медицинских нужд (высокой степени очистки от примесей), не вызывает раздражения дыхательных путей. Будучи, в процессе вдыхания, растворенной в плазме крови, практически не изменяется и не метаболизируется, с гемоглобином не связывается. После прекращения вдыхания выделяется (в течение 10—15 мин) через дыхательные пути в неизменном виде. Период полувыведения — 5 минут.

Наркоз с применением закиси азота используется в хирургической практике, оперативной гинекологии, хирургической стоматологии, а также для обезболивания родов. «Лечебный анальгетический наркоз» (Б. В. Петровский, С. Н. Ефуни) с использованием смеси закиси азота и кислорода иногда применяют в послеоперационном периоде для профилактики травматического шока, а также для купирования болевых приступов при острой коронарной недостаточности, инфаркте миокарда, остром панкреатите и других патологических состояниях, сопровождающихся болями, не купирующимися обычными средствами.

Применяют закись азота в смеси с кислородом при помощи специальных аппаратов для газового наркоза. Обычно начинают со смеси, содержащей 70—80 % закиси азота и 30—20 % кислорода, затем количество кислорода увеличивают до 40—50 %. Если не удается получить необходимую глубину наркоза, при концентрации закиси азота 70—75 %, добавляют более мощные наркотические средства: фторотан, диэтиловый эфир, барбитураты.

Для более полного расслабления мускулатуры применяют миорелаксанты, при этом не только усиливается расслабление мышц, но также улучшается течение наркоза.

После прекращения подачи закиси азота следует во избежание гипоксии продолжать давать кислород в течение 4—5 мин.

Применять закись азота, как и любое средство для наркоза, необходимо с осторожностью, особенно при выраженных явлениях гипоксии и нарушении диффузии газов в лёгких.

Для обезболивания родов пользуются методом прерывистой аутоанальгезии с применением, при помощи специальных наркозных аппаратов, смеси закиси азота (40—75 %) и кислорода. Роженица начинает вдыхать смесь при появлении предвестников схватки и заканчивает вдыхание на высоте схватки или по её окончании.

Для уменьшения эмоционального возбуждения, предупреждения тошноты и рвоты и потенцирования действия закиси азота возможна премедикация внутримышечным введением 0,5%-го раствора диазепама (седуксена, сибазона) в количестве 1—2 мл (5—10 мг), 2—3 мл 0,25%-го раствора дроперидола (5,0—7,5 мг).

Лечебный наркоз закисью азота (при стенокардии и инфаркте миокарда) противопоказан при тяжёлых заболеваниях нервной системы, хроническом алкоголизме, состоянии алкогольного опьянения (возможны возбуждение, галлюцинации).

Форма выпуска: в металлических баллонах вместимостью 10 л под давлением 50 атм в сжиженном состоянии. Баллоны окрашены в серый цвет и имеют надпись «Для медицинского применения».

В двигателях внутреннего сгорания

Закись азота иногда используется для улучшения технических характеристик двигателей внутреннего сгорания. В случае автомобильных применений вещество, содержащее закись азота, и горючее впрыскиваются во впускной (всасывающий) коллектор двигателя, что приводит к следующим результатам:

снижает температуру всасываемого в двигатель воздуха, обеспечивая плотный поступающий заряд смеси.
увеличивает содержание кислорода в поступающем заряде (воздух содержит лишь ~21 масс. % кислорода).
повышает скорость (интенсивность) сгорания в цилиндрах двигателя.

См. подробнее: Системы закиси азота.

В пищевой промышленности

В пищевой промышленности соединение зарегистрировано в качестве пищевой добавки E942, как пропеллент и упаковочный газ.

Хранение

Хранение: при комнатной температуре в закрытом помещении, вдали от огня.

См. также

Литература

Примечания

Оксид азота | DermNet NZ

Автор: Д-р Шарника Абейакирти, дерматолог, Коломбо, Шри-Ланка, 2009 г. Исправлено в октябре 2020 г.

Что такое оксид азота?

Оксид азота представляет собой небольшую газообразную молекулу, также известную как окись азота, с химической формулой NO.

Молекула оксида азота синтезируется из молекулярного азота и кислорода при очень высоких температурах> 10000C. Это происходит естественным образом в окружающей среде во время молнии.

В лаборатории оксид азота можно получить восстановлением азотной или азотистой кислоты. Оксид азота имеет температуру плавления -163,6 ° C (109,6 K) и точку кипения -151,7 ° C (121,4 K).

Оксид азота называется свободным радикалом, потому что он содержит в своей молекуле отдельные неспаренные электроны. Следовательно, он является реактивным и имеет период полураспада всего несколько секунд.

Считается загрязнителем воздуха, ответственным за разрушение озонового слоя. Оксид азота реагирует с кислородом (O2) и озоном (O3) с образованием диоксида азота (NO ₂), коричневого дыма и загрязнителя окружающей среды.Оксид азота, образующийся в автомобильных двигателях, на промышленных предприятиях и на электростанциях, является причиной кислотных дождей и смога.

Однако было показано, что этот токсичный загрязнитель окружающей среды является очень важной сигнальной молекулой в живых организмах, включая организм человека.

Какую роль играет оксид азота в организме?

Некоторые известные функции оксида азота перечислены в таблице ниже.

Сердечно-сосудистая система	Контролирует сосудистый тонус. Расслабляет гладкие мышцы сосудов и снижает кровяное давление. Расширяет сосуды и снимает боль при стенокардии. Подавляет агрегацию тромбоцитов в сосудах и предотвращает тромботические явления.
Нервная система	Действует как нейротрансмиттер, в том числе в вегетативной нервной системе. Увеличивает церебральный кровоток и оксигенацию мозга. Один из важных медиаторов эрекции полового члена во время сексуального возбуждения.
Легкие	Расширяет легочные сосуды. Полезен при респираторном дистресс-синдроме у взрослых, легочной гипертензии и хронической обструктивной болезни дыхательных путей. Вырабатывается в ненормальных количествах при воспалительных заболеваниях легких. Концентрация NO в выдыхаемом воздухе является маркером воспаления дыхательных путей.
Желудочно-кишечный тракт	Регулирует расслабление гладких мышц. Контролирует перистальтику и функцию сфинктеров.
Почечная система	Благодаря сосудорасширяющему действию увеличивает приток крови к почкам. Повышает скорость клубочковой фильтрации и выработку мочи.
Иммунная система	Модулирует опосредованный Т-клетками иммунный ответ.

Какую роль играет оксид азота в коже?

Оксид азота контролирует кожную микроциркуляцию.Оксид азота:

Модулирует сосудорасширяющую реакцию кожи на местное нагревание и ультрафиолет-B (UVB)
Облегчает кожный отек и воспаление
Участвует в пигментации кожи за счет меланогенеза, индуцированного ультрафиолетом.
Может способствовать нарушению барьерной функции
Способствует заживлению ран за счет клеточной пролиферации и ангиогенеза.

Оксид азота обладает антимикробными свойствами в отношении микроорганизмов.

Бактерии — Staphylococcus aureus
Дерматофиты — Trichophyton rubrum , Trichophyton mentagrophytes
Дрожжи — Candida albicans

Оксид азота также играет важную роль в заболеваниях кожи, опосредованных Т-клетками, и имеет как про, так и антиапоптотические свойства в зависимости от его концентрации, типа клеток и доступности других субстратов.

Как в организме человека образуется оксид азота?

Люди производят оксид азота по нескольким механизмам.

Из аминокислоты L-аргинин с помощью фермента синтазы оксида азота (NOS)
Из неорганических нитратов в зеленых листовых овощах, фруктах, злаках и вяленом мясе

Синтаза оксида азота имеет 3 изоформы:

Нейрональная БДУ — nNOS или БДУ I
Inducible NOS — iNOS или NOS II
Эндотелиальная БДУ — eNOS или БДУ III

Нейрональная БДУ и эндотелиальная БДУ являются конститутивными ферментами. Их уровни в организме человека относительно стабильны.Они обнаружены в эндотелиальных клетках, нейронах, скелетных мышцах, эпителиальных клетках и многих других тканях.

NOS II индуцируется и стимулируется специфическими цитокинами. Большинство клеток человеческого тела синтезируют iNOS в ответ на воспалительные процессы.

Как кожа производит оксид азота?

Поскольку все 3 изоформы NOS присутствуют либо в эпидермальных клетках, либо в клетках дермы, либо в обоих, кожа может производить оксид азота по ферментно-зависимому механизму.

Кожа человека может выделять оксид азота независимо от ферментов за счет фотолиза запасов оксида азота УФА.

Оксид азота также образуется путем снижения нитрата пота комменсальными бактериями кожи, в частности стафилококками.

Как оксид азота хранится в организме человека?

Оксид азота обычно не существует в организме в свободной форме из-за своей нестабильной природы, но вступает в реакцию с другими молекулами с образованием более стабильных продуктов.

В крови оксид азота имеет очень короткий период полураспада и быстро окисляется до нитрита. Затем он дополнительно окисляется оксигемоглобином с образованием нитрата.Оксид азота также напрямую реагирует с оксигемоглобином с образованием метгемоглобина и нитрата.
Реакции с остатками цистеина в белках приводят к образованию нитрозилированных продуктов. Из-за своего высокого сродства к сульфгидрильным группам (тиолам) S-нитрозотиолы (RSNO) являются наиболее распространенным нитрозилированным продуктом в плазме.

Нитрат — это основная форма хранения оксида азота. Он очень стабилен по сравнению с другими формами хранения, такими как нитриты и RSNO, которые являются важными переносчиками и донорными молекулами оксида азота.

Как можно проверить оксид азота?

Тесты на сам оксид азота отсутствуют, так как он слишком нестабилен. Вместо этого нитраты, нитриты и нитрозилированные соединения могут быть измерены с помощью следующих тестов.

Анализ Грисса
Анализ Сэвилла
Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР)
Хемилюминесцентный метод

Дефицит оксида азота

Предполагается, что дефицит оксида азота играет роль в нескольких расстройствах.

Эссенциальная гипертензия (высокое кровяное давление)
Врожденные аномалии, включая ахалазию кардии, гипертрофический пилорический стеноз и болезнь Гиршпрунга
Хроническая болезнь почек

Недостаток оксида азота в коже может привести к псориазу, способствуя пролиферации клеток и уменьшая дифференцировку клеток кожи.

Считается, что пониженные уровни eNOS в эндотелиальных клетках, выстилающих кровеносные сосуды кожи, способствуют развитию системного склероза и морфеи (локализованной склеродермии).

Избыточный оксид азота

Употребление пищи, богатой нитратами и нитритами, увеличивает уровень оксида азота и его форму хранения. Так же, как дефицит оксида азота может привести к болезням, слишком большое его количество также может вызвать болезнь.

Оксид азота выделяется из сосудов головного мозга, тканей мозга и нервных окончаний.

Может вызвать головную боль при мигрени.
Он может повредить клетки мозга, что приведет к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, болезнь Хантингтона и боковой амиотрофический склероз.

Оксид азота, продуцируемый β-клетками поджелудочной железы, может повреждать клетки (апоптоз), вызывая диабет 1 типа.

В коже ультрафиолетовое облучение может приводить к чрезмерному производству оксида азота посредством ферментно-зависимых и независимых механизмов. Оксид азота играет роль в стимулировании и росте меланомы посредством множества механизмов.

Лечебный потенциал оксида азота

Благодаря своим антимикробным свойствам, формула геля, высвобождающего оксид азота, бердазимер натрия (SB206, SB207, Novan), проходит оценку для лечения дерматофитных грибковых инфекций, таких как дерматофития стопы и вирусных кожных инфекций. включая остроконечные кондиломы и контагиозный моллюск.

Описание роли оксида азота и его клинического применения — FullText — Cardiology 2012, Vol. 122, № 1

Аннотация

Оксид азота (NO) давно известен как фактор релаксации эндотелия. Это сосудорасширяющее средство, регулирующее тонус сосудов, артериальное давление и гемодинамику, роль которого используется в терапии донорами нитратов при стенокардии, сердечной недостаточности, легочной гипертензии и эректильной дисфункции.Кроме того, его мощные антиоксидантные, противовоспалительные и антитромботические свойства обладают антиатерогенным и антиатеротромботическим действием. Передача сигналов NO модулирует сократимость и метаболизм скелетных мышц и миокарда и тесно связана с передачей сигналов инсулина. Сосудистая и мышечная передача сигналов NO координирует потребность скелетных мышц и миокарда в энергии с предложением и имеет решающее значение для гомеостаза всего тела как углеводов, так и жирных кислот. Передача сигналов NO в митохондриях лежит в основе метаболического эффекта NO, который при низких физиологических уровнях связывает потребность клеток в энергии с энергоснабжением митохондрий, благотворно влияя на окислительный стресс митохондрий и обработку кальция.Митохондрии также являются местом возникновения опасных для жизни вредных эффектов, возникающих из-за чрезмерного уровня NO, связанного с воспалением. NO-дефицитные состояния характеризуются клеточным старением, окислительным стрессом, воспалением, эндотелиальной дисфункцией, сосудистыми заболеваниями, инсулинорезистентностью и сахарным диабетом 2 типа. Ожидается, что NO-обогащающая терапия принесет пользу не только с точки зрения гемодинамики, но и с точки зрения метаболизма. Напротив, необходимы стратегии для ограничения чрезмерного количества NO при таких состояниях, как септический шок.

Введение

Оксид азота (NO) наиболее известен своим действием на сосуды. Кроме того, NO играет ключевую роль в клеточном метаболизме и способствует согласованию потребности ткани в энергии с ее предложением [1]. Передача физиологических сигналов NO имеет решающее значение для метаболического и сердечно-сосудистого гомеостаза. Нарушение регуляции сигнальных путей NO связано с патогенезом кардиометаболических нарушений [2].

История

NO имеет увлекательную и яркую научную историю. На основании открытий и по сей день характеристики NO охватывают весь спектр: он считается токсичным загрязнителем воздуха, компонентом взрывчатых веществ, провоспалительным и прооксидантным медиатором или здоровым регулятором здоровья сосудов и обмена веществ.

NO, бесцветный токсичный газ, был впервые изучен британским теологом и химиком Джозефом Пристли в 1772 году.

В середине 19 века французский химик Теофиль-Жюль Пелуз работал со взрывчатыми веществами, такими как пушистый хлопок и другие нитросульфаты.Его ученик, итальянский химик Асканио Собреро, открыл нитроглицерин (тринитрат глицерина) в 1847 году и отметил в то время, что воздействие незначительных количеств этого химического вещества воспроизводимо вызывает сильные головные боли. Другой ученик Пелуза, химик и инженер Альфред Нобель, объединил это очень нестабильное соединение с кизельгуром и запатентовал его в 1867 году как более стабильный коммерческий взрывной динамит, на котором он сделал свое состояние. Случайное наблюдение в то время заключалось в том, что фабричные рабочие, страдающие стенокардией, которые были вовлечены в производство нитроглицерина, обнаруживали, что их состояние улучшалось в течение рабочей недели, но ухудшалось по воскресеньям после отмены нитроглицерина [3].

Интересно, что связи Нобеля с NO идут дальше. В 1879 году британский врач Уильям Мюррелл представил нитроглицерин для лечения стенокардии. Позже Нобель страдал стенокардией, но отказался от лечения нитроглицерином. Почти 100 лет спустя, в 1977 году, Ферид Мурад обнаружил, что благотворное фармакологическое действие нитроглицерина на гладкие мышцы сосудов связано с высвобождением NO [3]. В своем последнем завещании Альфред Нобель завещал свое состояние на учреждение пяти ежегодных премий для лиц, приносящих «величайшее благо человечеству». Одна из таких Нобелевских премий позже должна была быть присуждена за «NO как сигнальную молекулу в сердечно-сосудистой системе», которую журнал Science за 1992 назвал «молекулой года»; Нобелевская премия по физиологии и медицине 1998 г. была присуждена совместно Фериду Мураду, Роберту Ф. Ферчготту, которые вместе с Джоном Завадски в 1980 г. признали важность эндотелиального расслабляющего фактора в вызванной ацетилхолином вазодилатации, и Луи Дж. Игнарро, который и Salvador Moncada идентифицировали релаксирующий фактор эндотелиального происхождения как NO в 1987 г. [4].

С момента открытия роли NO в передаче сигналов в клетке, NO стал одной из наиболее изученных молекул в новейшей истории. По NO и его разнообразным физиологическим эффектам опубликовано около 115 000 научных статей [5].

Синтаза оксида азота

NO продуцируется во многих тканях четырьмя различными изоформами NO-синтазы (NOS):

(1) нейрональный NOS-1 (nNOS),

(2) индуцибельный NOS-2 (iNOS),

(3) эндотелиальный NOS-3 (eNOS) и

(4) митохондриальный NOS (mtNOS) [6].

В то время как iNOS индуцируется, eNOS и nNOS выражаются конститутивно, непрерывно вырабатывая NO. Экспрессия NOS в ткани менее строгая, чем подразумевается в номенклатуре, и все три изоформы могут быть конститутивными или индуцибельными [6].

NOS состоит из домена редуктазы и оксигеназы. Сцепление редуктазного домена одного мономера NOS с оксигеназным доменом его партнера необходимо для правильного производства NO. Димеру NOS требуются никотинамидадениндинуклеотидфосфатоксидаза (NADH / NADPH), кофактор тетрагидробиоптерина (BH ₄) и кислород (O ₂) для преобразования его субстрата, L -аргинин, в L -цитруллин с высвобождение окисленного азота на конце L -аргинин, NO [6]:

(NOS димер)

L -аргинин → L -цитруллин + NO ·

Молекулярный O ₂ вместо L -аргинин становится субстратом для несвязанного мономера NOS, образуя супероксид O ₂ ^— · вместо NO, тем самым увеличивая прооксидантный стресс.

Сигнализация оксида азота

NO Биодоступность

NO представляет собой простой по структуре низкомолекулярный, высоколипофильный свободный радикал. Он чрезвычайно реакционноспособен, легко образует другие оксиды азота, что сокращает биодоступность NO во времени и пространстве:

• NO имеет очень короткий период полураспада;

• NO может перемещаться только на ограниченные расстояния до окисления [7].

Продукты реакции нитритов и нитратов NO, производные S- или N-нитрозопротеинов и железо-нитрозильные комплексы — это не просто инертные продукты метаболизма.Их можно восстановить, чтобы высвободить свободный NO несколькими путями [7].

Таким образом, биодоступность NO зависит не только от радикала NO, но и от NO-содержащих соединений. Эти продукты NO служат хранилищами биоактивного NO и, по-видимому, участвуют в связанных с NO процессах, поскольку они, в отличие от NO, могут перемещаться по кровообращению в удаленные ткани [7].

Внутриклеточная сигналосома

Цитозольные оксиданты ограничивают биоактивность NO даже внутриклеточно, препятствуя его диффузии к молекулярным мишеням, удаленным от NOS более чем на 100 мкм [8]. Эта ограниченная диффузия в сочетании со специфической субклеточной локализацией NOS придает специфичность и эффективность передаче сигналов NO, ограничивая его действие белками-мишенями, совместно локализованными с NOS в сложных мультипротеиновых сигнализомах.

Сигнал NO

Сигнал NO посредством трех механизмов:

(1) Активация гуанилатциклазы. Связываясь со своей гемовой группой, NO активирует растворимую гуанилатциклазу, которая продуцирует 3′-5′-циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ) из гуанозин-5′-трифосфата (GTP), количество которого пропорционально количеству NO.cGMP активирует протеинкиназу G (cGK) в качестве нижестоящего эффектора [9]:

(NO: гуанилатциклаза)

GTP → cGMP → активированный эффектор cGK

(2) S-нитрозилирование. NO ковалентно и обратимо образует S-нитрозотиоловые группы с реакционноспособными цистеиновыми тиолами в широком спектре белков-мишеней [10].

(3) Митоген-активируемые протеинкиназы (MAPK). Внутриклеточное образование пероксинитрита приводит к активации MAPK.

Большинство эффектов NO опосредовано S-нитрозилированием независимым от цГМФ образом [10].

Функции оксида азота

NO — это мощная сигнальная молекула, ключевой детерминант эндотелиальной функции, метаболизма и здоровья сосудов, также влияющий на нервную и иммунную системы. Защитные эффекты проявляются при концентрациях NO от пико- до наномолярных. При более высоких концентрациях NO и его производные становятся цитотоксичными.

Митохондрии

Воздействие NO на митохондрии имеет большое значение для физиологии клеток и их гибели. Митохондрии являются первичными клеточными мишенями для NO.

mtNOS связан с митохондриями в нескольких участках митохондриальной цепи переноса электронов (ETC), в первую очередь в Комплексе I (НАДН-дегидрогеназа) [11] и Комплексе IV (цитохром с оксидаза, CcOX) [12].

mtNOS сильно активируется при активации ETC и Комплекса I, который служит источником электронов для производства NO. Напротив, инактивация Комплекса I прекращает нормальную активность mtNOS [11].

Метаболизм

NO, производный от mtNOS, эффективно контролирует митохондриальное дыхание, потребление O ₂, трансмембранный протонный градиент и потенциал и синтез аденозинтрифосфата (АТФ) [12].

Остро, NO снижает окислительный метаболизм митохондрий [13]:

(1) Физиологические уровни NO быстро и обратимо связываются и ингибируют несколько комплексов ETC, наиболее чувствительной мишенью является Комплекс IV [12]. Результатом является временное снижение митохондриального дыхания под действием NO с частичной деполяризацией митохондриальной мембраны [14]. Поскольку mtNOS получает свои электроны из комплекса I, существует реципрокная регуляция между mtNOS и митохондриальной ETC [11].

(2) Очень высокие уровни NO, генерируемые при воспалительной индукции iNOS, конкурируют с O ₂, вызывая NO-зависимую гипоксию («нитроксию») [15]. Нитроксия способствует образованию высоких уровней активных форм кислорода (АФК) / активных форм азота (РНС) [12]. NO / RNS может затем остановить митохондриальное дыхание во многих участках, необратимо ингибируя комплексы ETC за счет производства АТФ, с цитотоксическим эффектом [16].

В хроническом порядке NO увеличивает клеточный окислительный метаболизм [13]:

(1) Передача сигналов NO-гуанилатциклазы увеличивает митохондриальный биогенез в различных типах клеток.NO увеличивает экспрессию сиртуина-1 [17], а с помощью 5′-AMP-активированной протеинкиназы (AMPK) -α1 синергетически активирует коактиватор рецептора-γ, активируемый пролифератором пероксисом (PGC) -1α, главный регулятор митохондриогенеза [13 ].

Образование АТФ посредством окислительного фосфорилирования митохондрий увеличивается в связи со стимулированным NO / cGMP увеличением содержания митохондрий [13] в различных тканях.

(2) NO модулирует содержание митохондрий и энергетический баланс всего тела в ответ на физиологические стимулы, такие как упражнения или воздействие холода, действуя как объединяющий молекулярный переключатель, запускающий весь митохондриогенный процесс [13].

Реактивные формы кислорода

Митохондрии являются основным внутриклеточным источником АФК. Нормальное окислительное фосфорилирование постоянно приводит к низким уровням ROS / RNS, поскольку несколько окислительно-восстановительных центров ETC пропускают электроны, чтобы частично восстановить O ₂ до супероксид-аниона [18]. От 0,4 до 4% потребляемого O ₂ превращается в супероксид.

Митохондриальный мембранный потенциал является основным параметром, регулирующим продукцию АФК [18]. Поскольку физиологический NO снижает этот потенциал, NO снижает продукцию ROS [12].Однако нарушение функции mtNOS, избыток или дефицит NO и нарушение регуляции сигнальных путей NO увеличивают продукцию ROS / RNS при одновременном снижении уровней антиоксидантов [19].

Эффективные митохондрии

Любое увеличение потребности в энергии сопровождается скоординированным повышением окислительного метаболизма, который увеличивает потенциал митохондриальной мембраны и, следовательно, образование АФК.

Парадоксально, но передача сигналов NO / цГМФ снижает окислительный метаболизм в любом отдельном митохондрии, увеличивая при этом клеточную митохондриальную функцию.Однако в процессе NO / cGMP делает митохондрии «эффективными» с организованной ETC, которая генерирует достаточное количество АТФ, одновременно снижая потребление кислорода, митохондриальный потенциал и продукцию ROS.

Результат — большая выгода. Тренировки с упражнениями увеличивают потребность в энергии, но также стимулируют NO, поскольку пары NO требуют выработки энергии клетками и всем телом [20]. Вместо ожидаемого увеличения АФК окислительный стресс снижается за счет «эффективных» митохондрий, предупреждая вызванное АФК клеточное старение, защищая целостность митохондрий, теломер или эндоплазматического ретикулума.

Митохондриальный кальций

Митохондриальный энергетический гомеостаз реагирует на изменения митохондриального Ca ²⁺. Ключевые митохондриальные ферменты, как и в цикле трикарбоновых кислот, активируются более высоким внутримитохондриальным Ca ²⁺, увеличивая предоставление восстанавливающих эквивалентов ETC и увеличивая митохондриальный потенциал и генерацию АТФ [16].

Цитоплазматические сигналы Ca ²⁺ соответствуют более высокой потребности в энергии от секреторной, сократительной или другой работы.Таким образом, первичная функция захвата митохондриальным Ca ²⁺, по-видимому, заключается в зависимой от Ca ²⁺ координации выработки митохондриальной энергии с потреблением энергии клеткой.

Захват Ca ²⁺ митохондриями частично обусловлен потенциалом митохондриальной мембраны. Чрезмерное накопление митохондриального Ca ²⁺ связано с заболеванием.

Снижение митохондриального потенциала ограничивает митохондриальный Ca ²⁺. Такие условия не только снижают метаболическую активность митохондрий, но также защищают от вредной перегрузки Ca ²⁺ [16].

NO / cGMP снижает митохондриальный потенциал, тем самым снижая митохондриальный Ca ²⁺ [14]. Фактически, NO обеспечивает отрицательную обратную связь по митохондриальному поглощению Ca ²⁺: тогда как более высокий митохондриальный Ca ²⁺ активирует mtNOS, увеличение NO ингибирует дыхание, снижает митохондриальный потенциал и дополнительно ограничивает поглощение Ca ²⁺ [14].

Cell Protection

Предварительное ишемическое кондиционирование обеспечивает мощную кардиопротекцию против реперфузионного ишемического повреждения миокарда.Физиологические уровни NO участвуют в цитопротективных эффектах раннего и позднего прекондиционирования. Не только eNOS-, но и NO, происходящий из экзогенного донора нитрата, может влиять на цитопротекцию эндотелия и миокарда [21].

NO / цГМФ может защищать от перехода митохондриальной проницаемости и апоптоза, вызванного множеством поражений. Благодаря взаимодействию с компонентами ETC, такими как CcOX, NO влияет на генерацию АФК на низком уровне и другие механизмы защиты митохондрий, тем самым запуская передачу сигналов выживания адаптивных клеток [15,21].

Смерть клеток

Высокие концентрации NO цитотоксичны:

(1) Избыточные NO и RNS, такие как пероксинитрит, могут вызывать нитрование тирозина митохондриальных компонентов и играть ключевую роль в апоптозе [19].

(2) Передача сигналов ROS / RNS на основе NO, изменение проницаемости митохондрий или повреждение ДНК могут активировать митохондриальные пути к апоптозу или некрозу.

(3) Необратимое подавление митохондриального дыхания на нескольких участках за счет чрезмерного количества NO может подавлять апоптоз и вызывать некроз за счет истощения энергии.Последующая глубокая митохондриальная недостаточность способствует коварной, прогрессирующей и фатальной недостаточности органов-мишеней при сепсисе, связанной с признаками ускоренного и рефрактерного анаэробного метаболизма [22].

Скелетные мышцы

Передача сигналов NO в скелетных мышцах участвует в контроле множества функций, включая

• метаболизм мышц,

• связь возбуждения-сокращения и сократимость,

• иммунную функцию,

• рост клеток и

• нейротрансмиссия.

Метаболически активная скелетная мышца — самая многочисленная ткань, составляющая примерно 40% от нормальной массы тела, что делает ее критическим фактором в метаболизме всего тела [23]. Таким образом, БДУ скелетных мышц играет ключевую роль в гомеостазе глюкозы и липидов в организме.

Глюкоза

Более высокая экспрессия и активность NOS в скелетных мышцах улучшают действие инсулина посредством передачи сигналов NO / cGMP / cGK [23].

Повышается чувствительность к инсулину

• косвенно по мере увеличения NO

— микрососудистая перфузия скелетных мышц, доставка питательных веществ и инсулина к тканям-мишеням [23],

— антиоксидантное и противовоспалительное действие,

— синтез инсулина- сенсибилизирующий адипонектин;

• непосредственно, поскольку NO / cGK блокирует ингибирующее взаимодействие малой GTPase Rho / Rho киназы с субстратом рецептора инсулина (IRS) -1 [24].

Напротив, чрезмерная провоспалительная индукция iNOS / NO снижает чувствительность миоцитов к инсулину через прооксидантные пути.

Поглощение глюкозы и внутриклеточные запасы энергии миоцитов также стимулируются передачей сигналов NO / cGMP / cGK и производными от NOS ROS посредством механизмов, которые отличаются от захвата глюкозы, зависимого от сокращения, инсулина, AMPK или p38 MAPK, но дополняют его. пути [23,25].

NO стимулирует окисление глюкозы в скелетных и сердечных мышцах, печени и жировой ткани через цГМФ-зависимые механизмы.

Жирные кислоты

Повышенная физиологическая передача сигналов NO / цГМФ усиливает катаболизм жирных кислот [13]. Он ускоряет липолиз адипоцитов, одновременно стимулируя окисление жирных кислот в скелетных и сердечных мышцах за счет активации AMPK и экспрессии PGC-1α [26].

Потребление кислорода

NO снижает потребность миоцитов в энергии [23] на

• снижает сократимость. NO снижает чувствительность миофиламента к Ca ²⁺ за счет нитрозирования целевых белков, подавления субмаксимальной и изометрической силы скелетных мышц, уменьшения скорости сокращения и ускорения релаксации;

• подавление метаболизма.НЕТ снижает гликолиз. Он снижает митохондриальное дыхание, распад креатинфосфата и перенос высокоэнергетических фосфатов.

Сократительная дисфункция

Отказ сердечной помпы является опасной для жизни реакцией на тяжелое воспаление при миокардите, отторжении трансплантата сердца, сепсисе или травме. Избыточная индукция миокарда iNOS / NO / cGMP / cGK имеет глубокий отрицательный инотропный эффект [27], так как

• ингибирует аэробные ферменты, включая CcOX,

• снижает уровень цАМФ, тем самым снижая приток Ca ²⁺ через L-тип Ca ²⁺ каналов и

• фосфорилирует тропонин I, снижая чувствительность миофиламентов к Ca ²⁺.

Потеря миоцитов

Болезни человека, от сердечной недостаточности до рака, вызывают катаболизм скелетных мышц за счет провоспалительной индукции чрезмерного iNOS / NO, что ухудшает дифференцировку миоцитов и связано с апоптозом миоцитов. Также существует значительная связь между распространением iNOS, апоптозом кардиомиоцитов и кардиомиопатией.

Сосудистая сеть

Сосудистый NO продуцируется эндотелиальными клетками.

Расширение сосудов

NO является наиболее мощным эндогенным сосудорасширяющим средством, преимущественно проводящим сосуды, а не микроциркуляторное русло.

Передача сигналов NO / cGMP / cGK осуществляет вазодилатацию за счет

• аутокринного увеличения NO и BH ₄ в эндотелии [9],

• паракринной релаксации нижележащих гладкомышечных клеток сосудов (VSMC) на

( 1) снижение цитоплазматических концентраций Ca ²⁺ и

(2) снижение чувствительности миофибриллярного Ca ²⁺ [9,24].

NO опосредует вазодилатацию, опосредованную потоком, и противодействует вазоконстрикторным эффектам. Он противодействует жесткости сосудов и снижает кровяное давление.NO является критическим модулятором кровотока, сосудистого тонуса и артериального давления [28].

Восстановление сосудов и ангиогенез

Эндотелий постоянно подвергается механическим, химическим или ишемическим воздействиям. В месте повреждения эндотелиальные стволовые клетки и клетки-предшественники костного мозга (EPC) участвуют в процессах восстановления, нормализуя функцию эндотелия. NO защищает функциональную способность EPC участвовать в восстановлении сосудов и ангиогенезе [29].

Ингибирование активации тромбоцитов

NO подавляет активацию, агрегацию и адгезию тромбоцитов к эндотелию посредством цГМФ-зависимых [9] и независимых механизмов.

Окислительный стресс

Физиологический уровень NO снижает окислительный стресс. NO подавляет производство супероксида, инактивируя NADH / NADPH оксидазу. NO увеличивает эндогенный антиоксидантный потенциал, индуцируя эндотелиальную супероксиддисмутазу (SOD), внеклеточную SOD в VSMC, миокардиальную SOD, митохондриальный синтез S-нитрозоглутатиона [11] и активность тиоредоксина [30], тем самым препятствуя окислительной инактивации NO. NO ингибирует окисление липопротеидов низкой плотности (ЛПНП).

Напротив, индукция высоких уровней NO / iNOS является очень прооксидантной.NO, реагируя с супероксидом, образует окислитель анион пероксинитрит (ONOO ^—):

NO + O ₂ ^— · → ONOO ^—

Пероксинитрит вызывает перекисное окисление липидов и нитрозирование аминокислотных остатков в клетке. мембраны, передача сигналов и выживаемость клеток [30]. Пероксинитрит также оказывает провоспалительное действие.

Противовоспалительное и антиатерогенное действие

Физиологические уровни NO обладают противовоспалительным действием. Предотвращая активацию провоспалительных цитокинов, NO защищает кровеносные сосуды от эндогенного повреждения, препятствуя ранним и более поздним стадиям атерогенеза сосудов кондуита [28].NO

• задерживает старение эндотелиальных клеток и провоспалительную передачу сигналов, связанных со старением,

• снижает апоптоз эндотелиальных клеток,

• ингибирует транскрипцию ядерного фактора-B,

• ингибирует окислительно-восстановительную адгезию клеток сосудов, индуцированную цитокинами -1, молекула внутриклеточной адгезии-1 и хемоаттрактантный белок-1 моноцитов, предотвращающий адгезию лейкоцитов к эндотелию,

• снижает проницаемость эндотелия, уменьшая приток окисленных липопротеинов в стенку сосудов,

• препятствует миграции лейкоцитов в сосуды стенка за счет снижения экспрессии факторов, включая молекулы поверхностной адгезии CD11 / CD18 и Р-селектин,

• сильно подавляет активацию воспалительных клеток и активность моноцитов,

• блокирует миграцию VSMC,

• препятствует пролиферации VSMC,

• подавляет синтез и секрецию протеиназ внеклеточного матрикса, которые деградируют белки внеклеточного матрикса,

• увеличивает экспрессию тканевого ингибитора матриксных металлопротеиназ,

• ингибирует трансактивацию гена, регулируемую трансформирующим фактором роста β / Smad [31,32].

Причины сниженного уровня NO

Пониженная биоактивность NO отражает дисбаланс между его синтезом и разложением. Также может быть нарушена реакция VSMC на NO. При этом задействованные патофизиологические механизмы многофакторны и различаются по этиологии.

Снижение экспрессии eNOS

При запущенной ишемической болезни сердца (ИБС) экспрессия eNOS может быть снижена из-за снижения транскрипции и / или вызванной цитокинами или липидами нестабильности мРНК eNOS [33], нарушающей высвобождение NO.

Снижение активности eNOS

Полиморфизм гена

Полиморфизм гена eNOS, такой как Glu298 → Asp, может снизить активность фермента и базальную продукцию NO. Эта замена ответственна за значительную частоту эндотелиальной дисфункции, гипертонии, вазоспастической стенокардии, ИБС и сердечно-сосудистой смертности [34].

Аргиназа

L -Дефицит аргинина встречается редко, но может возникать при повышенном метаболизме L -аргинина. Аргиназы гидролизуют L -аргинин, тем самым снижая активность eNOS, конкурируя за L -аргинин.Аргиназа играет важную роль в патогенезе снижения NO и эндотелиальной дисфункции с провоспалительными состояниями, старением и такими заболеваниями, как сахарный диабет (СД) [35].

Асимметричный диметиларгинин

Эндогенно продуцируемые конкурентные ингибиторы L -аргинина, такие как асимметричный диметиларгинин (ADMA) и N-монометиларгинин, могут создавать относительный дефицит природного субстрата для eNOS, тем самым сокращая выработку NO. Эти эндогенные ингибиторы активности NOS могут быть ответственны за эндотелиальную дисфункцию у людей с факторами риска ИБС и / или ИБС [9,33].

Пониженная доступность кофактора

BH ₄ очень подвержен окислению. Дефицит BH ₄ разъединяет NOS, тем самым снижая выход NO, увеличивая продукцию ROS и вызывая эндотелиальную дисфункцию [9].

Снижение периода полужизни NO

После высвобождения период полувыведения NO уменьшается из-за окислительного стресса, вызывая эндотелиальную дисфункцию. Супероксид улавливает NO с образованием пероксинитрита и других прооксидантов [33]. Миелопероксидаза каталитически потребляет NO.

Смешанные эффекты

Окислительный стресс также подавляет выработку NO, нарушая экспрессию и активность eNOS. Окисленный ЛПНП напрямую инактивирует NO и снижает высвобождение NO [31].

Воспаление

Воспаление снижает биодоступность NO [32].

Фактор некроза опухоли — α . Провоспалительный фактор некроза опухоли (TNF) -α подавляет экспрессию eNOS. Он подавляет производство NO, опосредованное напряжением сдвига. TNF-α и интерлейкин-1β увеличивают экспрессию iNOS с перекрестной активацией протеинкиназы A, подавляя экспрессию cGK.TNF-α увеличивает окислительный стресс за счет увеличения экспрессии NADH / NADPH, подрывая биодоступность NO [36].

Ангиотензин II. Провоспалительная активация ангиотензина II сильно увеличивает прооксидантный стресс за счет стимуляции сосудистых / лейкоцитарных НАДН / НАДФН. Он также снижает действие NO / cGMP / cGK за счет стимуляции фосфодиэстеразы (PDE), которая увеличивает гидролиз cGMP, снижая уровни и действие cGMP / cGK [9].

Эндотелин-1. Высокий уровень воспалительного эндотелина (ЕТ) -1 снижает продукцию NO за счет действия рецептора ЕТA.ЕТ-1 также индуцирует эндотелиальный НАДН / НАДФН, увеличивая окислительный стресс за счет биодоступности NO.

Rho / Rho Kinase. Воспалительные цитокины и вазоконстрикторы передают сигнал через киназу RhoA / Rho. Киназа RhoA / Rho подавляет как активность, так и экспрессию eNOS, вызывая быстрое и продолжительное снижение продукции NO [24].

Глюкокортикоиды. Стресс-активация кортизола значительно снижает экспрессию eNOS дозозависимым образом и снижает вызванное агонистами высвобождение NO.Глюкокортикоиды также нарушают синтез BH ₄.

Инсулинорезистентность

В нормальных физиологических условиях инсулин стимулирует выработку NO в эндотелиальных клетках.

Резистентность к инсулину вызывает нарушения внутриклеточной передачи сигнала, которые снижают биодоступность NO:

нарушение пути фосфатидилинозитол-3-киназа-Akt

↓

снижение активации eNOS

↓

снижение биодоступности NO.

Например, модель на мышах для нокаута рецептора инсулина или IRS-1, в дополнение к ожидаемым метаболическим дефектам, вызывает нарушение эндотелий-зависимой релаксации сосудов и гипертензии.У IRS-1/2-нулевых мышей развивается атеросклероз. Мутация IRS-1 (Arg792) создает аномальную вазореактивность, более низкую экспрессию eNOS и более высокую частоту ИБС [37].

По мере того как инсулинорезистентность ухудшается и прогрессирует до метаболического синдрома, компоненты синдрома вторично ухудшают биодоступность NO [38], как показано в таблице 1.

Таблица 1

Факторы, снижающие биодоступность NO

Напряжение сдвига

Физиологически Наиболее важными детерминантами образования NO и местной регуляции кровотока являются напряжение сдвига жидкости и пульсирующее растяжение.Напряжение ламинарного сдвига, тангенциальная механическая сила увлечения, создаваемая потоком жидкости по эндотелиальной поверхности, является одним из наиболее важных физиологических стимулов для высвобождения NO из сосудистого эндотелия [39]. Напряжение ламинарного сдвига вызывает множественные синергетические механизмы повышения NO

• быстро, активируя eNOS и высвобождение NO для расширения кровеносных сосудов, снижая напряжение сдвига до нормального уровня, и

• хронически, увеличивая экспрессию eNOS.

Функция эндотелия сохраняется при стабильном ламинарном потоке приблизительно 12 дин / см ² на эндотелии или колебательном потоке, который остается однонаправленным.

Производство NO и функция эндотелиальных клеток нарушаются

• застой,

• низкий чистый поток,

• низкое напряжение сдвига приблизительно при 0,4 дин / см ²,

• турбулентность,

• локальные градиенты сдвига ,

• быстро меняющийся поток и

• колебательный поток с реверсированием потока,

, которые способствуют воспалительной активации, окислительному стрессу и атерогенезу [40]. Кроме того, снижение эластичности артериальной стенки и более высокое пульсовое давление отрицательно влияют на влияние сигнала потока на стенку сосуда.

Хотя вся сосудистая сеть подвержена идентичным факторам риска, ранний атеросклероз развивается в областях бифуркаций, ветвей и внутренних искривлений, где характеристики кровотока сложны и связаны с нарушенными и / или низкими условиями напряжения сдвига. Присутствие системных факторов риска дополнительно изменяет региональный эндотелиальный фенотип и очаговую предрасположенность к атеросклерозу [40].

Бездействие. Отсутствие физической активности связано с низким чистым кровотоком, низким напряжением сдвига и застоем.Бездействие порождает дефицит NO, резистентность к инсулину и ее воспалительные и катаболические пути. Продолжительный отдых снижает экспрессию eNOS и нарушает эндотелий-зависимую вазодилатацию [41]. Даже кратковременный сидячий образ жизни нарушает функцию эндотелия в отсутствие других сердечно-сосудистых факторов риска.

Старение клеток. Стареющие клетки являются провоспалительными, прооксидантными и инсулинорезистентными. С возрастом старение клеток становится преобладающей причиной нарушения биодоступности NO.Связанная со старением кардиометаболическая дисфункция в значительной степени усугубляется бездействием.

Факторы сердечно-сосудистого риска

Все традиционные, а также новые маркеры сердечно-сосудистого риска, включая

• отсутствие физической активности,

• увеличение веса и ожирение,

• состояние после приема пищи с высоким содержанием жиров и углеводов,

• оксидативный стресс,

• инфекция / воспаление, повышенный уровень С-реактивного белка и провоспалительных цитокинов,

• психический стресс,

• инсулинорезистентность, гипергликемия, метаболический синдром, DM,

• дислипидемия,

• гипергликемия ,

• гипертония,

• семейный анамнез преждевременного атеросклеротического заболевания,

• установленная ИБС, периферическое / цереброваскулярное заболевание и сердечная недостаточность,

• возраст и

• потребление сигарет,

активируют различные пути, которые нарушают НЕТ биодоступности [42].

Проявления восстановленного NO

Пониженная физиологическая сигнализация NO и повышенное образование супероксида дисфункциональными NOS являются патогенными и вносят вклад в клиническое течение кардиометаболического заболевания [43].

Нарушение функции сосудов

Нарушение биодоступности NO является ключевым признаком сосудистой дисфункции [42].

Эндотелиальная дисфункция

Снижение биодоступности NO ослабляет NO-зависимую вазодилатацию, вызванную потоком в проводящих и резистентных сосудах, определяя эндотелиальную дисфункцию [42].

Нарушение биодоступности NO и эндотелиальная дисфункция являются необходимой первой стадией перехода от нормальной функции сосудов к сужению сосудов, воспалению, атерогенезу, явному атеросклерозу и тромбозу. Аномальный плечевой или коронарный вазодилататорный ответ эндотелия на усиление кровотока является основным независимым предиктором прогрессирования атероматозного заболевания и частоты сердечно-сосудистых событий у лиц с риском ИБС [42].

Сужение сосудов

Снижение биодоступности NO приводит к потере других эндогенных вазодилататоров, включая гиперполяризующий фактор эндотелия и простациклин, с увеличением количества вазоконстрикторов [42].

Индуцированная потоком вазодилатация ослабевает с возрастом из-за нарушения биодоступности NO и усиления вазоконстрикции, одного из самых ранних маркеров сосудистой дисфункции. У пациентов с гиперхолестеринемией и коронарным атеросклерозом коронарные и системные артерии могут сужаться во время упражнений, что отражает как потерю сосудорасширяющей способности, так и повышенную чувствительность к вазоконстрикторам, таким как норадреналин и ЕТ-1 [39].

Мыши с дефицитом гена eNOS страдают гипертонией [44].Снижение передачи сигналов NO способствует клиническому течению системной и легочной гипертензии. Разработка ЕТ-1, сосудосуживающих простаноидов и ангиотензина II вызывает сокращение VSMC, задержку соли и воды и митогенные эффекты, способствуя развитию гипертензии [42].

Воспаление

Нарушение Биодоступность NO способствует воспалению. Воспаление сосудов увеличивается у мышей eNOS (- / -) [45]. Повышающая регуляция и активация ядерного фактора-B и протеина-активатора-1 инициируют высвобождение воспалительных цитокинов, таких как TNF-α и интерлейкин-1.По мере того как Т-лимфоциты мигрируют в интиму сосудов, они продуцируют дополнительные цито- и хемотаксические факторы, а также молекулы адгезии, чтобы рекрутировать VSMC и моноциты, инициируя атерогенез [42].

Атерогенез

Биодоступность NO обратно пропорциональна прогрессированию атероматозного сосудистого заболевания [43].

Дисфункциональный эндотелий порождает эндотелиальный фенотип, который способствует ремоделированию сосудов. Хронически недостаточная активность NO способствует утолщению медиального слоя, гиперплазии миоинтимы и увеличению жесткости сосудов кондуита [42].

В отсутствие NO продолжающаяся выработка провоспалительных факторов способствует дальнейшей адгезии Т-клеток и моноцитов, образованию пенистых клеток, перевариванию внеклеточного матрикса, миграции и пролиферации VSMC, инициируя и ускоряя образование атеросклеротических бляшек [33].

Атеротромбоз

Недостаточная активность NO в сосудах приводит к потере антитромботических факторов. Снижается экспрессия тромбомодулина на клеточной поверхности, что ослабляет антикоагуляцию.Сниженный уровень NO и простациклин способствует усиленной активации и агрегации тромбоцитов [42].

Дефицит NO увеличивает протромботические факторы. Увеличивается продукция фибринолитического антагониста ингибитора активатора плазминогена-1 [42]. Дисфункциональные эндотелиальные клетки производят мощный тканевой фактор коагулянта. Эти события повышают риск атеротромбоза, особенно на более поздних стадиях заболевания, что приводит к разрыву бляшек, образованию тромбов и острым ишемическим синдромам [33,43].

Частота сердечно-сосудистых событий среди пациентов с тяжелой коронарной эндотелиальной дисфункцией составляет 14% в течение 2 лет наблюдения и примерно 20% в течение 8 лет по сравнению с <5% для лиц с нормальной функцией эндотелия [13].

Аномальный метаболизм в мышцах

Аномальная функция NOS / NO снижает содержание митохондрий в мышцах, окислительное фосфорилирование и аэробную нагрузочную способность [39].

Мутантные eNOS-null (- / -) мыши имеют сниженный митохондриогенез и скорость метаболизма, но ускоренный набор веса по сравнению с дикими типами.Их мозг, почки, печень, сердце и икроножная мышца демонстрируют заметно уменьшенное содержание и размер митохондрий при значительно меньшем потреблении кислорода и содержании АТФ. Заметно более низкое бета-окисление в субарколеммальных митохондриях таких мышей связано со значительным увеличением содержания эктопических внутримиоцеллюлярных липидов по сравнению с контролем, что является риском развития инсулинорезистентности [2].

Дисфункциональная передача сигналов NO способствует нарушению работоспособности при инсулинорезистентности: в то время как дисфункциональная NOS снижает опосредованное NO рекрутирование капилляров, питательный скелетный кровоток и поглощение глюкозы во время упражнений, резистентность к инсулину снижает перфузию мышц, поглощение глюкозы и восстановление гликогена во время восстановления, снижая функциональную активность. физическая нагрузка, анаэробный порог и пиковое потребление кислорода.Он также снижает термогенез, вызванный приемом пищи, вызывая тенденцию к увеличению веса по сравнению с людьми с нормальным метаболизмом [23].

Инсулинорезистентность

Дисфункциональная БДУ связывает сосудистые и метаболические пути, сердечно-сосудистые и метаболические заболевания [44]. Дефицитный NO участвует в патогенезе инсулинорезистентности. При инсулинорезистентных состояниях снижена экспрессия NOS эндотелия и скелетных мышц с пониженной активностью [23].

Потеря экспрессии NOS в эндотелиальных и скелетных мышцах вызывает инсулинорезистентность, гиперлипидемию и нарушение инсулино-стимулированного захвата глюкозы [44].Мыши eNOS (- / -) инсулинорезистентны [45] с повышенным уровнем триглицеридов и свободных жирных кислот. Снижение доступности NO, вызванное введением ADMA мышам дикого типа, снижает чувствительность к инсулину в течение нескольких часов.

Пониженная биодоступность NO и эндотелиальная дисфункция развиваются на ранней стадии, до возникновения непереносимости углеводов, и могут представлять собой раннюю связь не только с инсулинорезистентностью и гипергликемией, но и с кардиометаболическими патофизиологическими последствиями метаболического синдрома.

NO-направленная терапия

Физиологические уровни NO играют ключевую роль в метаболическом и сердечно-сосудистом гомеостазе. Хорошо сохранившаяся передача сигналов NO предсказывает хорошую митохондриальную функцию, переносимость физической нагрузки, эндотелиальную функцию, чувствительность к инсулину и отсутствие кардиометаболических заболеваний.

В условиях дефицита системного NO доставка экзогенного NO является привлекательным вариантом для улучшения кардиометаболического здоровья. Ряд изменений образа жизни и медицинских вмешательств, которые увеличивают биодоступность NO, также улучшают чувствительность к инсулину и кардиометаболический риск и являются высокоэффективными методами лечения сердечно-сосудистых заболеваний [46].

NO имеет общую черту с историей Златовласки; хотя слишком мало — это плохо, слишком много — разрушительно. НИКАКАЯ биодоступность не должна быть правильной.

Диета

Системные уровни NO генерируются не только за счет эндогенных NOS. Диета — это безопасный и недорогой способ увеличения биодоступности NO.

Ограничение калорийности индуцирует экспрессию eNOS и образование цГМФ. Это сопровождается усилением экспрессии Sirt1 и митохондриогенеза [17,47].

Полифенолы черного, зеленого, улун или белого чая, включая галлат эпигаллокатехина, способствуют каталитической активности eNOS. Употребление чая может обратить вспять эндотелиальную дисфункцию и благотворно повлиять на контроль веса и чувствительность к инсулину.

Полифенолы красного вина, включая ресвератрол, кверцетин и галловую кислоту, усиливают экспрессию eNOS и продукцию NO, что, в свою очередь, значительно усиливает функцию циркулирующих EPC с положительным кардиометаболическим эффектом.

Употребление какао, богатого флавонолами, увеличивает циркулирующий NO с васкулопротекторным, инсулино-сенсибилизирующим действием.В целом, флавоноиды, полученные из фруктов и овощей, повышают биологическую активность NO.

Потребление зеленых листовых овощей повышает уровень васкулопротекторных нитрозосоединений. Овощи, основной источник нитратов в рационе, повышают уровень биоактивных оксидов азота в тканях и плазме крови, повышая кровяное давление и обращая вспять предиабетический фенотип.

Exercise

Кардиометаболические потери от бездействия обратимы даже у пожилых людей [1]. Поскольку скелетные мышцы представляют собой наиболее многочисленную ткань, за исключением чрезмерного увеличения жировых отложений, адаптация NO в скелетных, сердечных мышцах и сосудистых системах является причиной многих значительных кардиометаболических преимуществ тренировок.

Тренировка с упражнениями увеличивает экспрессию и активацию эндотелиальной и скелетной БДУ, всесторонне согласовывая более высокое энергоснабжение с повышенным спросом. Вызванное физическими упражнениями повторяющееся увеличение ламинарного сдвигового кровотока, а также диффузии ацетилхолина из нервно-мышечных соединений, усиливает передачу сигналов NO, эндотелиальную функцию, плотность капилляров и питательный кровоток, одновременно регулируя окислительный метаболизм, скорость метаболизма, чувствительность к инсулину и поглощение глюкозы и снижая инцидент DM.Физические упражнения ослабляют аномальную вазоконстрикцию коронарных артерий, опосредованную норэпинефрином, даже у пациентов с ИБС и повышают парасимпатический вход в сердце.

Повышение NO, опосредованное физическими упражнениями, также улучшает целостность теломеров и эффективность митохондрий, снижая окислительный стресс и провоспалительную передачу сигналов.

Эффект от упражнений наиболее выражен в сосудистых руслах, затрагивающих рабочие группы мышц. Однако из-за изменений частоты сердечных сокращений, пульсового давления, вязкости и кровотока связанное с физическими упражнениями напряжение сдвига сосудов повышает биоактивность NO системно, в том числе у пациентов с артериальной гипертензией, ИБС и сердечной недостаточностью [39].

Интенсивность

Умеренные упражнения (25–75% максимального потребления кислорода) повышают уровни нитритов / нитратов в плазме, активность СОД и функцию эндотелия. Легкие упражнения не влияют. Однако интенсивные физические тренировки (максимальное потребление кислорода> 75%) усиливают окислительный стресс, сводя на нет пользу от упражнений.

Время

НИКАКИЕ тренировочные адаптации снижают артериальное давление в состоянии покоя всего за 4 недели [23]:

• Краткосрочные адаптации в основном сосредоточены на NO-опосредованном расширении сосудов.

• Более длительные (от недель до лет) адаптации влекут за собой NO-опосредованное ремоделирование сосудов, например увеличение диаметра сосудов.

Фармакологические подходы к увеличению NO

Вдыхание NO используется в ограниченном количестве, например, при легочной гипертензии и у новорожденных.

Чаще всего используются донорские препараты NO, включая органические нитраты и нитропруссид натрия, для обеспечения стабильной доставки NO для его сосудистых / гемодинамических эффектов в ряде приложений, включая стенокардию, сердечную недостаточность, легочную гипертензию, гипертонический криз или эректильную функцию. дисфункция.Их долгосрочное использование ограничивается развитием проблем с толерантностью к нитратам и токсичностью.

Высокая реакционная способность

NO позволила разработать новые доноры NO с различными режимами или скоростью высвобождения NO. Однако, несмотря на значительные исследовательские усилия, ни один новый донор NO не получил одобрения для клинического использования [8].

Ряд лекарств действительно увеличивают биодоступность NO или его последующую передачу сигналов.

Ингибирование ангиотензинпревращающего фермента

Традиционно ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) проявляют свое действие, подавляя превращение ангиотензина I в ангиотензин II, тем самым уменьшая местные, сосудистые и системные побочные эффекты последнего.

Ингибиторы АПФ также улучшают продукцию NO эндотелиального происхождения, функцию эндотелия, релаксацию VSMC и эластичность сосудов, оказывая благотворное влияние на гемодинамику. Ингибиторы АПФ

• снижают инактивацию оксидантами NO,

• повышают уровень брадикинина, увеличивая продукцию NO,

• повышают экспрессию и активность eNOS,

• снижают уровни ADMA в плазме и

• повышают уровни нитратов и нитритов в плазме .

Хотя они не могут обратить вспять атеросклероз, ингибиторы АПФ клинически стабилизируют и замедляют прогрессирование атерогенеза, уменьшая клинические сердечно-сосудистые события и инсульт.Ингибиторы АПФ улучшают чувствительность к инсулину и метаболизм глюкозы, а также снижают частоту впервые возникшего СД 2 типа у лиц с высоким риском до 14% [48].

Блокада рецептора ангиотензина II

Хотя механизмы действия ингибиторов АПФ и блокаторов рецепторов ангиотензина (БРА) различаются, их клинические эффекты схожи, и БРА обладают многими полезными эффектами ингибиторов АПФ.

БРА улучшают функцию эндотелия, обратную эндотелиальную дисфункцию и обладают васкулопротекторным действием, вероятно, из-за антагонизма сосудистой ренин-ангиотензин-альдостероновой системы с пониженным действием рецептора AT ₁, пониженным окислительным стрессом, противовоспалительной модуляцией, пониженными уровнями в плазме ADMA и повышенная биодоступность NO.

Сопутствующее повышение уровней ангиотензина II в плазме и тканях при терапии БРА может обеспечивать защиту сосудов также посредством беспрепятственной стимуляции рецептора AT ₂, эффекты которой могут частично опосредоваться посредством образования NO и брадикинина. Эти благоприятные сосудистые эффекты также наблюдаются у пациентов с артериальной гипертензией и ИБС и не зависят от эффекта снижения артериального давления.

БРА улучшают чувствительность к инсулину и толерантность к глюкозе, а также снижают вероятность возникновения нового СД 2 типа [49].

β-Адренергическая блокада

Вазодилатирующие β-адреноблокаторы третьего поколения обладают благоприятным метаболическим и васкулопротекторным действием. Различные препараты обладают различными эффектами:

• Небиволол, β-блокатор, высоко селективный в отношении β1-адренорецепторов, вызывает расширение сосудов за счет увеличения активности eNOS, высвобождения NO, биодоступности и эндотелиальной функции. Он снижает активность NADH / NADPH и окислительный стресс, повышает уровень адипонектина и снижает системную инсулинорезистентность [50].

• Целипролол, селективный β1-блокатор, стимулирует экспрессию eNOS и обладает β2-стимулирующими свойствами. Он вызывает расширение сосудов и может улучшить действие инсулина.

• Карведилол — блокатор α1-, β1- и β2-адренорецепторов, усиливающий активность eNOS. Обладает вспомогательной сосудорасширяющей способностью, противоишемическим и антиоксидантным действием. Карведилол улучшает функцию эндотелия и чувствительность к инсулину и может снизить заболеваемость СД 2 типа.

Ингибиторы ФДЭ-5

Ингибиторы ФДЭ-5, которые включают силденафил, варденафил и тадалафил, могут иметь потенциальную пользу для здоровья сосудов и обмена веществ [51].

PDE-5 присутствует в большом количестве в большинстве сосудистых русел, особенно в VSMC кавернозного тела и легочной артерии. ФДЭ-5 опосредует распад цГМФ.

За счет увеличения внутриклеточного цГМФ ингибирование ФДЭ-5 оказывает сильное вазодилататорное действие. Ингибиторы PDE-5 могут также улучшать экспрессию и активность eNOS и высвобождать эндогенные вазодилататоры, такие как аденозин и брадикинин, которые, в свою очередь, могут запускать высвобождение NO. Таким образом, ингибиторы ФДЭ-5 эффективно усиливают кровоток в половом члене и снижают сопротивление легочных сосудов и используются в терапии эректильной дисфункции и легочной гипертензии соответственно.

Ингибиторы ФДЭ-5 защищают эндотелиальную функцию в целом у пациентов с хронической сердечной недостаточностью и ИБС. Они могут оказывать антиоксидантное действие и улучшать чувствительность к инсулину и функцию β-клеток поджелудочной железы.

Ингибиторы редуктазы 3-гидрокси-3-метилглутарил-коэнзима A

Ингибиторы 3-гидрокси-3-метилглутарил-кофермента A (HMGCoA) редуктазы, также называемые статинами, являются единственными гиполипидемическими препаратами, которые убедительно доказали свою эффективность в спасении жизней. . В систематическом обзоре 97 рандомизированных контролируемых исследований гиполипидемических вмешательств использование статинов было наиболее благоприятной фармакологической стратегией снижения уровня липидов, которая снижала риски общей и сердечной смертности.

Как следует из названия, статины ингибируют HMG-CoA редуктазу, которая катализирует лимитирующую стадию синтеза холестерина в печени, превращение HMG-CoA в мевалонат. За счет конкурентного связывания с печеночной HMG-CoA редуктазой статины препятствуют синтезу холестерина и изопреноидов.

Эффекты статинов на дислипидемию не учитывают всех наблюдаемых улучшений в снижении сосудистого риска. eNOS играет важную роль в обеспечении их полезных плейотропных эффектов.Однако статины могут различаться по своей эффективности для увеличения высвобождения NO:

• в эндотелиальных клетках статины увеличивают период полужизни мРНК eNOS без изменения транскрипции гена eNOS;

• статины могут увеличивать активность eNOS за счет усиления фосфорилирования eNOS с помощью Akt;

• статины могут усиливать активацию eNOS, способствуя индуцированной агонистом ассоциации eNOS с шаперонным белком теплового шока 90;

• статины предотвращают подавление активности eNOS окисленными ЛПНП, а

• статины снижают уровни кавеолина плазмалеммы, тем самым снижая опосредованное кавеолином ингибирование eNOS [52].

Ингибирование iNOS

Слишком малое количество NO в течение длительного времени вызывает кардиометаболические нарушения. С другой стороны, острая воспалительная индукция iNOS, например, во время сепсиса, анафилактического или кардиогенного шока или отторжения трансплантата, резко повышает уровень NO. Избыточный NO нарушает функцию митохондрий и является цитотоксичным. Он может вызывать глубокую вазодилатацию, рефрактерную гипотензию, острую катехоламинорезистентную сердечную помпу и отказ нескольких конечных органов [22].

Ожидается, что такая острая гемодинамическая декомпенсация выиграет от ингибирования избыточной продукции NO. В отличие от пагубного воздействия неселективного ингибирования NOS, избирательное ингибирование iNOS может иметь терапевтические перспективы. В различных исследованиях на животных избирательное ингибирование iNOS, по-видимому, ослабляет дисфункцию органов, вызванную сепсисом, и улучшает выживаемость [53].

Заключение

Состояние сосудов и метаболизм взаимосвязаны. Анаболический метаболизм требует не только поступления питательных веществ, но и доставки по сосудам питательных веществ и анаболических гормонов, таких как инсулин, к тканям-мишеням.

И рецептор инсулина, и NOS экспрессируются в эндотелии сосудов, где они регулируют тонус сосудов, а также в скелетных и сердечных мышцах, где они участвуют в метаболических процессах. Фактически, рецептор инсулина и БДУ тесно связаны анатомически и функционально. Взаимно инсулин активирует NOS, тогда как передача сигналов NO / cGMP / cGK увеличивает чувствительность к инсулину. Неудивительно, что сохранение нормальной передачи сигналов NO коррелирует с опосредованным инсулином гомеостазом глюкозы.

Напротив, стресс и воспаление — это катаболические процессы. Воспалительные процессы отдают предпочтение использованию питательных веществ инсулино-независимыми иммунными органами за счет потребностей инсулинозависимых тканей, таких как мускулатура. Воспаление порождает не только резистентность к анаболическому действию инсулина, но и сосудистую дисфункцию с нарушением доставки питательных веществ, в сущности, параллельное нарушение метаболической-сосудистой инсулина и передачи сигналов NO. Эта связь между NO и передачей сигналов инсулина проиллюстрирована моделями нокаута мышиного рецептора инсулина или IRS-1, которые развивают эндотелиальную дисфункцию вместе с инсулинорезистентностью.Это также очевидно на мышиных моделях с нокаутом eNOS, которые приобретают инсулинорезистентность вместе с эндотелиальной дисфункцией. На практике эндотелиальная дисфункция снижает чувствительность к инсулину, инсулинорезистентность ухудшает функцию эндотелия, а степень эндотелиальной дисфункции коррелирует с тяжестью инсулинорезистентности и способствует ее ухудшению.

Любой субстрат хронического стресса и воспаления, даже связанный с возрастом, будет, таким образом, иметь параллельные проявления дисфункциональной передачи сигналов NO и инсулинорезистентности, влияющих на многие ткани, включая сосудистую сеть, миокард и мускулатуру.Возникающая в результате сосудистая дисфункция и метаболические нарушения со временем перерастают в кардиометаболические заболевания, как показано в таблице 2.

Таблица 2

Параллельное развитие сосудистых и метаболических заболеваний

Серьезный характер кардиометаболических заболеваний требует профилактических и терапевтических мер. Терапевтические изменения в образе жизни, такие как ограничение калорий, поддержание оптимальной массы тела, противовоспалительная диета, богатая полифенолами, нитратами и нитрозосоединениями, и регулярные умеренные физические нагрузки — это стратегии, которые увеличивают биодоступность NO и эффективно предотвращают и / или обращают вспять системные прогрессирование кардиометаболических нарушений.

Кроме того, для эффективной профилактики или вмешательства могут потребоваться фармакологические меры. Утвержденные доноры NO используются при лечении стенокардии, кардиомиопатии или легочной гипертензии, но не применяются при инсулинорезистентном метаболическом заболевании. Тем не менее, сложная связь NO-инсулин дает основание для будущих исследований методов лечения такого заболевания на основе NO. Возможные методы лечения могут быть нацелены на высвобождение небольших физиологических количеств NO, или увеличение экспрессии / активности конституциональной NOS, или усиление регуляции нижестоящей передачи сигналов NO-cGMP.

В настоящее время ряд фармакологических вмешательств, включая статины, ингибиторы АПФ / БРА и вазодилатирующие β-блокаторы, одновременно усиливают биоактивность NO и эндотелиальную функцию в сочетании с улучшением чувствительности к инсулину. Многие из них доказали свою пользу в улучшении прогноза сердечно-сосудистой системы, снижении макрососудистых заболеваний и смертности, а также в снижении риска развития СД 2 типа. Комбинированная терапия с такими агентами, где показано, может демонстрировать не только дополнительные положительные эффекты, но и положительный синергизм.

Список литературы

Spier SA, Delp MD, Stallone JN, Dominguez JM 2nd, Muller-Delp JM: Тренировки с физической нагрузкой усиливают вызванную потоком вазодилатацию в артериях сопротивления скелетных мышц у старых крыс: роль PGI2 и оксида азота.Am J Physiol Heart Circ Physiol 2007; 292: h4119 – h4127.
Клементи Э, Низоли Э: Оксид азота и митохондриальный биогенез: ключ к долгосрочному регулированию клеточного метаболизма. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol 2005; 142: 102 – e110.
Марш Н., Марш А. Краткая история нитроглицерина и оксида азота в фармакологии и физиологии.Clin Exp Pharmacol Physiol 2000; 27: 313-319.
Нобелевская премия по физиологии и медицине. Nobelprize.org. 2012. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/.
Игнарро LJ: Предисловие к этому специальному выпуску журнала по химии и биологии оксида азота.Arch Pharm Res 2009; 32: 1099–1101.
Kone BC, Kuncewicz T, Zhang W, Yu ZY: Взаимодействие белков с синтазами оксида азота: контроль правильного времени, нужного места и нужного количества оксида азота. Am J Physiol Renal Physiol 2003; 285: F178 – F190.
Lundberg JO: Метаболиты оксида азота и сердечно-сосудистые заболевания.Маркеры, посредники или и то, и другое? Дж. Ам Колл Кардиол 2006; 47: 580–581.
Миллер М.Р., Мегсон Иллинойс: Последние разработки в препаратах-донорах оксида азота. Br J Pharmacol 2007; 151: 305–321.
Munzel T, Feil R, Mulsch A, Lohmann SM, Hofmann F, Walter U: Физиология и патофизиология сосудистой передачи сигналов, контролируемых гуанозин-3 ‘, 5’-циклической монофосфат-зависимой протеинкиназой.Циркуляция 2003 г .; 108: 2172–2183.
Лима Б., Forrester MT, Hess DT, Stamler JS: S-нитрозилирование в сердечно-сосудистой передаче сигналов. Circ Res 2010; 106: 633–646.
Parihar MS, Nazarewicz RR, Kincaid E, Bringold U, Ghafourifar P: Ассоциация митохондриальной активности синтазы оксида азота с комплексом дыхательной цепи I.Biochem Biophys Res Commun 2008; 1; 366: 23–28.
Gutierrez J, Ballinger SW, Darley-Usmar VM, Landar A: Свободные радикалы, митохондрии и окисленные липиды: новая роль в передаче сигнала в сосудистых клетках. Circ Res 2006; 99: 924–932.
Nisoli E, Carruba MO: оксид азота и митохондриальный биогенез.J Cell Sci 2006; 119: 2855–2862.
Дедкова Е.Н., Блаттер Л.А.: Модуляция митохондриального Са2 + оксидом азота в культивируемых эндотелиальных клетках сосудов крупного рогатого скота. Am J Physiol Cell Physiol 2005; 289: C836 – C845.
Erusalimsky JD, Moncada S: Оксид азота и митохондриальная передача сигналов: от физиологии к патофизиологии.Артериосклер Thromb Vasc Biol 2007; 27: 2524–2531.
Дюшен М.Р.: Роль митохондрий в здоровье и болезнях. Диабет 2004; 53 (приложение 1): S96 – S102.
Guarente L: Митохондрии — связующее звено для старения, ограничения калорий и сиртуинов? Cell 2008; 132: 171–176.
Gutierrez J, Ballinger SW, Darley-Usmar VM, Landar A: Свободные радикалы, митохондрии и окисленные липиды: новая роль в передаче сигнала в сосудистых клетках. Circ Res 2006; 99: 924–932.
Зенебе В.Дж., Назаревич Р.Р., Парихар М.С., Гафурифар П. Гипоксия / реоксигенация изолированных митохондрий сердца крысы вызывает высвобождение цитохрома с и окислительный стресс; доказательства участия митохондриальной синтазы оксида азота.J Mol Cell Cardiol 2007; 43: 411–419.
Мицуиси М., Мияшита К., Ито Н: цГМФ спасает митохондриальную дисфункцию, вызванную глюкозой и инсулином в миоцитах. Biochem Biophys Res Commun 2008; 21; 367: 840–845.
Rakhit RD, Mojet MH, Marber MS, Duchen MR: Митохондрии как мишени для защиты, индуцированной оксидом азота, во время имитации ишемии и реоксигенации в изолированных кардиомиоцитах новорожденных.Circulation 2001; 103: 2617–2623.
Краузер ЭД: Митохондриальная дисфункция при септическом шоке и синдроме полиорганной дисфункции. Митохондрия 2004; 4: 729–741.
Kingwell BA: Регулирование метаболизма, опосредованное оксидом азота, во время упражнений: влияние тренировок на здоровье и сердечно-сосудистые заболевания.FASEB J 2000; 14: 1685–1696.
Бегум Н., Санду О.А., Ито М., Ломанн С.М., Смоленский А.: Активная киназа Rho (ROK-альфа) связывается с субстратом-1 рецептора инсулина и ингибирует передачу сигналов инсулина в гладкомышечных клетках сосудов. J. Biol Chem. 2002; 277: 6214–6222.
Хигаки Ю., Хиршман М.Ф., Фуджи Н., Гудиер Л.Дж .: Оксид азота увеличивает поглощение глюкозы по механизму, который отличается от инсулина и путей сокращения в скелетных мышцах крыс.Диабет 2001; 50: 241–247.
Jobgen WS, Fried SK, Fu WJ, Meininger CJ, Wu G: Регулирующая роль пути аргинина-оксида азота в метаболизме энергетических субстратов. J Nutr Biochem 2006; 17: 571–588.
Финкель М.С., Оддис К.В., Джейкоб Т.Д., Уоткинс С.К., Хаттлер Б.Г., Симмонс Р.Л.: Отрицательные инотропные эффекты цитокинов на сердце, опосредованные оксидом азота.Science 1992; 257: 387–389.
Hayden MR, Tyagi SC: Сахарный диабет 2 типа — это сосудистое заболевание (атеросклеропатия) с поздним проявлением гипергликемии? Роль БДУ, NO и окислительно-восстановительного стресса. Кардиоваск Диабетол 2003; 2: 2.
Aicher A, Heeschen C, Mildner-Rihm C, Urbich C, Ihling C, Technau-Ihling K, Zeiher AM, Dimmeler S: Существенная роль эндотелиальной синтазы оксида азота для мобилизации стволовых клеток и клеток-предшественников.Нат Мед 2003; 9: 1370–1376.
Левонен А.Л., Патель Р.П., Брукс П., Го Ю.М., Джо Х., Партасарати С., Андерсон П.Г., Дарли-Усмар В.М.: Механизмы передачи клеточных сигналов оксидом азота и пероксинитритом: от митохондрий до киназ МАР. Антиоксидный окислительно-восстановительный сигнал 2001; 3: 215–229.
Förstermann U: Оксид азота и окислительный стресс при сосудистых заболеваниях.Арка Пфлюгерса 2010; 459: 923–939.
Kim F, Pham M, Maloney E, Rizzo NO, Morton GJ, Wisse BE, Kirk EA, Chait A, Schwartz MW: воспаление сосудов, инсулинорезистентность и снижение выработки оксида азота предшествуют возникновению периферической инсулинорезистентности. Артериосклер Thromb Vasc Biol 2008; 28: 1982–1988.
Кук JP: Вызывает ли ADMA эндотелиальную дисфункцию? Артериосклер Thromb Vasc Biol 2000; 20: 2032–2037.
Коломбо М.Г., Андреасси М.Г., Парадосси У., Ботто Н., Манфреди С., Мазетти С., Росси Дж., Клерико А., Бьяджини А. Доказательства ассоциации общего варианта гена синтазы эндотелия оксида азота (Glu298 → полиморфизм Asp) с наличием , степень и тяжесть ишемической болезни сердца.Сердце 2002,87: 525–528.
Ромеро MJ, Platt DH, Tawfik HE, Labazi M, El-Remessy AB, Bartoli M, Caldwell RB, Caldwell RW: Дисфункция коронарных сосудов, вызванная диабетом, связана с повышенной активностью аргиназы. Circ Res 2008; 102: 95–102.
Ким Ф., Галлис Б., Корсон М. А.: TNF-альфа ингибирует поток и передачу сигналов инсулина, приводя к продукции NO в эндотелиальных клетках аорты.Am J Physiol Cell Physiol 2001; 280: C1057 – C1065.
Дандона П., Алджада А., Чаудхури А., Моханти П., Гарг Р.: Метаболический синдром. Комплексная перспектива, основанная на взаимодействии ожирения, диабета и воспаления. Циркуляция 2005; 111: 1448–1454.
Hsueh WA, Quinones MJ: Роль эндотелиальной дисфункции в инсулинорезистентности.Am J Cardiol 2003; 92 (доп.): 10J – 17J.
Kingwell BA: Регулирование метаболизма, опосредованное оксидом азота, во время упражнений: влияние тренировок на здоровье и сердечно-сосудистые заболевания. FASEB J 2000; 14: 1685–1696.
Davies PF, Civelek M, Fang Y, Guerraty MA, Passerini AG: Эндотелиальная гетерогенность, связанная с региональной атерозависимостью и адаптацией к нарушенному кровотоку in vivo.Семин Тромб Хемост 2010; 36: 265–275.
Суворава Т., Лауэр Н., Койда Г.: Отсутствие физической активности вызывает эндотелиальную дисфункцию у здоровых молодых мышей. Дж. Ам Колл Кардиол 2004; 44: 1320–1327.
Либби П. Воспаление при атеросклерозе.Природа 2002; 420: 868–874.
Widlansky ME, Gokce N, Keaney JJ, Vita JA: Клинические последствия эндотелиальной дисфункции. Дж. Ам Колл Кардиол 2003; 42: 1149–1160.
Duplain H, Burcelin R, Sartori C, Cook S, Egli M, Lepori M, Vollenweider P, Pedrazzini T, Nicod P, Thorens B, Scherrer U: инсулинорезистентность, гиперлипидемия и гипертония у мышей, лишенных эндотелиальной синтазы оксида азота.Тираж 2001; 104: 342–345.
Rizzo NO, Maloney E, Pham M, Luttrell I, Wessells H, Tateya S, Daum G, Handa P, Schwartz MW, Kim F: Снижение передачи сигналов NO-cGMP способствует воспалению сосудов и резистентности к инсулину, вызванной кормлением с высоким содержанием жиров. Артериосклер Thromb Vasc Biol 2010; 30: 758–765.
Zhang Y, Janssens SP, Wingler K, Schmidt HH, Moens AL: Модуляция эндотелиальной синтазы оксида азота: новая сердечно-сосудистая терапевтическая стратегия. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2011; 301: H634 – H646.
Nisoli E, Tonello C, Cardile A, Cozzi V, Bracale R, Tedesco L, Falcone S, Valerio A, Cantoni O, Clementi E, Moncada S, Carruba MO: ограничение калорий способствует биогенезу митохондрий, вызывая экспрессию eNOS.Наука 2005; 310: 314–317.
Jankowski P, Safar ME, Benetos A: Плейотропные эффекты лекарств, ингибирующих систему ренин-ангиотензин-альдостерон. Curr Pharm Des 2009; 15: 571–584.
Javed U, Deedwania PC: Блокаторы рецепторов ангиотензина: новая роль у пациентов с высоким риском.Cardiol Clin 2008; 26: 507–526.
Камп О, Метра М., Бугатти С., Беттари Л., Дей Кас А., Петрини Н., Дей Кас Л.: Небиволол: гемодинамические эффекты и клиническое значение комбинированной бета-блокады и высвобождения оксида азота. Наркотики 2010; 70: 41–56.
Schwartz BG, Levine LA, Comstock G, Stecher VJ, Kloner RA: Сердечное использование ингибиторов фосфодиэстеразы-5.J Am Coll Cardiol 2012; 59: 9–15.
Liao JK, Laufs U: Плейотропные эффекты статинов. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2005; 45: 89–118.
Heemskerk S, Masereeuw R, Russel FG, Pickkers P: Селективное ингибирование iNOS для лечения острого повреждения почек, вызванного сепсисом.Нат Рев Нефрол 2009; 5: 629–640.

Автор Контакты

T. Barry Levine, MD

ABLE Medical Consulting

Pittsburgh, PA 15217 (США)

Электронная почта [email protected]

Подробности статьи / публикации

Предварительный просмотр первой страницы

Получено: 13 февраля 2012 г.
Принято: 1 марта 2012 г.
Опубликовано в Интернете: 19 июня 2012 г.
Дата выпуска: июнь 2012 г.

Количество страниц для печати: 14
Количество рисунков: 0
Количество столов: 2

ISSN: 0008-6312 (печатный)
eISSN: 1421-9751 (онлайн)

Для дополнительной информации: https: // www.karger.com/CRD

Авторские права / Дозировка препарата / Заявление об ограничении ответственности

Авторские права: Все права защищены. Никакая часть данной публикации не может быть переведена на другие языки, воспроизведена или использована в любой форме и любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись, микрокопирование, или какой-либо системой хранения и поиска информации, без письменного разрешения издателя. .
Дозировка лекарств: авторы и издатель приложили все усилия, чтобы гарантировать, что выбор и дозировка лекарств, указанные в этом тексте, соответствуют текущим рекомендациям и практике на момент публикации.Тем не менее, ввиду продолжающихся исследований, изменений в правительственных постановлениях и постоянного потока информации, касающейся лекарственной терапии и реакций на них, читателю настоятельно рекомендуется проверять листок-вкладыш для каждого препарата на предмет любых изменений показаний и дозировки, а также дополнительных предупреждений. и меры предосторожности. Это особенно важно, когда рекомендованным агентом является новый и / или редко применяемый препарат.
Отказ от ответственности: утверждения, мнения и данные, содержащиеся в этой публикации, принадлежат исключительно отдельным авторам и соавторам, а не издателям и редакторам.Появление в публикации рекламы и / или ссылок на продукты не является гарантией, одобрением или одобрением рекламируемых продуктов или услуг или их эффективности, качества или безопасности. Издатель и редактор (-ы) не несут ответственности за любой ущерб, нанесенный людям или имуществу в результате любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в контенте или рекламе.

Преимущества и побочные эффекты добавок с оксидом азота

Многие магазины продают добавки с оксидом азота, которые, как утверждается, повышают эффективность тренировок и повышают выносливость.
Оксид азота — это естественный газ в организме, который помогает увеличить кровоток.
Добавки оксида азота содержат ингредиенты, которые, как говорят, производят больше оксида азота в организме, тем самым улучшая вашу тренировку.
Но действительно ли они работают? Исследования неоднозначны.

Возможно, вы слышали о добавках оксида азота, которые утверждают, что они повышают эффективность тренировок и повышают вашу продуктивность в целом. Вы можете даже найти их в составе своих предтренировочных формул.

Что такое оксид азота?

«Оксид азота — это газ, который вырабатывается организмом, и он помогает улучшить кровоток. Добавки с оксидом азота пытаются увеличить количество оксида азота в крови, что может помочь увеличить приток крови к работающим мышцам и сократить время до утомления во время тренировки », — говорит Натали Риццо, магистр медицины, доктор медицинских наук

Подписаться на Men’s Health

(Для ясности, окись азота сильно отличается от закиси азота, a.к.а. материал, который дает вам кайф от кнутов.)

Что должны делать добавки с оксидом азота?

Согласно теории , добавки оксида азота могут творить чудеса с вашими физическими упражнениями. Но что на самом деле говорит наука?

Добавки оксида азота фактически не содержат оксид азота. Вместо этого они содержат ингредиенты (или субстраты), которые, как считается, подталкивают ваше тело к производству большего количества оксида азота, таких как L-аргинин и L-цитруллин.

В то время как L-аргинин в вашем организме участвует в производстве оксида азота, исследования неоднозначны относительно того, увеличит ли его прием в форме добавки производство оксида азота, и, если да, то действительно ли это улучшит физическую работоспособность и улучшит здоровье , — говорит Джонс.

Если вы все еще хотите попробовать окись азота, вот что вам следует знать.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Он может увеличить приток крови к вашим мышцам.

Оксид азота — это газ, который вырабатывается вашим телом, и одна из его основных целей — способствовать расширению сосудов или усилению кровотока.

Поскольку кровь отвечает за перенос кислорода к работающим мышцам, причина заключается в том, что усиление кровотока, вызванное приемом добавок оксида азота, может помочь вам тренироваться в течение более длительного периода времени и ускорить время восстановления.Сторонники также утверждают, что усиление кровотока может увеличить «насос» ваших мышц или то, насколько большими или выраженными они выглядят (потому что они буквально налиты кровью).

Это может помочь вам продержаться в постели дольше

В организме «оксид азота секретируется эндотелиальными клетками, выстилающими внутренние стенки кровеносных сосудов, и он взаимодействует с клетками гладких мышц, заставляя их расслабляться, — объясняет Натан Дженкинс, доктор философии, доцент кафедры кинезиологии Университета Джорджии.Эта регуляция кровотока играет роль во многих функциях организма, включая поддержание эрекции и контроль артериального давления.

«Оксид азота сам по себе играет роль в инициировании и поддержании эрекции у мужчин, но есть много других факторов», — говорит Джонс. Это может увеличить приток крови к половому члену, что может помочь мужчине сохранить эрекцию, добавляет Риццо, поэтому по этой причине он может улучшить работоспособность в постели и помочь вам продержаться дольше.

Недавнее исследование показало, что добавки L-аргинина могут усиливать действие обычных лекарств от эректильной дисфункции, но исследования на людях без дисфункции ограничены, поэтому общие преимущества полностью не известны.

Хорошо, но действительно ли добавки оксида азота работают?

ЛюдиImages

Честно говоря, мы не знаем. Просто нет достаточных доказательств, чтобы предположить, что это так.

«[Идея состоит в том, что эти добавки] будут увеличивать NO, а затем, из-за этого, это вызовет расширение сосудов, а затем последующим эффектом расширения сосудов будет значительное увеличение кровотока, что приведет к увеличению физической работоспособности и ускоренное восстановление «, — говорит Ричард Блумер, доктор философии.D., декан Школы медицинских исследований и Центра здоровья и фитнеса Университета Мемфиса. «Но большинство, если не все, [эти предполагаемые преимущества] не подтверждены доступными доказательствами».

В исследованиях, которые показали связь между улучшением работоспособности и уровнем нитратов в крови, такие положительные результаты могли быть просто результатом интенсивных тренировок, поскольку упражнения сами по себе усиливают активность оксида азота. Кроме того, диетические нитраты поступают из других источников, например из овощей, и большинство исследований не учитывают это.

Даже если есть преимуществ добавок оксида азота, неясно, применимы ли они ко всем. Обзор 42 исследований, связанных с влиянием диетических ингредиентов, связанных с оксидом азота и выполнением упражнений, показал смешанные результаты: в обзоре сделан вывод о том, что добавки с оксидом азота могут «улучшать переносимость» аэробных и анаэробных упражнений у людей, которые либо не в форме или умеренно обучены, то, кажется, нет никакой пользы от высококвалифицированных людей.

Безопасны ли добавки оксида азота?

ЛюдиImages

При приеме в относительно небольших количествах NO-добавки не вызывают побочных эффектов. Хотя мнение о том, действительно ли добавки оксида азота улучшают работоспособность, еще не решено, Bloomer говорит, что если вы хотите попробовать их в низкой дозировке, продолжайте. Тем не менее, если вы склонны к гипотонии (или низкому кровяному давлению), вы можете пропустить их, поскольку они могут вызвать у вас головокружение или головокружение.

«Также важно отметить, что многие бустерные добавки могут содержать дополнительные ингредиенты, которые недостаточно изучены или не регулируются, поэтому безопасность и эффективность могут быть легко поставлены под сомнение», — добавляет она.

Дженкинс также отмечает, что высокие дозы добавок оксида азота могут поставить под угрозу функцию почек, особенно если у вас уже есть диета с высоким содержанием нитратов. В таких случаях «это может фактически вызвать снижение работоспособности, потому что ваши почки находятся в напряжении и пытаются переработать весь этот дополнительный нитрат», — говорит Дженкинс.На всякий случай не берите ничего, кроме того, что указано на упаковке.

Вреден ли оксид азота для печени?

«Хотя исследования не являются окончательными, ответ на этот вопрос может зависеть от того, принимаете ли вы большое количество синтетических нитратов и нитритов из обработанного мяса или едите нитраты из овощей естественным путем», — говорит Джонс.

Всемирная организация здравоохранения и Американский институт онкологических исследований не рекомендуют употреблять в пищу обработанное и вяленое мясо, большинство из которых содержит нитраты и нитриты натрия.«Некоторые исследования связывают нитраты натрия с повреждением клеток свободными радикалами, в том числе в печени, однако большая часть этих исследований проводилась на животных, и исследования на людях основывались на корреляции, а не на причинно-следственной связи», — говорит она.

Можно ли принимать добавки оксида азота ежедневно?

Лидерина

Это зависит от того, для чего вы это берете.

Полностью поощряется потребление нитратов с пищей.«Исследования свекольного сока (который содержит оксид азота) и свекольного порошка показывают наибольший успех в улучшении физической активности и здоровья сердца при ежедневном потреблении не менее 2 недель», — объясняет Джонс. «Содержание нитратов может быть дополнительной причиной, по которой высокое потребление овощей связано с улучшением здоровья сердца», — говорит она.

Когда дело доходит до добавок, содержащих ингредиенты, отличные от чистой свеклы или растительного порошка, вы должны быть осторожны. Добавки плохо регулируются с точки зрения безопасности, чистоты, эффективности или эффективности заявленных требований, поэтому, если вы все же выбираете другой «усилитель оксида азота», выберите тот, который прошел испытания третьей стороной, предпочтительно NSF for Sport или Informed Choice for Sport.

Риццо не считает, что нужно принимать добавки ежедневно. « Я бы не рекомендовал это. По этим добавкам не так много исследований, поэтому трудно оценить, каковы могут быть долгосрочные побочные эффекты », — говорит она. Вместо этого ешьте овощи или свеклу, чтобы получить оксид азота.

Какие продукты богаты оксидом азота?

Getty Images

Ищете способ естественного увеличения содержания оксида азота? Попробуйте эти продукты.

Свекла

В частности, свекольный сок полон оксида азота, и есть исследования, показывающие, что употребление его перед соревнованиями может помочь улучшить производительность. «Одно исследование показало, что велосипедисты, которые пили свекольный сок за два-три часа до тренировки, увеличивали пиковую мощность и скорость вращения педалей. Другой обзор также показывает, что свекольный сок может повысить общую выносливость и силу спортсменов », — говорит Риццо.

«Свекла — это самый высокий диетический источник нитратов, которые в организме превращаются в оксид азота.Благодаря своему естественному содержанию нитратов и способности так хорошо превращаться в оксид азота, во многих исследованиях было показано, что свекла поддерживает сердце, особенно за счет повышения кровяного давления », — говорит Джонс.

«Свекла также связана с другими преимуществами оксида азота, включая улучшение как силы, так и выносливости, а также улучшение когнитивных функций во время упражнений, снижение уровня воспаления, улучшение антиоксидантной функции, улучшение когнитивных функций и многое другое», — говорит она.

Листовая зелень

Он также содержится в листовой зелени и других овощах, только в меньших количествах. Овощи богаты нитратами, а высокое потребление нитратов связано с более высоким уровнем оксида азота в организме, поэтому употребляйте эту зелень. «То есть до тех пор, пока у вас здоровый микробиом полости рта. Регулярное использование антибактериальной жидкости для полоскания рта фактически убивает бактерии, которые способствуют выработке оксида азота из нитратов (и могут повлиять на бактериальный баланс в нижних отделах пищеварительного тракта) », — говорит Джонс.

Что касается овощей с самым высоким содержанием нитритов, первое место занимают свекла, а также сельдерей, мангольд, кресс-салат, салат, шпинат и руккола. Следующая группа с наибольшим количеством включает огурцы, сельдерей, пекинскую капусту, эндивий, фенхель, кольраби, лук-порей и петрушку.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Питательный оксид азота: полезное для сердца химическое вещество в кровеносных сосудах

Весенние каникулы заканчиваются для многих американцев, а это означает, что они снова возвращаются к работе и учебе и обычно компенсируют время, потерянное на каникулах.

Но есть один способ извлечь выгоду из простоя: сделать несколько долгих глубоких вдохов через нос. В отличие от дыхания через рот, носовое дыхание способствует высвобождению оксида азота — химического вещества, которое расширяет кровеносные сосуды, снижает кровяное давление и оказывает всестороннее успокаивающее действие.Неудивительно, что эта техника занимает центральное место в йоге, медитации и многих других методах снятия стресса. Помогая вам успокоить свой разум, эта тактика может помочь достичь ясности, которая вам нужна, чтобы сократить и восстановить контроль над текущими задачами … а также укрепить здоровье сердца!

Оксид азота жизненно важен для здоровья сердечно-сосудистой системы, но глубокое дыхание — это только начало. Вырабатываемое эндотелием — оболочкой кровеносных сосудов — это химическое вещество очень быстро реагирует на такие здоровые сердечные привычки, как регулярные упражнения и низкий уровень холестерина.Снижение уровня холестерина способствует увеличению оксида азота. Эти меры по образу жизни включают патрубки оксида азота, расширяют кровеносные сосуды и увеличивают кровоток, сдерживая образование зубного налета. (Оксид азота является основой использования нитроглицерина при лечении сердечной недостаточности, стенокардии.)

Однако верно обратное. Когда присутствуют такие факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний, как курение, плохое питание, недостаток физических упражнений и даже психологический стресс, уровень оксида азота резко падает, и в кровеносных сосудах начинают накапливаться жировые бляшки, что создает основу для атеросклероза.Сердечный приступ или инсульт могут возникнуть, если бляшка воспаляется и разрывается.

Хотя поддержание здорового производства оксида азота является хорошей целью, соединения, известные как асимметричный диметиларгинин (ADMA) и симметричный диметиларгинин (SDMA), работают против нее. Если вас беспокоит повреждение кровеносных сосудов, в Cleveland HeartLab есть тест на эти химические вещества, который может указывать на низкий уровень оксида азота и повреждение эндотелия.

Тест может помочь определить, есть ли у вас факторы риска, увеличивающие ваши шансы на развитие сердечных заболеваний или почек.Фактически, исследования показывают, что высокие уровни ADMA независимо предсказывают будущий сердечно-сосудистый риск у пациентов с ишемической болезнью сердца, при этом те, у кого самый высокий уровень ADMA, более чем в два раза чаще страдают сердечными приступами или умирают от сердечных причин по сравнению с людьми. с самыми низкими уровнями.

Ключи к повышению оксида азота и снижению ADMA и SDMA одинаковы:

Ешьте правильно. Заполните тарелку фруктами и овощами, нежирным белком и цельнозерновыми продуктами и ограничьте потребление жиров, сахара и соли.
Двигайтесь. Включите в свою жизнь регулярную физическую активность и постарайтесь достичь и поддерживать здоровый вес.
Низкие факторы риска. Стремитесь нормализовать кровяное давление, уровень холестерина и сахара в крови, используя лекарства, если они необходимы и назначены врачом.
Наконец-то не забывай дышать! Теперь медленно, через нос в течение нескольких минут, особенно если вы чувствуете стресс.

Возможные преимущества для здоровья

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: НА ЭТОМ ВЕБ-САЙТЕ НЕ ПРЕДОСТАВЛЯЮТСЯ МЕДИЦИНСКИЕ КОНСУЛЬТАЦИИ. Информация, содержащаяся в этой статье, предназначена исключительно для информационных целей. Цель статьи — способствовать широкому пониманию темы здоровья. Это не замена профессиональным медицинским советам, диагностике или лечению. Всегда обращайтесь за советом к своему врачу с вопросами о медицинских состояниях или методах лечения, а также перед приемом любого нового продукта для здоровья. Никогда не игнорируйте советы врача из-за всего, что вы читаете на этом сайте. Texas Media Group не рекомендует и не поддерживает какие-либо конкретные методы лечения, продукты, схемы, мнения или любую другую информацию, упомянутую в этой статье.

Наука открыла так много витаминов, минералов, бактерий, вирусов и лекарств, что медицинская профессия почти похожа на карусель. «Используйте это, чтобы помочь тому, чтобы помочь этому, чтобы помочь этому…» Мы знаем, что научные открытия во многих случаях спасают жизнь, но профилактическое здоровье — это первый шаг к сохранению здоровья. Мы можем сделать многое для собственного здоровья. Нам просто нужно стать достаточно информированными, чтобы работать с нашими врачами над их диагнозом и лечением, вместо того, чтобы просто оставаться неосведомленными и слепыми, тем самым получая лечение хуже, чем исходная проблема.При сдаче анализа крови настаивайте на том, чтобы врач проверил уровень оксида азота, если это возможно.

Оксид азота — это довольно недавно открытое соединение, которое изучается на предмет его многочисленных преимуществ и применений. В 1998 году Нобелевская премия по физиологии и медицине была присуждена группе ученых, которые выяснили механизмы передачи сигналов оксида азота и его воздействия на организм. Это молекула сердечно-сосудистой системы, которая может иметь ключевое значение для здоровья кровеносных сосудов и регулирования кровяного давления.Но, как и в случае с большим количеством процедур, это может быть палкой о двух концах. В небольших количествах это может быть важно для поддержания здоровья, и польза может быть огромной. Тем не менее, как и в случае со многими видами лечения, больше не обязательно лучше.

Фото: Pixabay.com

Недостаточное производство оксида азота в организме может способствовать памяти и когнитивным функциям, связанным с депрессией, болезнью Паркинсона и болезнью Альцгеймера. Возможны случаи улучшения памяти при введении безопасных уровней оксида азота обратно в организм.Опять же, это может определить только ваш врач. Нитроглицерин, помогающий облегчить боль в груди, имитирует оксид азота, улучшая приток крови и кислород к сердцу. Оксид азота является мишенью для некоторых лекарств от эректильной дисфункции.

Иммунные клетки производят оксид азота в качестве защитной молекулы против бактерий и других патогенов. Некоторые исследователи считают, что недостаток полезного уровня оксида азота является причиной неполного действия некоторых антибиотиков. Также считается, что оксид азота регулирует рост и смерть иммунных и воспалительных клеток.В статье Пола Дж. Кима, DPM, говорится, что исследователи активно изучали оксид азота в течение последних 40 лет, и его преимущества, хотя и не до конца изучены, дают надежду на лечение существующих ран у диабетиков.

Фото: Facebook / NeoGen Nutrition

Это действие особенно полезно при определенных типах инфекций, которые диабетики могут получить в результате незначительных травм, которые не заживают и приводят к ампутации. Поговорите со своим врачом. Есть многообещающие результаты, и здесь опять же можно спасти жизнь и / или конечности.Некоторые утверждают, что оксид азота может вызывать гибель раковых клеток, однако, с другой стороны, оксид азота, если его не регулировать, может вызвать рост кровеносных сосудов, которые необходимы раку для продолжения роста.

Оксид азота присутствует почти во всех организмах, включая клетки бактерий, растений и животных. Выстилка кровеносных сосудов использует оксид азота для расслабления гладких мышц, тем самым увеличивая кровоток.

Есть продукты, которые способствуют конечному производству оксида азота.Листовые, зеленые овощи занимают первое место в списке (например, салат, сельдерей, капуста, шпинат). Один из самых мощных продуктов — свекольный сок, который помогает снизить кровяное давление, что, в свою очередь, помогает организму увеличить выработку оксида азота. Также полезны орехи, бобы, индейка, морепродукты и молочные продукты, поскольку они производят аргинин. L-аргинин, аминокислота, полученная из белков, способствует заживлению ран и может быть добавлена в рацион в качестве добавки с одобрения врача. Аргинины содержатся в продуктах с высоким содержанием белка, таких как орехи, бобы, индейка, морепродукты и молочные продукты.

Фото: Pixabay.com

Пищевые добавки, повышающие оксид азота, рекламируются, но не вводите их в заблуждение. Эти добавки содержат не сам оксид азота, а продукты, которые помогают его формировать в организме. Двумя наиболее распространенными являются L-аргинин и L-цитруллин. Это обе аминокислоты. Будьте осторожны, если в добавках говорится, что они содержат оксид азота. Многие проблемы, связанные со слишком большим количеством нитратов, могут быть связаны с нитратами натрия, которые обычно используются в качестве консервантов и фиксаторов цвета в обработанных пищевых продуктах.

Длительное курение подавляет способность организма вырабатывать оксид азота, равно как и отсутствие здоровой программы физических упражнений. Упражнения помогают организму вырабатывать эту столь необходимую молекулу. Когда вы тренируетесь и у вас заканчивается кислород, ваши мышцы болят, даже судороги. Если у вас нормальный уровень оксида азота в вашей системе, его высвобождение расширяет кровеносные сосуды, что, в свою очередь, позволяет большему количеству кислорода проникать в ваши ткани.

Фото: Facebook / Nutrition & Health Hub через Nadcil EtucProper

Еще один неожиданный пагубный эффект на способность вашего организма вырабатывать оксид азота — это слишком большое количество жидкости для полоскания рта.Во рту живут бактерии, которые способствуют выработке оксида азота, и большинство жидкостей для полоскания рта уничтожают его. Новые результаты в уничтожении этой бактерии показывают возможный вклад в развитие диабета. Почему? Оксид азота регулирует выработку и действие инсулина. Если у вас слишком низкий уровень оксида азота, инсулин может оказаться неэффективным. Если вы используете жидкость для полоскания рта два или более раза в день, у вас может быть более высокий процент развития диабета. Попробуйте использовать альтернативы освежителям дыхания.

Ваши кровеносные сосуды имеют тонкую оболочку, называемую эндотелием. В этом слое ваше тело вырабатывает оксид азота. Если уровень оксида азота станет слишком низким и останется таким, то некоторые исследователи продуктов для здоровья считают, что атеросклероз, высокое кровяное давление и другие эффекты могут привести к сердечным заболеваниям. Простые упражнения могут помочь в производстве оксида азота. Необязательно быть марафонцем, чтобы поддерживать здоровье своего тела.

Фото: Pixabay.com

Наконец, поговорите со своим врачом, чтобы определить любые ограничения, которые могут быть у вас в отношении физических упражнений.Всегда помните, что каждый из нас — личность. Было бы неплохо, если бы была одна таблетка, витамин или упражнение, которые исправили бы нас навсегда. К сожалению, нет. Так что следите за своим телом, всегда говорите со своим врачом о любых изменениях в диете или упражнениях и будьте мудры, информируя себя. То, что работает для одного, может не работать для другого.

ON NO — Продолжающаяся история оксида азота, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний

Оксид азота (NO) — это простое химическое соединение — 1 атом азота и 1 атом кислорода, соединенные вместе — со сложными биологическими действиями (1,2).Особенностью NO является его способность вызывать расширение сосудов, качество, которое используется фармакологически при лечении ишемической болезни сердца с использованием предшественников NO, таких как нитроглицерин.

В 1980 году Ферчготт и Завадски (3) показали, что расслабление сосудов, вызванное ацетилхолином, зависит от присутствия эндотелия, и предоставили доказательства высвобождения летучего гуморального фактора. Это вещество, позднее названное фактором релаксации эндотелия, а теперь известное как NO (4), является важным компонентом инсулино-сигнального каскада (рис.1), выполняя микрососудистую вазодилатацию, стимулируемую местной продукцией NO эндотелием сосудов (5). Вазодилатация может снизить системное кровяное давление и увеличить местный тканевой кровоток в таких тканях, как мышцы. Сочетание пониженного артериального давления и увеличения тканевого кровотока вместе со специфическими положительными эндотелиальными эффектами может служить для предотвращения гипертонии, сердечно-сосудистых заболеваний и инсулинорезистентности (5,6). Однако эти эффекты остаются чрезвычайно чувствительными к нарушению передачи сигналов инсулина в эндогенной сердечно-сосудистой системе NO и, по-видимому, нарушаются при наличии инсулинорезистентности (7).Итак, есть доказательства того, что нарушение NO-зависимой вазодилатации вызывает гипертензию и инсулинорезистентность и наоборот: инсулинорезистентность, такая как наблюдаемая при диабете, метаболическом синдроме и гипертонии, ухудшает NO-зависимую вазодилатацию. Существование этого порочного круга подтверждается эпидемиологическими данными Фрамингемского исследования сердца и другими исследованиями, показывающими, что гипертония, диабет и сердечно-сосудистые заболевания сочетаются друг с другом (8,9).

РИС. 1.
Упрощенная картина сигнального пути инсулина и его участия в эндотелиальной дисфункции подчеркивает решающую роль аргинина и NO.Важно подчеркнуть, что действие инсулина двойное: инсулин действует после связывания со своим рецептором и активирует как фосфатидилинозитол-3-киназу (PI-3-K), так и митоген-активируемую протеинкиназу (MAPK).
В сосудистой сети NO синтезируется из гуанидиновой группы аминокислоты аргинина под критическим контролем фермента эндотелиальной NO-синтазы (eNOS). Активность eNOS стимулируется инсулином (и эстрогеном), упражнениями и ограничением калорийности (10,11), тогда как глюко / липотоксичность, воспаление и провоспалительные цитокины вместе со специфическими метаболитами аргинина, ADMA (асимметричный диметиларгинин), LMMA (l-монометиларгинин) ) и СДМА (симметричный диметиларгинин) ингибируют eNOS (10,12,13).Важно подчеркнуть, что инсулин имеет двойное действие (11): он действует после связывания со своим рецептором и активирует фосфатидилинозитол-3-киназу (приводящую к стимуляции eNOS, продукции NO и вазодилатации) и митоген-активируемую протеинкиназу (приводящую к эндотелин- 1 и вазоконстрикция / клеточная адгезия), как показано на рис. 1. Учитывая сложную природу регуляции сосудистого тонуса и функции эндотелия, очень важно определить и описать лежащие в основе механизмы, приводящие к сосудистой дисфункции и инсулинорезистентности.С клинической точки зрения существует особая потребность в экспериментальных исследованиях на людях, оценивающих скорость синтеза и клиренса NO, а также то, связаны ли нарушения функции NO с измененной кинетикой и нарушением стимуляции инсулином.
В этом выпуске журнала Diabetes , Tessari et al. (14) сообщают о скорости базального и стимулированного инсулином синтеза оксидов моноазота (NO и NO ₂ — NOx) у 26 субъектов, охватывающих широкий диапазон возраста, ИМТ, холестерина, толерантности к глюкозе и функции почек.В этих экспериментах исследователи используют продукт-прекурсор, метод изотопного разбавления. Поскольку аргинин является предшественником NO (рис. 1), вводится аргинин, меченный азотом-15, стабильным изотопом, и процентное содержание меченого аргинина (предшественник) и его продукта (NO) измеряется с помощью масс-спектрометрии. Когда вся система находится в устойчивом состоянии, скорость синтеза / появления аргинина и NO может быть рассчитана в зависимости от «интенсивности» мечения. По сравнению с нормальными субъектами новые данные показали, что синтез NO был ниже у пожилых людей и у людей с диабетом 2 типа и обычно повышался после стимуляции инсулином.Регрессионный анализ с использованием данных для всех субъектов показал, что синтез NOx обратно коррелировал с метаболитами аргинина (ADMA, SDMA) и возрастом, но не с чувствительностью к инсулину. Авторы приходят к выводу, что продукция NOx во всем организме снижается при старении и диабете 2 типа и что метаболиты аргинина, а не резистентность к инсулину, по-видимому, являются негативными регуляторами производства NOx in vivo.
Это своевременные и уместные данные хорошо проведенного исследования на людях, и результаты не только расширяют наше понимание этой области, но также предполагают, что резистентность к инсулину и дисфункция NO могут быть не так тесно связаны, как считалось до сих пор.Особая сила исследования заключается в том, что оно сочетает в себе сложную клиническую схему на относительно большом количестве субъектов с современной техникой кинетического индикатора.
Недавнее исследование, в котором использовался пероральный тест на нитрат слюны и тест на толерантность к глюкозе, сообщило о корреляции между чувствительностью к инсулину и синтезом NO (15), тогда как текущее исследование, использующее стационарное разведение изотопов и методы зажима, не смогло этого сделать. связь. Чувствительность к инсулину выражается величиной М (или скорости инфузии глюкозы), полученной из зажима глюкозы, которая преимущественно отражает поглощение глюкозы мышцами (16).Синтез NO измеряется системно, оставляя ткани, способствующие этому, не идентифицированными. Следовательно, новые результаты не обязательно отражают состояние мышц. Кроме того, дизайн исследования довольно сложный, с множеством различных подгрупп и смешанными патологическими признаками. Таким образом, возможно, что неоднородность выборки для исследования не позволила провести исследование. Неизвестно, изменяется ли клиренс / исчезновение при инсулинорезистентных состояниях, и возможно, что NO-зависимые изменения кровотока могут вносить вклад в петлю обратной связи, в которой удаление NO из его тканей-мишеней увеличивается с увеличением вазодилатации и кровотока.
Клиническое значение настоящего исследования связано с влиянием инсулинорезистентности на эндотелиальную дисфункцию. Хотя Tessari et al. (14) не измеряли функцию эндотелия или какой-либо баланс между регулируемыми инсулином NO-зависимыми вазодилататорами и эндотелин-1-зависимыми вазоконстрикторными действиями, данные подтверждают идею о том, что инсулинорезистентность может лишь частично объяснять нарушение функции эндотелия с возрастом, ожирение и диабет 2 типа. Несколько исследований с использованием многомерного анализа с поправкой на другие потенциальные модуляторы эндотелиальной функции показали, что инсулинорезистентность не может быть независимым предиктором эндотелиальной функции (17-19).С другой стороны, Проспективное исследование диабета в Великобритании ясно показало, что вмешательство метформина, направленное на улучшение чувствительности к инсулину и эндотелий-зависимой вазодилатации, привело к значительному снижению сердечно-сосудистых событий у пациентов с инсулинорезистентностью (20). Степень, в которой другие вмешательства, улучшающие чувствительность к инсулину, такие как ограничение калорийности, физическая активность и фармакологические средства, действуют через NO для улучшения сердечно-сосудистых исходов, — это вопросы, которые предстоит решить в будущих исследованиях.
БЛАГОДАРНОСТИ
О потенциальных конфликтах интересов, относящихся к этой статье, не сообщалось.
© Американская диабетическая ассоциация, 2013 г.
Как оксид азота может лечить тяжелую форму COVID-19?
Оксид азота (NO) десятилетиями использовался в случаях острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС) в качестве сосудорасширяющего средства, улучшающего газообмен в легких и позволяющего крови лучше насыщаться кислородом.
NO естественным образом вырабатывается многими клетками организма и играет важную роль в передаче сигналов и гомеостазе.Он действует как сосудорасширяющее средство, связываясь и активируя фермент гуанилатциклазу в цитоплазме гладкомышечных клеток сосудов, что приводит к выработке циклического гуанозин-3 ‘, 5’-монофосфата.
Эта молекула способна активировать протеинкиназу G (PKG), которая в конечном итоге отвечает за большинство сосудорасширяющих и ингибирующих тромбоцитарных эффектов NO. PKG активирует миозинфосфатазу, что приводит к высвобождению запасов ионов кальция из гладкомышечных клеток, расслабляя их.
COVID-19 в тяжелых случаях может вызвать острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС). Кредит изображения: Новая Африка / Shutterstock.com
Как можно оценить действие оксида азота?
Отношение P _a O ₂ / F _i O ₂ — это отношение парциального давления артериального кислорода к доле вдыхаемого кислорода, выраженное в единицах давления (мм рт. Ст. Или кПа). Например, типичное значение P _a O ₂ для здорового человека на уровне моря может составлять 100 мм рт. Ст. С F _i O ₂ равным 0.21 (21%), что делает соотношение P _a O ₂ / F _i O ₂ 476,2 мм рт.
Нормальным считается соотношение, превышающее 400 мм рт. Носовая канюля обеспечивает около 4% F _i O ₂ на литр кислорода, подаваемого в минуту (Lmin ^-1), поэтому у пациента, получающего 5 Lmin ^-1, будет F _i O ₂ из 0.4 (40%) в помещении с 20% кислородом.
Оксид азота улучшает соотношение P _a O ₂ / F _i O ₂ за счет увеличения переноса кислорода в легких за счет расширения сосудов. Как газообразная молекула, она липофильна и поэтому легко диффундирует через легочные мембраны, вызывая локализованное расширение сосудов. NO деактивируется при реакции с гемоглобином и кислородом в крови, а это означает, что его эффекты лишь минимально распространяются на другие части тела при вдыхании.
Недавнее исследование Гарфилда и соавт. (2020) рассмотрел 35 случаев лечения пациентов с помощью 20 ppm NO в течение в среднем 146 часов, страдающих серьезным ОРДС, связанным с COVID-19. В течение 24 часов у большинства пациентов наблюдалось значительное увеличение соотношения P _a O ₂ / F _i O ₂, которое сохранялось у тех пациентов, которые выжили до 5 дней. В очень небольшом количестве других исследований ранее сообщалось в основном о нейтральных результатах введения NO, но авторы этой статьи отмечают конкретные биомаркеры, указывающие на хороший результат.
Натрийуретический пептид головного мозга (BNP) — это гормон, высвобождающийся в ответ на растяжение, вызванное увеличением объема желудочковой крови, что снижает кровяное давление. Тропонин содержится в скелетных и сердечных мышцах, блокируя место прикрепления миозинового моста и предотвращая сокращение мышцы. Наличие высоких концентраций этих биомолекул указывает на тяжелую гипоксемию, вероятно, из-за напряжения правого желудочка, часто связанного с пневмонией, связанной с коронавирусом, и было обнаружено, что эти пациенты получают наибольшую пользу от лечения NO.
Следует ли НЕТ применять к пациентам с COVID-19?
Другие недавние исследования подтверждают использование вдыхаемого NO для пациентов с ОРДС с COVID-19, улучшая оксигенацию артериальной крови без увеличения концентрации углекислого газа. Было высказано предположение, что помимо прямого вазодилатирующего и ингибирующего тромбоцитарные эффекты NO вступают в игру другие факторы, включая изменения иммунного ответа, противовирусные свойства, влияние на сурфактант и регуляцию рецепторов ангиотензина.
В дополнение к пути, описанному выше, вдыхаемый NO также регулирует легочную вазодилатацию путем активации калиевых каналов и рецепторов ангиотензина и может играть роль в защите легких от окислительного повреждения. Тем не менее, NO действует как раздражитель легких, вызывая воспаление. Интересно, что это потенциально может быть положительной ситуацией, поскольку легкие затем настраиваются для производства макрофагов из-за вызванного воспаления, хотя наиболее серьезные случаи COVID-19 на самом деле вызваны чрезмерно активным иммунным ответом, потенциально усугубляющим этот эффект.
Легочный сурфактант — это поверхностно-активный липопротеиновый комплекс, образующийся в альвеолярных клетках, который несет как гидрофобные, так и гидрофильные области, позволяя газу диффундировать через него. Поверхностное натяжение поверхностно-активного вещества гарантирует, что альвеолы заполняются равномерно, заставляя скорость их надувания замедляться по мере их расширения. NO снижает поверхностное натяжение поверхностно-активного вещества, позволяя плохо расширяющимся альвеолам лучше надуваться, несмотря на ослабленное поверхностное натяжение поверхностно-активного вещества. Это может позволить поврежденным легким функционировать немного более эффективно.
В заключение, NO может эффективно применяться к пациентам с COVID-19, страдающим ОРДС, для улучшения оксигенации крови и продления жизни, но не влияет на прогрессирование болезни.
Вдыхаемый оксид азота (iNO): доказательная медицинская информация, связанная с COVID-19 Play
Список литературы
Tousoulis, D. et al . (2012) Роль оксида азота на функцию эндотелия. Текущая сосудистая фармакология , 10 (1).https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22112350/#:~:text=Abstract,nitric%20oxide%20synthase%20(NOS).
Ricou, B., Grandin, S., Jolliet, P., Chevrolet, J. C. & Suter, P. M. (1994) Закись азота (NO) в лечении респираторного дистресс-синдрома взрослых. Swiss Medical Weekly , 124 (14). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8184298/
Гастон, Б. (2005) Резюме: Системные эффекты вдыхаемого оксида азота. Труды Американского торакального общества , 3 (2).https://www.atsjournals.org/doi/full/10.1513/pats.200506-049BG#:~:text=Inhaled%20NO%20can%20affect%20blood,effects%20of%20NO%20synthase%20inhibition.
Garfield, B. et al. (2020) Возможности индивидуального применения вдыхаемого оксида азота при пневмонии COVID-19. Британский журнал анестезии , 126 (2). https://bjanaesthesia.org/article/S0007-0912(20)30918-1/fulltext
Лотц, К. и др. . (2020) Эффекты вдыхания оксида азота при ОРДС, вызванном COVID-19 — стоит ли это? Anaesthesiologica Scandinavica , 1.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/aas.13757
Вайнбергер Б., Хек Д. Е., Ласкин Д. Л. и Ласкин Д. Д. (1999) Оксид азота в легких: терапевтические и клеточные механизмы действия. Фармакология и терапия , 84 (3). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016372589
43?via=ihub
Дополнительная литература
.

«Веселящий газ»: область применения и влияние на организм человека

Окись азота и судьба человека

Образование оксида азота при метаболизме нитратов в полости рта

ОКСИД АЗОТА — НОВЫЙ МЕТОД ЛЕЧЕНИЯ

Оксид азота I Для чего? I Полезные свойства

Что такое оксид азота?

Полезные свойства

Добавки с оксидом азота

Заключение

Оксид азота(I) — это.

Получение

История

Физические свойства

Химические свойства

Применение

Средство для ингаляционного наркоза

В двигателях внутреннего сгорания

В пищевой промышленности

Хранение

См. также

Литература

Навигация

Примечания

Оксид азота | DermNet NZ

Что такое оксид азота?

Какую роль играет оксид азота в организме?

Какую роль играет оксид азота в коже?

Как в организме человека образуется оксид азота?

Как кожа производит оксид азота?

Как оксид азота хранится в организме человека?

Как можно проверить оксид азота?

Дефицит оксида азота

Избыточный оксид азота

Лечебный потенциал оксида азота

Описание роли оксида азота и его клинического применения — FullText — Cardiology 2012, Vol. 122, № 1

Аннотация

Введение

История

Синтаза оксида азота

Сигнализация оксида азота

NO Биодоступность

Сигнал NO

Функции оксида азота

Митохондрии

Cell Protection

Смерть клеток

Скелетные мышцы

Сосудистая сеть

Окислительный стресс

Противовоспалительное и антиатерогенное действие

Причины сниженного уровня NO

Снижение экспрессии eNOS

Снижение активности eNOS

Снижение периода полужизни NO

Смешанные эффекты

Таблица 1

Проявления восстановленного NO

Нарушение функции сосудов

Аномальный метаболизм в мышцах

Инсулинорезистентность

NO-направленная терапия

Диета

Exercise

Фармакологические подходы к увеличению NO

Ингибирование iNOS

Заключение

Таблица 2

Список литературы

Автор Контакты

Подробности статьи / публикации

Авторские права / Дозировка препарата / Заявление об ограничении ответственности

Преимущества и побочные эффекты добавок с оксидом азота

Что такое оксид азота?

Что должны делать добавки с оксидом азота?

Он может увеличить приток крови к вашим мышцам.

Это может помочь вам продержаться в постели дольше

Хорошо, но действительно ли добавки оксида азота работают?

Безопасны ли добавки оксида азота?

Вреден ли оксид азота для печени?

Можно ли принимать добавки оксида азота ежедневно?