«Оксид азоту – дволикий Янус», або все про NO та його поліфункціональність в організмі

Останнє засідання лекторію «Передові рубежі біології» Університету юних біохіміків у 2016 році відбулося 14 грудня в Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України. Незважаючи на несприятливі погодні умови та підвищений ризик підхопити застуду, в конференц-залі Інституту зібралася численна аудиторія охочих послухати лекцію провідного наукового співробітника відділу біохімії м’язів, доктора біологічних наук Юрія Володимировича Даниловича на тему «Оксид азоту – дволикий Янус». Найбільшу активність проявили члени відділення екології та аграрних наук Київської МАН, учні 93-ї та 194-ї шкіл м. Києва. Лекція була насичена сучасними відомостями про історію відкриття цієї маленької сполуки, її фізико-хімічні властивості, біосинтез, поліфункціональність у живому організмі тощо. Цікаво було дізнатися, що нітрогліцерин, який Альфред Нобель застосував в 1867 році для створення динаміту, справляє потужну фармакологічну дію – антиангінальну, судинорозширюючу, коронародилатируючу.

І це відбувається завдяки збільшенню вмісту вільного радикалу оксиду азоту (NO), який активує гуанілатциклазу і підвищує вміст цГМФ у гладком’язових клітинах, що приводить до неспецифічної релаксації гладких м’язів судин, переважно венозних, з депонуванням крові у венозній системі, зниженням венозного повернення крові до серця та кінцевого діастолічного наповнення лівого шлуночка. Ще за часів Нобеля з’явились спостереження, що працівники, які були хворі на стенокардію (грудна жаба, «жаба душить» − болі за грудиною, недостатнє кровопостачання серцевого м’язу) та займались виготовленням нітрогліцерину, відчували покращення самопочуття на роботі і погіршення у вихідні дні. 1879-го року англійський фізик Вільям Мюррей запропонував нітрогліцерин як лікарський засіб при нападах стенокардії.

Оксид азоту – невелика молекула, яка містить неспарений електрон, що робить її реакційно здатною, проте серед вільнорадикальних частинок вона є порівняно стійкою. Вільний електрон делокалізований по молекулярній орбіталі. Середній час напівжиття складає від десятків мілісекунд до кількох секунд, що залежить від мікрооточення і, передусім, наявності гемових груп. Двуликість NO проявляється в тому, що за низьких концентрацій він виконує сигнальну, регуляторну функцію у фізіологічній ситуації, за надмірної продукції – дисфункція і загибель клітини.

Фізіологічні ефекти NO є наслідком його біохімічних властивостей. Одним з перших був доведений факт розслаблення судинної стінки при постійному виділенні NO ендотелієм. Другим «класичним» ефектом NO є дезагрегуюча та антиадгезивна дія на тромбоцити. Цим шляхом досягається антитромболітичний ефект. Третій «класичний ефект»: NO бере участь в регуляції проникності мікросудин, впливаючи на адгезію і проникність лейкоцитів (передусім нейтрофілів) та тромбоцитів крізь судинну стінку. Вихід з крові плазми та лейкоцитів супроводжують запальні процеси в тканинах.

Вважають, що NO дотичний до процесів навчання та формування пам’яті, зорового аналізу, термочутливості, нюху, сприйняттю води, їжі, механізмів ноцицепції. NOконтролює вивільнення медіаторів та знижує тривожність. Оксид азоту модулює функціонування системи «гіпоталамус-гіпофіз-надниркова залоза». Майже годину тривала лекція, матеріал якої юнацька аудиторія сприймала з  великим інтересом.

Наступного, 2017 року, Лекторій із 40-річним стажем продовжить свою роботу в тому ж форматі і часі (щомісяця в другу середу о 16.30). Учням та студентам будуть запропоновані цікаві, змістовні виступи провідних учених України з найактуальніших проблем медико-біологічної та екологічної науки.