Роль NO в работе сердечнососудистой системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ

Реферат

Роль NO в работе сердечнососудистой системы

Выполнил:

Концевич Серафим Александрович

Гродно, 2014 год

План

Введение

1. История открытия

2. Оксид азота

3. Функции

4. Применение

Введение

Одним из крупнейших достижений биохимической науки конца XX века стало открытие роли эндогенного оксида азота - NO (монооксида азота) - как эффективного регулятора систем кровообращения в организме человека на всех его уровнях, от центральной системы до микроциркуляции в кожных тканях. Поэтому удивительно, что такое важное для биологии и медицины открытие не нашло пока своего широкого применения в косметике.

В коже, как и в любом другом органе, кровообращение играет важнейшую роль в поддержании и регулировании основных биохимических процессов. Несмотря на то, что кожа, в отличие от внутренних органов, значительную часть биологически активных веществ получает извне, в том числе - в составе косметических средств, она весьма чувствительна к нарушениям в системе кровообращения.

Кроме снабжения клеток питательными веществами и кислородом система кровообращения в коже участвует, наряду с лимфатической системой, в удалении продуктов метаболизма, а также выполняет важнейшую функцию терморегуляции.

Особенно чувствительным к нарушениям в системе микроциркуляции является эпидермис, подверженный непосредственному воздействию внешней среды, но лишенный собственной кровеносной системы, и потому получающий питательные вещества и влагу из более глубоких слоев кожи.

Между тем в столь сложной и протяженной системе организма, как кожа, включающей множество внутренних биологических структур, разделенных, к тому же, полупроницаемыми мембранами, все обменные процессы, определяющие ее состояние и функционирование, связаны теснейшим образом с системой кровообращения, определяющей в значительной степени как доставку субстратов реакций кожного обмена на всех уровнях, так и удаление продуктов метаболизма. В целостной системе косметического воздействия введение в косметические рецептуры биологически активных веществ, усиливающих или поддерживающих те или иные обменные процессы, необходимо должно сочетаться с ингредиентами, стимулирующими систему микроциркуляции.

1. История открытия

Как упоминалось, открытие физиологического действия эндогенного монооксида азота (NO) явилось одним из крупнейших научных достижений последних лет в области биохимии и медицины.

Оказалось, что NO - простейший по строению молекулы газ, известный всем из курса школьной химии, является важнейшим звеном в системах регуляции многих функций организма: он управляет расширением сосудов и стимулирует кровенаполнение органов и тканей, участвует в передаче нервных импульсов и в иммунных реакциях. Недостаток продукции NO в организме может приводить к нарушению жизнедеятельности многих органов и систем человека. Истинная роль монооксида азота в физиологии человека стала понятной только в последние десятилетия.

В 1998 году за открытие роли и механизма действия монооксида азота в регуляции сердечнососудистой системы группа американских ученых получила Нобелевскую премию в области медицины.

Неожиданным было открытие того факта, что образующийся в клетке газ является главным межклеточным мессенджером в сердечнососудистой системе и, легко проникая через все тканевые барьеры и клеточные мембраны, способен контролировать и регулировать важнейшие функции других клеток. Открытие механизма действия монооксида азота имеет большое прикладное значение для современной медицины, прежде всего, для создания новых сердечных лекарств, базирующихся на новых представлениях о функционировании сердечнососудистой системы.

Открытие механизма действия NO на сердечнососудистую систему стимулировало многочисленные исследования, связанные с изучением роли NO в организме человека.

Появилось даже целое направление в биохимии - биохимия монооксида азота. И сегодня считается, что эндогенный монооксид азота - это важнейшее физиологически активное вещество нашего организма, которое обеспечивает нормальное функционирование целого ряда систем и способствует профилактике различных заболевании.

2. Оксид азота

Оксид азота - химическое соединение группы окисей азота, в котором азот присутствует во II степени окисления. Он имеет один непарный радикальный электрон, следовательно, является нестабильным, имеет высокую реакционную способность и обладает свойствами свободного радикала. Оксид азота или окись азота, а также известный как монооксид азота представляет собой молекулу с химической формулой NO.

Это свободные радикалы, которые является важным промежуточным продуктом химических реакций.

В организмах млекопитающих и человека оксид азота является важной составляющей клеточных сигнальных молекул, участвующих во многих физиологических и патологических процессах.

Это мощный вазодилататор с коротким, в несколько секунд, периодом полураспада в крови. В конце 80-х годов было доказано, что особые ферментные системы организмов способны синтезировать газ оксида азота. Это происходит в результате окисления гуанидиновой группы аминокислоты L-аргинина с одновременным синтезом цитруллина.

3. Функции

Рассмотрение разнообразных свойств NO и его функций в организме выходит за рамки настоящего обзора.

Ниже монооксид азота рассматривается, главным образом, как эффективный стимулятор микроциркуляции в коже и перспективный ингредиент косметических рецептур. Исследования последних 10 лет показали, что NO играет жизненно важную роль в коже, регулируя и контролируя как нормальный физиологический ход процессов, так и отклонения от него, вызванные внешними воздействиями, патологиями, возрастными изменениями и т. п.

NO активно участвует в синтезе коллагена. Без химического медиатора NO не может выполнять свою функцию эпидермального фактора роста - фактора роста коллагена, играющего важнейшую роль в обновлении клеток кожи и заживлении ран.

NO - энергичный стимулятор процесса дифференциации (деления клеток). В частности, он регулирует синтез внутри клетки протеинов, формирующих каркас клетки и систему рецепторов в мембране клетки, обеспечивающих идентичность исходных и вновь образованных клеток. В отсутствие NO не происходит формирования цитоскелета и системы клеточных рецепторов.

По сути, монооксид азота является локальным тканевым гормоном.

NO играет ключевую роль в подавлении активности бактериальных и опухолевых клеток путем, либо блокирования некоторых их железосодержащих ферментов, либо путем повреждения их клеточных структур оксидом азота или свободными радикалами, образующимися из оксида азота. Одновременно, в очаге воспаления накапливается супероксид, который вызывает повреждение белков и липидов клеточных мембран, что и объясняет ее цитотоксическое действие на клетку-мишень.

Следовательно, NO, избыточно накапливаясь в клетке, может действовать двояко: с одной стороны вызывать повреждение ДНК и с другой - давать провоспалительный эффект.

Повреждение ДНК под действием NO является одной из причин развития апоптоза (запрограммированный физиологический процесс клеточного «самоубийства», направленный на удаление клеток, утративших свои функции).

В экспериментах наблюдалось дезаминирование дезоксинуклеозидов, дезоксинуклеотидов и неповрежденной ДНК при воздействии аэрированного раствора NO. Этот процесс ответственен за повышение чувствительности клеток к алкилирующим агентам и ионизирующему излучению, что используется в антираковой терапии.

NO также является необходимым медиатором ангиогенеза - формирования новых кровеносных сосудов. Ангиогенез - важный фактор поддержания необходимого уровня микроциркуляции в коже и восстановления повреждений.

Нормальное производство NO критически важно для любого процесса в организме, связанного с циркуляцией крови.

Оксид азота способствует заживлению порезов, ссадин и травм мышц, связок и сухожилий. Кроме того, он предотвращает развитие атеросклероза (затвердение артерий), ректальную дисфункцию и диабеты.

Отлаженное производство NO позволяет вам ощущать себя энергичным и достигать хороших показателей в спортзале.

Внутренняя оболочка сердца покрыта слоем эндотелиальных клеток, которые постоянно испытывают механические воздействия, связанные с процессами наполнения/опорожнения желудочков и трением перемещающихся слоев крови.

Механическая деформация вызывает стимуляцию продукции NO при каждом сокращении сердца. Под его влиянием увеличивается концентрация ГМФ и опосредованно создаются благоприятные условия для расслабления миокарда в период диастолы. NO может также выделяться кардиомиоцитами под влиянием химических агонистов. Повышение его концентрации при каждом сердечном сокращении оптимизирует реологические свойства крови, способствуя уменьшению агрегации и адгезии тромбоцитов.

4. Применение

Оксид азота используется в медицине для расширения кровеносных сосудов при ишемической болезни сердца путем уменьшения нагрузки на сердце. Оксид азота используется при неотложной помощи для содействия капиллярному расширению легких для лечения первичной легочной гипертензии у новорожденных, связанной с врожденными дефектами.

Терапия оксидом азота значительно повышает качество жизни и, в некоторых случаях, спасает жизнь детей с риском развития заболевания сосудов легких. биохимический сердечнососудистый медицина

Оксид азота также вводится в виде спасительной терапии у больных с острой правожелудочковой недостаточностью, которая является вторичной по отношению к легочной эмболии. В пищевой промышленности оксид азота известен под названием пищевая добавка Е942 и используется в качестве пропеллента и упаковочного газа:

- Систему кровообращения - регуляторные свойства оксида азота оказывают влияние на циркуляцию крови по всему телу, увеличивают диаметр кровеносных сосудов и предотвращают образование тромбов. Он помогает эндотелиальным клеткам контролировать кровеносные сосуды. Оксид азота также повышает уровень кислорода внутри тела, понижает уровень артериального давления и помогает в оптимальном режиме функционировать сердцу;

- Иммунную систему - иммунные клетки в организме человека синтезируют оксид азота, чтобы уничтожать бактерии и вирусы, способные вызывать инфекции. Известно также свойство оксида азота предотвращать появление доброкачественных и злокачественных опухолей в клетках организма;

- Уровень выносливости - оксид азота повышает уровень выносливости мышечных клеток, что позволяет выдерживать более тяжелые нагрузки и с легкостью вести более активную деятельность;

- Повышение реакции нервных клеток - оксид азота действует как внутриклеточный посредник между различными клетками в организме, в том числе, нервными клетками. При достаточном содержании оксида азота в организме связь между нервными клетками становится быстрее, что приводит к быстроте реакции на внешние раздражители, увеличению фокуса и бдительности;

- Повышение сексуальной энергии - применение оксида азота стимулирует, бодрит и усиливает сексуальные механизмы реагирования в организме. Сенсорные и психические стимуляции, вызываемые нервными клетками под действием оксида азота, приводят к расслаблению мышц и притоку крови к половым органам, благодаря чему происходит эрекция. Таким же образом процесс протекает и в женском организме, под действием оксида азота приток крови увеличивается в тканях влагалища;

- Облегчение боли - оксид азота обеспечивает долгосрочное облегчение от боли, связанной с артритом и воспалением суставов. Он способен активировать противовоспалительные механизмы в клетках организма, и способствует уменьшению воспаления.

Применение оксида азота у большинства людей не вызывает побочных эффектов, однако, в случаях передозировки он приводит к диарее, слабости, тошноте, головной боли, учащению пульса и сердцебиения, задержкам воды, усталости, раздражениям на коже и сухости во рту.

Также побочными эффектами применения оксида азота являются проблемы с дыханием, сильная аллергия или сыпь, крапивница, зуд, одышка, опасные для жизни осложнения астмы, внезапный озноб, потливость, тремор, рвота и обмороки. В некоторых случаях применение оксида азота приводит к вспышкам герпеса, расширению сосудов и кровотечениям.

Размещено на Allbest.ru