Проблема оксида азота в неврологии

Все эти данные указывают на возможность NOS продуцировать ряд активных кислородных молекул (АКМ), кроме NО (в том числе и Н2О2). Таким образом NOS следует рассматривать как сложный ферментный комплекс, синтезирующий высокоактивные соединения в зависимости от различного функционального состояния клетки.

Имеются исследования, где продемонстрировано, что образование клетками NO не наблюдается, если активность СОД низкая [87]. Возможно, что это явление связано с защитой клетки от чрезмерной продукции токсичного пероксинитрита, который образуется в реакции между супероксиданионом и NО. Известно, что NOS могут активироваться АКМ [14]. Можно предположить, что генерация АКМ при действии физиологических стимулов либо при патологии усиливает работу как СОД, так и NOS. Это частично объясняет механизмы взаимосвязи биосинтеза NO и Н2О2. Кроме того, усиление синтеза NО может также усиливать продукцию Н2О2 через подавление каталазной активности [34].

С другой стороны, показано, что Н2О2 посредством образования супероксид-аниона угнетает базальную продукцию NО эндотелием [35], а NО может связываться с гемовыми группами ферментных комплексов, продуцирующих АКМ, ингибируя их каталитическую активность и снижая синтез Н2О2 [17]. Таким образом, механизмы образования и снижения биосинтеза NО и Н2О2 могут быть согласованы, что предотвращает гиперпродукцию этих метаболитов в ткани.

Еще одним источником NО в клетке могут служить нитрит-редуктазные реакции, роль которых возрастает в условиях гипоксии [36].

Конститутивные NOS функционально связаны с плазмалеммой. Ацилирование жирными кислотами приводит к ассоциации eNOS с плазмалеммой и повышению ее активности [20, 24], тогда как фосфорилирование по остаткам серина вызывает диссоциацию и снижение активности [36]. Благодаря специфической аминокислотной последовательности nNOS может быть связана с гликопротеидными комплексами плазматической мембраны (ПМ).

Время полужизни свободного NО в различных тканях варьирует от 500 мс до нескольких секунд, что определяется реакционной способностью окружения, особенно наличием связывающих NO железопорфириновых ядер [28]. Относительная химическая стабильность, ассоциация NOS с ПМ, небольшой молекулярный радиус и высокий коэффициент диффузии позволяют NO проявлять свою биологическую активность как в клетке, где он синтезируется, так и во внеклеточном пространстве.

Гиперпродукция NO клеткой, особенно при повышенной концентрации супероксида, привела бы к образованию целого спектра токсичных АКМ, поэтому должны существовать механизмы, снижающие уровень NO. К ним относятся процессы ингибирования активности NO-синтаз продуктами реакции [11], нитрозилирование мембранных и цитозольных тиоловых групп, связывание NO с железо-серными центрами и гемовыми группами, окисление NO в NO2-/NO3- относительно менее реакционноспособные его метаболиты. Увеличение уровня cGMP в клетке под действием NO [68] приводит к прекращению передачи сигнала по Са2+-фосфатидилинозитидному пути. Снижение синтеза NО достигается также фосфорилированием NOS протеинкиназой С (РКС) [108].

Источником Н2О2 в клетках служат, в основном, другие АКМ, в первую очередь супероксид-анион. Показано [25, 232], что вход внеклеточного Са2+ в цитозоль при стимуляции клетки играет важнейшую роль в процессах генерации АКМ. Таким образом, в условиях in vivo имеют место следующие процессы: связывание лиганда с рецептором трансдукция сигнала через ПМ генерация АКМ клеткой.

Индуцированный ионофорами или агонистами вход Са2+ в клетку сопровождается активацией РКС и кальмодулинзависимых киназ. Эти процессы приводят к фосфорилированию NADPH-оксидазы, что инициирует ее самосборку с последующей активацией [23, 29]. Существует точка зрения, что мембраносвязанная NADPH-оксидаза отвечает за значительную часть генерируемых клеткой АКМ. Показано, что NО ингибирует активность этого фермента [328].

Вход Са2+ в клетку активирует также фосфолипазу A2, что приводит к образованию арахидоновой кислоты, последующий окислительный метаболизм которой сопровождается значительной продукцией АКМ [25, 27, 29]. NO усиливает обмен арахидоновой кислоты по липоксигеназному пути [728].

Стимуляция клетки усиливает фосфатидилинозитидный обмен через активацию фосфолипазы С. Образующийся диацилглицерол (ДАТ) может быть источником арахидоновой кислоты и обеспечивает РКС-зависимое образование АКМ [28, 729].

Показано также, что арахидоновая кислота интенсифицирует самосборку NADPH-оксидазного комплекса и способна активировать РКС [30].

Кроме вышеприведенных систем генерации АКМ следует также отметить ксантиноксидазную реакцию, усиливающуюся в условиях гипоксии, а также образование АКМ митохондриями механизм, обеспечивающий базальную продукцию супероксид-аниона клеткой. Кроме того, супероксид-анион может быть промежуточным продуктом окисления флавинов, хинонов, катехоламинов и т.д. [301, 372].

Усиление биосинтеза АКМ, в особенности О2-, в клетке как результат лигандзависимой стимуляции или при патологии приводит к активации СОД, катализирующей реакцию превращения супероксид-аниона в Н2О2 [21, 31, 33].

Ксантиноксидаза, флавиновые оксидазы и ряд гемсодержащих белков способны к непосредственному биосинтезу Н2О2 [31]. Известно, что Н2О2 может также образовываться в митохондриях [734]. Все эти ферментные системы потенциально способны генерировать Н2О2 как при действии физиологических стимулов, так и при окислительном поражении тканей. Предполагается, что Н2О2 является необходимым элементом внутриклеточной передачи сигнала в эукариотической клетке.

Генерация Н2О2 происходит в основном на ядерной, плазматической мембранах, а также на мембранах митохондрий [633]. Так как Н2О2 относится к окислителям средней силы и является относительно малоактивной формой АКМ, она, в условиях низкой концентрации каталазы, глутатионпероксидазы и ионов переходных металлов, относительно стабильна и может мигрировать в клетках и тканях, что указывает на ее возможную роль в паракринной регуляции [312].

Повышение уровня Н2О2 в клетках приводит к активации ферментных систем, расщепляющих Н2О2, и инактивации систем, продуцирующих Н2О2. В снижении уровня Н2О2 могут принимать участие и другие АКМ, в частности NО. Эти процессы предотвращают образование цитотоксичных радикалов, образующихся вследствие гиперпродукции Н2О2. К механизмам снижения уровня Н2О2 в цитозоле можно отнести активацию каталазы, пероксидазы, глутатионпероксидазы [335], расход Н2О2 на окисление мембранных и цитозольных тиоловых групп [736] и т.д. В процессе инактивации Н2О2 важнейшую роль играет глутатионпероксидаза, локализованная в цитозоле и эффективно работающая при малых концентрациях Н2О2 [235].

Так как Н2О2 активирует растворимую гуанилатциклазу (рГЦ) [14, 33], a cGMP прерывает путь трансдукции сигнала на уровне фосфолипазы С, то этот механизм способен обеспечивать снижение биосинтеза Н2О2 на ранних этапах передачи сигнала.

Иными словами, клетка как в относительном покое, так и при возбуждении поддерживает на определенном уровне концентрацию цитозольного Н2О2, способного диффундировать во внеклеточное пространство.

Из всего вышеприведенного следует, что механизмы образования и утилизации NО и Н2О2 взаимосвязаны, поэтому метаболизм обоих АКМ должен происходить согласованно. К общим закономерностям биосинтеза и утилизации NО и Н2О2 можно отнести такие как: активация Са2+-фосфатидилинозитидного обмена и усиление входа Са2+ в клетку, приводящие к согласованной стимуляции биосинтеза NO и Н2О2; способность NOS во многих случаях к генерации Н2О2; взаиморегуляция и в некоторых случаях взаимостимуляция биосинтеза NO, H2O2; снижение продукции обоих АКМ клеткой, происходящее cGMP-зависимым путем по механизмам отрицательной регуляции в Са2+-фосфатидилинозитидной системе, а также перекрестным взаимоингибированием ключевых ферментов биосинтеза NO и Н2О2.

Отмечено 5 основных факторов, влияющих на скорость NOS-зависимого синтеза NО:

скорость транскрипции генов, ответственных за синтез NOS, с ДНК на матричную РНК (мРНК);

созревание мРНК-NOS; экспорт мРНК-NOS в клеточные локусы, в которых происходит синтез белка;

содержание ВН4, НАДФН, ФАД, ФМН и протопорфирина IX в клетках, синтезирующих NО;

ферментная активность синтезированных молекул NOS, химическая устойчивость молекул NOS;

концентрация L-аргинина внутри клеток, синтезирующих NO.

Факторы 1 и 2 влияют на количество синтезируемых молекул NOS, но не на их ферментную активность. Факторы 3, 4 и 5 посттрансляционные.

Снижение рН в цитоплазме клетки не влияет на количество молекул мРНК-NOS в клетке, на синтез молекул NOS клеткой, но препятствует участию НАДФН в NOS-зависимом синтезе NО.

Тканевая гипоксия, с одной стороны, замедляет NOS-зависимый синтез NО из L-аргинина и О2, так как О2 одно из реагирующих веществ в реакции NOS-зависимого синтеза NО. С другой стороны, имеются сведения о повышении ферментной активности NOS под влиянием гипоксии. Избыток О2 (например при гипербарической оксигенации) уменьшает содержание NО во внутренней среде организма за счет окисления NО до нитритов и нитратов.

Обсуждается возможность NOS-зависимого синтеза NО из оксимных соединений. Предполагается, что присутствующие в организме оксимные соединения альтернативные (помимо L-аргинина) субстраты NOS и альтернативные источники атома азота для NO. Предполагают, что в очагах ишемии возможно образование NО нитритным путем без участия NOS, кислорода и L-аргинина. Возможно независимое от NOS образование NO за счет реакции между аргинином и перекисью водорода.

Срок полужизни белка NOS достаточно короткий (15-20 часов), он подвергается фосфорилированию по тирозиновым, сериновым остаткам или по 495-у остатку треонина и, конечно, может легко окисляться под действием как монооксида азота, который он сам синтезирует, так и других окислителей (супероксиданион-радикал, пероксид водорода) [301].

В норме у здорового человека количество NO, образующееся в целом организме, составляет в среднем 1 ммоль/сут. Однако суммарная скорость синтеза NO в целом организме не всегда отражает скорость синтеза NО в каждом отдельно взятом анатомическом локусе. Ввиду малого радиуса действия NO (не более 0,5 мм) имеют значение анатомическая локализация биосинтеза NО и транспорт двухатомного комплекса NО в составе других молекул [3, 12, 97].

Повышенная скорость NOS-зависимого синтеза NО в целом организме, отмечаемая при инфекционных, аллергических, аутоиммунных заболеваниях и травмах, означает, что во многих микроанатомических локусах скорость синтеза NО повышена. Избыточный NOS-зависимый синтез NO можно разделить на две составляющие: физиологически необходимый синтез NО и дополнительный (помимо физиологического) синтез NО как следствие болезни.

Ранее считалось, что NOS-зависимый синтез физиологически необходимого количества NО осуществляется за счет еNOS и nNOS, но не за счет iNOS, а NOS-зависимый синтез дополнительного количества NO вследствие болезни (неонкологической) осуществляется только за счет iNOS, но не eNOS и не nNOS. В этом кроется ответ на вопрос, почему iNOS получила название индуцибельной NOS (из-за индуцированного болезнью синтеза) и почему eNOS и nNOS условно объединили в одну конститутивную NOS [21, 370, 397].

В последующих работах выявлено участие iNOS в физиологическом синтезе NO и участие eNOS и nNOS в дополнительном синтезе NO при инфекционных, аллергических и аутоиммунных заболеваниях. Активация iNOS - составная часть многих защитно-адаптационных реакций. В настоящее время уже говорят о базальной NO-синтетической активности iNOS и ее роли в регуляции сосудистого тонуса [7, 430, 743].

Активность eNOS в гипоталамусе повышается при инфекционной антигенемии. В легочной ткани больных бронхиальной астмой повышается активность eNOS и/или iNOS, и/или nNOS. В клетках мозговой ткани почек крыс, подвергнутых обезвоживанию, отмечалось 3-5-кратное повышение содержания молекул мРНК eNOS, iNOS и nNOS, т. е. всех трех изоформ NOS. Аллергический энцефаломиелит характеризуется повышением активности iNOS и nNOS в стенке сосудов в очагах поражения ЦНС. Развитие портальной гипертонии повышает активируемость nNOS слизистой оболочкой желудка, что считается одной из причин расширения сосудов в слизистой оболочке желудка [117, 251, 930].

Перфузия портальной крови через кровеносные капилляры печени необходимое условие деконтаминации портальной крови, в том числе от бактерий, проникших в портальную кровь из кишечника. Поступление крови из кишечных вен в легкие в обход печени (по портокавальным анастомозам) маршрут проникновения кишечных бактерий в легочную ткань, в которой антигены проникших бактерий активируют iNOS и nNOS [721, 930]. Избыточный NOS-зависимый синтез NO в легочной ткани и вазодилатационные свойства NO - причины расширения кровеносных капилляров легких, из-за чего уменьшается отношение площади кровеносных капилляров легких (площади диффузии кислорода) к объему кровеносных капилляров легких, развивается гипоксемия (гепатопульмональный синдром).

Одно из проявлений генетически обусловленного дефицита eNOS стойкая артериальная гипертония. Врожденные пороки сердца у детей, осложненные цианозом, характеризуются снижением NO-синтетической активности eNOS в миокарде. nNOS участвует в регуляции артериального давления, ее активация способствует снижению артериального давления. Один из гипотензивных механизмов антагонистов рецепторов ангиотензина II связан с повышением активности nNOS. Снижение активности nNOS в коре головного мозга отмечают при шизофрении и других психозах. Если селективные блокаторы iNOS уменьшают, то неселективные блокаторы NOS (блокаторы сразу всех трех изоформ NOS одновременно), наоборот, усугубляют морфологические признаки повреждения слизистой оболочки желудка, вызванного воздействием липополисахаридами, этиловым спиртом и желчью [821].

Ферментная активность различных изоформ NOS оценивается количеством NО, образующимся в единицу времени. Инфекционные, аллергические, аутоиммунные заболевания и травмы индуцируют повышенный NOS-зависимый синтез NО в целом организме с преобладающим участием iNOS: при указанных патологических процессах NO-синтетическая функция iNOS более чем в 1000 раз превосходит eNOS и nNOS [321, 550].

Остеоциты в норме содержат ферментные молекулы nNOS. Все 3 изоформы NOS обнаруживаются в надкостнице во время заживления переломов. Катализируемый iNOS синтез NO хондроцитами и остеобластами ускоряется цитокинами с преимущественно провоспалительным действием. Глюкокортикоиды не оказывают на NOS-зависимый синтез NO в костной ткани того ингибирующего влияния, которое они оказывают на NOS-зависимый синтез NO в макрофагах. Возможно, поэтому (а не только из-за побочного действия глюкокортикоидов) в лечении артритов широко применяются нестероидные противовоспалительные средства [80, 187].

NO, обладая антимикробными свойствами, защищает внутреннюю среду организма от проникновения в нее микроорганизмов через кожу, конъюнктиву глаз, слизистые оболочки полости рта, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и др. [821]. Клетки этих органов и тканей осуществляют NOS-зависимый синтез NO, который трудно разделить на физиологический и избыточный, так как на границах между окружающей и внутренней средой организма скапливаются микроорганизмы, антигены, токсины и т.д.

Осуществляемый купферовскими клетками печени и гепатоцитами NOS-зависимый синтез NO также трудно разделить на физиологический и избыточный, так как из просвета кишечника в портальный кровоток проникают кишечные микроорганизмы, антигены, токсичные вещества и т.д. Микробы, антигены и токсины, оказавшиеся в портальном кровотоке, могут иметь внекишечное происхождение. Если в крови высокие концентрации антигенов вирулентных микроорганизмов, если ускорилась секреция провоспалительных цитокинов в кровь, если из обширного некротического очага продукты распада проникли в кровоток, то гепатоциты реагируют дополнительным NOS-зависимым синтезом NO. Если местные повреждения (внепеченочные) незначительны, то NOS-зависимый синтез NO в гепатоцитах не ускоряется [89, 145].

Есть данные, что в организме млекопитающих около 50 % нитратов образуется из аммиака. Он, включаясь в глутамат, аспартат и цикл мочевины, может участвовать в синтезе NG-гpyппы аргинина с последующим ее окислением в NO и дальше в нитрит- и нитрат-ионы. Но нельзя исключить и возможность окисления аммиака в нитраты, близкое к тому, что осуществляется микроорганизмами почвы при нитрификации. В этом окислении могут участвовать, например, кишечная микрофлора и тканевые ферменты. При этом помимо NO возможно образование гидроксиламина и закиси азота, физиологическая роль которых также может оказаться очень важной [97].

Конечные продукты обмена NO в организме млекопитающих и человека анионы NO2 и NO3. Почками выводится более 90 % NO2 и NO3, которые образуются из синтезируемого организмом NO. Соли нитритов и нитратов хорошо растворимы в воде, не депонируются в клетках. Анионы NO2 и NO3 могут также аккумулироваться в асцитической и плевральной жидкости. Если поступление NO2 и NO3 в организм с водой и пищей считать неизменным, если в серозных полостях не скапливается жидкость, то колебания мочевой экскреции NO2 и NO3 адекватно отражают изменения скорости биосинтеза NO [597].

Пути метаболизма NO в организме. Окиcь азота, обpазовавшиcь, выполняет cвои физиологичеcкие функции и подвеpгаетcя метаболизму одним из тpеx оcновныx cпоcобов, пpичем вpемя полужизни cоcтавляет неcколько cекунд [37].

Оcновной путь метаболизма - это pеакция c гемопpотеинами. Во-пеpвыx, многообpазные клеточные эффекты NO (pаccлабление гладкиx миоцитов и т.д.) запуcкаютcя пpи cвязывании окиcи азота c гемcодеpжащим феpментом гуанилатциклазой. Во-втоpыx, NO быcтpо pеагиpует c гемоглобином эpитpоцитов, обpазуя метгемоглобин и анионы NO2- и NO3- [39].

Втоpой путь метаболизма NO, объяcняющий цитотокcичноcть окиcи азота, pеакция c cупеpокcид-анионом (О2-), чеpез пеpокcинитpит (ONОO-) пpиводящая к обpазованию гидpокcил-pадикала (ОН-). Оба этиx вещеcтва окcиданты, выcокоактивные в отношении липидов, белков и нуклеиновыx киcлот [38, 39].

Тpетий путь метаболизма включает обpазование нитpозотиолов в быcтpой обpатимой pеакции. Возможно, нитpозотиолы, пpиcутcтвующие в плазме человека, cтабилизиpованная фоpма NO в биологичеcкиx тканяx [38].

Патобиохимия системы оксида азота

Как межклеточный и внутриклеточный мессенджер NO участвует в регуляции разнообразных метаболических реакций, обеспечивающих жизнеспособность и функциональную активность клеток и всего организма в целом, но при определенных условиях он участвует в протекании патологических процессов. Такое «двуликое» действие NО определяется химическими свойствами молекулы и реализуется тем или иным способом в зависимости от его концентрации, времени воздействия и условий обмена в различных типах клеток и тканях организма. NО представляет собой нейтральный радикал с неспаренным электроном. Он имеет наиболее высокий по сравнению с другими молекулами организма коэффициент диффузии (даже больше, чем у О2 и СО2) и беспрепятственно проникает через клеточные мембраны [1].

Несмотря на радикальные свойства NО слабо реагирует непосредственно с тиолами и аминами, но легко вступает в реакции с железом, О2 и особенно с супероксидом (О2-). Эта реактогенность ограничивает время его жизни (приблизительно 10 секунд) и радиус действия в тканях, не превышающий согласно расчетам 500 мкм. Тем не менее, такой протяженности распространения достаточно, чтобы NO мог принимать самостоятельное участие в коммуникации как внутриклеточной, так и между соседними клетками. Более поздние данные показали, что биологическое время полужизни NO в паренхимных (экстраваскулярных) тканях изменяется в пределах 0,09-2 с, в зависимости от концентрации О2. NO влияет на уровень О2 в тканях через угнетение клеточного дыхания и тем самым контролирует время собственной полужизни [1, 3, 9].

Условно характер влияния NO на различные биохимические и физиологические процессы разделяют на прямое и непрямое. Прямое влияние осуществляется при непосредственном взаимодействии NO с биомолекулами. Основной мишенью при этом служит гемовое железо гемоглобина, миоглобина, гуанилатциклазы, цитохрома Р-450, NO-синтаз и других гемсодержащих белков. NО взаимодействует также с негемовым железом, входящим в состав железосерных белков и нуклеиновых кислот, и свободным железом (Fe3+). Оксид азота ингибирует опосредуемые Fe3+ оксидативные реакции и тем самым проявляет антиоксидантное действие. Кроме того, NО тормозит процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ), препятствуя, очевидно, их распространению. Мишенями прямого действия NО являются Сu и Zn, входящие в состав ферментов, и высокоэнергетические свободные радикалы (радикалы с углеродным центром, липидные, диоксида азота). Прямые эффекты NO доминируют в организме при физиологических условиях, когда эта молекула синтезируется, преимущественно конститутивными формами NOS в низких количествах. При этом концентрация NO в тканях составляет 0,1-1 мкмоль, в то время как O2- в силу высокой супероксиддисмутазной активности - меньше на три порядка. Благодаря прямому действию NO осуществляются главным образом его регуляторные и сигнальные функции [351, 1011].

Непрямое действие оксида азота опосредуется через его реактивные формы (RNOS), являющиеся продуктом реакции NО с О2, О2- или Н2О2. В образовании RNOS могут принимать участие также и переходные металлы. Непрямое влияние NО проявляется при увеличении его синтеза, связанного с индукцией iNOS, которая наблюдается при воспалительных процессах различной этиологии (при активировании фагоцитарных клеток концентрация NO возле них может достигать 10 мкмоль), и сочетается с усилением образования реактивных форм кислорода (ROS) [54]. Непрямое действие NО реализуется через S-, N- и О-нитрозирование, при котором катион нитрозония (NО+) присоединяется к аминам, тиолам или гидроксильным группам ароматических соединений, через нитрование, осуществляемое путем присоединения нитрогруппы (NO2) к биомолекулам (наиболее чувствительны к нитрованию ароматические кольца, в частности тирозина), а также через окисление или гидроксилирование биомолекул. Вследствие указанных реакций происходят посттрансляционные модификации белков, которые играют существенную роль в патогенезе острых и хронических заболеваний. Соотношение между перечисленными типами модификаций биосубстратов и их выраженность зависят от условий метаболизма, прежде всего окислительно-восстановительного потенциала, рН и баланса между образованием NО и ROS в клеточных компартментах [67]. Эти условия обозначаются как состояние нитрозативного и оксидативного стресса. Основными реактивными формами оксида азота, которые при их избыточном синтезе in vivo приводят организм в состояние нитрозативного и оксидативного стресса, являются соответственно диазоттриоксид (N2O3) и пероксинитрит (ONOO-). Но между указаными состояниями нет четких границ, так как N2O3, легко вступая в реакции S- и N-нитрозирования, способен при определенных условиях участвовать в окислительных реакциях, a ONOО- как сильный окислитель может осуществлять нитрование и нитрозирование биомолекул. Прямое и непрямое действие NО в клеточных компартментах происходит одновременно, но выражено неодинаково из-за различий в синтезе NО и О2-, a также потому, что О2- в силу наличия заряда плохо диффундирует сквозь мембраны [59].

Большинство реактивных форм кислорода (РФК) имеют на своей внешней орбите неспаренный электрон и являются свободными радикалами кислорода (СРК). К ним относятся супероксидный анион (О2-), гидроксильный радикал (НО-), оксид азота (NO-) и липидные радикалы. Другие РФК - гидрогенная перекись (Н2О2), пероксинитрит (ONOO-) и гипохлорная кислота (НОСІ) - не являются СРК, но обладают сильными оксидантными свойствами [30, 900].

В условиях нормальной жизнедеятельности организма некоторые РФК выполняют регуляторные функции и имеют определенное адаптационно-компенсаторное значение. Однако избыточная продукция этих молекул (оксидантный стресс) при многих сердечно-сосудистых заболеваниях и их факторах риска [132, 138] преодолевает защитную функцию антиоксидантных механизмов клетки и становится сильным патогенным фактором, подвергая окислению и нарушая функции таких биологических макромолекул, как ДНК, белки, липиды.

Следует отметить, что продукция какой-либо одной РФК может вызывать образование нескольких других РФК. Например, взаимодействие между РФК и полиненасыщенными жирными кислотами в клеточной мембране формирует перокси-радикалы жирных кислот (R-COON), которые «атакуют» расположенные рядом жирные кислоты, инициируя образование других липидных радикалов [621, 667]. Все они накапливаются в клеточной мембране и могут оказывать различного рода неблагоприятные влияния на функции клетки, что ведет, в частности, к дисфункции мембраносвязанных рецепторов. Конечные продукты перекисного окисления липидов, включая ненасыщенные альдегиды и другие метаболиты, обладают сильными цитотоксическими и мутагенными свойствами [297].

Избыток РФК вызывает существенные изменения функции эндотелия сосудов: торможение эндотелийзависимой вазодилатации, увеличение синтеза адгезивных молекул, что ведет к прилипанию и проникновению моноцитов в сосудистую стенку, превращению их в макрофаги; увеличение продукции различного рода факторов роста, повышение агрегации тромбоцитов и тромбообразования, активности апоптоза и др. В целом возникает выраженная дисфункция сосудистого эндотелия [133, 235, 539, 841].

Среди патогенных эффектов избытка РФК необходимо также отметить усиление пролиферации гладкомышечных клеток, что ведет к гипертрофии и ремоделированию стенки сосудов, утолщению их медиального слоя, нарушению состава внеклеточного матрикса и структуры артериальной стенки в целом [138]. Увеличение массы гладких мышц сосудов способствует усилению их сокращения и сужению просвета в ответ на разного рода сосудосуживающие влияния.

Показано, что супероксид-анион обладает способностью тормозить экспрессию и активность eNOS, а также связывать и инактивировать NО, уменьшая его концентрацию в ЭК [130, 131, 233, 542, 843]. Благодаря этому супероксид-анион подавляет опосредуемое NO сосудорасширяющее действие эндотелийзависимых вазодилататоров. Наряду с прямым вазоконстрикторным эффектом [139], а также повышением синтеза эндотелина [144] он в еще большей степени увеличивает сократимость артерий, как это имеет место при артериальной гипертонии [135] и других сосудистых заболеваниях [134, 141].

Противоположные по направленности влияния О- и NO на отмеченные выше параметры сосудистого эндотелия указывают на то, что вызываемые супероксид-анионом изменения этих параметров могут быть в той или иной степени обусловлены подавлением eNOS.

Необходимо иметь в виду, что как супероксид-анион, так и NO являются свободными радикалами кислорода. При встрече друг с другом они вступают в реакцию, протекающую с исключительно высокой скоростью [145], которая в 3 раза быстрее скорости реакции супероксид-аниона с СОД и антиоксидантом. Имея в виду это обстоятельство, можно вполне обоснованно полагать, что в любой момент жизнедеятельности ЭК имеет место взаимодействие между супероксид-анионом и NO. Однако в физиологических условиях эндогенная антиоксидантная защита минимизирует это взаимодействие и поддерживает некий баланс между O2- и NО. Сдвиг этого равновесия (при разного рода патологических состояниях) в сторону супероксид-аниона приводит к образованию высокотоксичного пероксинитрита (ONOO-) [133, 134, 143], вызывающего повреждение мембран и ДНК клетки, мутации, апоптоз, способствующего развитию воспалительных процессов, перекисному окислению липидов и другим нарушениям.

Источником образования РФК могут быть различные биохимические процессы, в том числе повышение активности ксантиноксидазы, метаболизм арахидоновой кислоты (по циклоксигеназному, липооксигеназному, цитохром-Р450-монооксидазному путям) и др.

Наибольшее значение имеют, по-видимому, мембраносвязанные оксидазы, которые используют NADH и NADPH в качестве субстратов для переноса электронов к молекуле кислорода [146].

Активность этих NADH/NADPH-оксидаз регулируется ангиотензинном-2 [407], а также некоторыми цитокинами [148]. Показано, что обработка ЭК в культуре наномолярных количеств ангиотензина-2 вызывает существенное повышение активности NADH/NADPH-оксидаз и снижение уровня NO [407]. Повышенное образование супероксида NADH-оксидазой и участие при этом ренин-ангиотензиновой системы имеют место и на ранней стадии атеросклероза [199], а также при других сердечно-сосудистых заболеваниях [148].

Следует отметить, что длительное применение с лечебной целью нитроглицерина также сопровождается повышением активности NADH/NADPH-оксидаз и образованием супероксид-аниона [500]. Наблюдающаяся при этом толерантность к нитроглицерину может быть корригирована путем назначения гидролазина, а также липосомальной СОД и других антиоксидантов [500].

Следует сказать о взаимодействии NO с железом. Способность NО непосредственно взаимодействовать с железом обусловливает его многие физиологические и токсические эффекты. NО обратимо связывается с гемовым железом гуанилатциклазы, циклооксигеназы, каталазы, липоксигеназ, NOS-аз, цитохрома Р-450 и пероксидаз, цитохромов электронтранспортной цепи митохондрий, а также с гемовым железом оксигемоглобина [10]. В этом ряду ферментов исключительно важная роль принадлежит гуанилатциклазе. Вследствие связывания NО с Fe2+ (ферро-ионом) порфиринового кольца гуанилатциклазы активность фермента увеличивается в сотни раз [117]. Синтезирующийся при этом cGMP через соответствующие протеинкиназные реакции участвует в регуляции тонуса сосудов; реакциях иммунитета; нейромедиации; угнетении агрегации тромбоцитов и опосредовании их взаимодействия с ЭК; контролировании функции различных типов мышц, поджелудочной железы, остеокластов; в развитии болевого эффекта, эрекции и др. Показана возможность вовлечения cGMP-зависимого пути в цитопротекторное действие NО. Но при септических состояниях, травмах, ожогах и кровопотерях именно с индуцированной высокими концентрациями NО гуанилатциклазой и фосфорилированием сократительных белков в гладкомышечных волокнах стенок сосудов связывают развитие вазоплегии, гипотензии и шока. Все другие гемсодержащие ферменты, в отличие от гуанилатциклазы, при взаимодействии с NО ингибируются независимо от валентности гемового железа в их активном центре. Так, например, каталаза, содержащая в геме Fe3+ (ферри-ион), также ингибируется NО [12]. Угнетение активности гемовых ферментов может привести к снижению дыхательной функции митохондрий, биотрансформации ксенобиотиков и эндогенных субстратов (стероидов, ненасыщенных жирных кислот, в частности арахидоновой кислоты и простагландинов), а также синтеза NО [103]. Показано, что гиперпродукция NО в гепатоцитах приводит к снижению содержания каталазы и цитохрома Р-450 вследствие обратимой диссоциации гема от апофермента [14]. Кроме того, NO угнетает активность феррохелатазы, участвующей в синтезе гема, очевидно через разрушение ее негемового железосерного центра. Эти данные, возможно, объясняют причину повышения чувствительности к лекарствам у больных с септическими и воспалительными состояниями. В реакции с оксигемоглобином NO окисляется в нитрат и образует метгемоглобин, что нарушает кислородтранспортирующую функцию крови и приводит к гемической гипоксии.

NO в условиях гиперпродукции, может непосредственно связываться в тканях организма с негемовым железом и парными тиоловыми группами низкомолекулярных лигандов, пептидов и белков, образуя динитрозильный комплекс негемового железа (DNIC). Он является парамагнитным, величина его прямо зависит от уровня NО в тканях [105]. С искуccтвенным низкомолекулярным лигандом - диэтилдитиокарбаматом (DETC) - может образовываться мононитрозильный комплекс железа.

Эндогенное образование DNIC становится возможным из-за присутствия в цитозоле клеток так называемого свободного фонда железа (СФЖ). Это железо, очевидно, из-за высоких концентраций аскорбиновой кислоты, глутатиона и других восстановителей, находится в виде ферро-иона слабо связаного с различными низкомолекулярными органическими хелаторами (цитратом, изоцитратом, пируватом, фосфатом, ATP, ADP), а также SH-группами белков, липидами мембран и свободным гемином. Известны и другие названия СФЖ: внутриклеточный фонд транзитного железа, редокс-активное, обмениваемое или метаболитически и каталитически активное железо, которые хорошо отражают его состояние и функцию. СФЖ восполняется за счет эндоцитоза Fe3+-трансферрина (Fe3+-Tf) в эндосомы клеток. Доставка Fe3+-Tf из внеклеточной среды к эндосомам осуществляется с помощью трансферринового рецептора. В эндосомах с помощью протонной помпы ( тип V ATP-азы) поддерживается кислая среда, в которой происходит высвобождение железа и апотрансферрина. Далее две молекулы железа переносятся из эндосом в цитозоль транспортером двухвалентных металлов - DMT1, а апотрансферринрецепторный комплекс возращается обратно на клеточную поверхность. Из цитозоля железо транспортируется в митохондрии для синтеза гема, включается в соответствующие негемовые ферменты, например рибонуклеотидредуктазу, необходимую для синтеза DNA, а также, после окисления в ферро-ион, включается в ферритин для внутриклеточного сохранения в безопасном виде. Значительное количество хелатированного и редоксактивного железа определяется в лизосомах, где происходит разрушение металлопротеинов. СФЖ обнаруживают и в ядрах, где его концентрация составляет 0,2-3,0 % от его клеточного фонда и поддерживается на нетоксичном уровне (3-10 мкмоль) с помощью специальных механизмов. При оксидативном стрессе фонд свободного железа значительно возрастает вследствие высвобождения его в виде Fe3+ из белков (железосерных кластеров ферментов, трансферрина, ферритина, гемовых белков) в результате окисления [16, 97]. Токсичные свойства свободного железа связаны с его способностью катализировать реакцию Хабера-Вейса (Fe3+ + О2*- > Fe2+ + О2, Fe2+ + Н2О2 > Fe3+ + НО* + НО-; ее суммарный вид: О2*- + Н2О2 > О2 + НО- + НО*), в результате которой образуется гидроксильный радикал, способный окислять белки, разрушать липиды клеточных мембран и ДНК. Имеются доказательства того, что NO, ингибируя эту реакцию, проявляет антиоксидантные свойства [118, 200, 401].

Регуляция СФЖ осуществляется на посттрансляционном уровне с помощью железорегулирующих белков (IRP1 и IRP2), которые взаимодействуя с определенными участками мРНК контролируют синтез Tf-рецептора-1 и ферритина. Кроме того, IRP1 и IRP2 через соответствующие мРНК влияют на синтез некоторых ферментов, содержащих негемовое железо. Интересно, что IRP1 является апоферментом цитоплазматической аконитазы. Увеличение поступления железа в клетки способствует присоединению к апоферменту железосерного кластера ([4Fe-4S]), вследствие чего апофермент приобретает свойства аконитазы и превращает цитрат в изоцитрат. Присоединение [4Fe-4S]-кластера к апоферменту обратимо и может регулироваться посредством его фосфорилирования [21, 160, 226, 399].

Свободное железо при усилении эндогеного синтеза и поступления из экзогенных источников NO легко образует DNIC с цистеином и глутатионом. Эти низкомолекулярные DNIC (нмDNIC) являются более стабильными образованиями, чем NО. Если время существования оксида азота в биологической среде исчисляется секундами, главным образом из-за его быстрого взаимодействия с супероксидом, то hmDNIC устойчивы в течение минут [27, 188, 229]. Поэтому они могут перемещаться между внутриклеточными компартментами и клетками, осуществляя паракринную функцию как доноры NО и не только. По сравнению с NO и низкомолекулярными S-нитрозотиолами они являются более сильными нитрозирующими агентами и эффективнее взаимодействуют с белками. Мишенями атаки hmDNIC могут быть свободные SH-гpyппы белков, гистидин, аспартат и глутамин. При этом в белках могут образовываться DNIC, S-нитрозотиолы и N-нитрозотиолы. Одной из мишеней воздействия hmDNIC является обширная группа белков, содержащих негемовое железо в виде железосерных кластеров. К ним относятся митохондриальные белки электронтранспортной цепи (комплекс I - NADH-убихинон оксидоредуктаза и комплекс II - сукцинатубихинон оксидоредуктаза) и цисаконитаза, а также ферменты ксантиноксидаза и альдегидоксидаза, глутаматсинтаза, дигидрооротатдегидрогеназа и др [30, 59, 431].

Недавно было показано, что при взаимодействии hmDNIC с адренодоксином (белком монооксигеназной системы), в структуру которого входит бинуклеарный железосерный (Fe2S2) центр (ISC), происходит деградация этого центра и образование динитрозильного комплекса железа, связанного с SH-группами этого белка. При этом из железосерного центра высвобождается Fe2+, что, в свою очередь, способствует образованию hmDNIC и дальнейшей деградации адренодоксина. Формирование DNIC в адренодоксине с одновременным разрушением этого центра происходит также при воздействии на белок NО в присутствии Fe2+, но сам оксид азота не эффективен. Возможно, что данный механизм распространяется и на другие интегрированные в структуры или находящиеся в цитозоле белки, содержащие железосерные кластеры. Следует отметить, что на железосерные кластеры некоторых ферментов NО может действовать непосредственно и даже более эффективно, чем hmDNIC. Предполагаемая физиологическая роль связанных с белками динитрозильных комплексов негемового железа состоит в том, что они создают в организме запас оксида азота, который используется для S-нитрозирования через промежуточное образование hmDNIC. В отличие от hmDNIC белковые динитрозильные комплексы железа стабильны в течение нескольких часов. На примере глутатионредуктазы показано, что S-нитрозирование является только промежуточным этапом взаимодействия фермента с hmDNIC, заканчивающимся N-нитрозированием гистидинового остатка и ингибированием ферментативной активности [32, 485, 639, 972].

В организме образование динитрозильных комплексов железа способствует депонированию, транспортировке на значительные расстояния и транснитрозированию NО, что снижает возможность его локального токсического воздействия на функцию и жизнеспособность клеток. При этом DNIC конкурентно препятствуют реакции NО с ROS, в результате которой образуются весьма токсичные RNOS. Но интоксикация, возникающая при чрезмерном синтезе оксида азота или воздействии на организм его экзогенных доноров, во многом определяется высоким сродством NО к свободному и связанному с белками негемовому железу. Она сопровождается ингибированием ферментов электронтранспортной цепи митохондрий, глутатионредуктазы и глутатион-8-трансфераз, рибонуклеотидредуктазы, ксантиноксидазы и других металлоэнзимов [31, 199, 737, 911]. Низкомолекулярные DNIC вызывают необратимую активацию неселективных катионных каналов в клеточной мембране, усиливают высвобождение норадреналина из стенки артерии и участвуют в механизме вазодилатации, что также во многом определяет токсичность NО [301, 319, 888].

Формы оксидов азота. В организме NО может преобразовываться в другие формы оксидов азота, определяющие особенности его биологического действия [40]. В зависимости от локального восстановительного потенциала в клетках и тканях NO существует в трех взаимосвязанных редокс-формах: оксид азотного радикала (NО*), нитрозониевого катиона (NО+) и нитроксильного аниона (NО-). Эти формы обладают различной реактивностью и существенно разнообразят регуляторные и токсичные свойства NО.

NO+ образуется из NО* в результате окисления О2 и Fe3+ и является настолько мощным нитрозирующим агентом, что его содержание in vivo определить не представляется возможным. Основной формой, равнозначной NО+, и его фактическим носителем в организме являются S- и N-нитрозосоединения. При этом мишенями действия NO+ являются нуклеофильные группы активных тиолов, аминов, карбоксилов, гидроксилов и ароматических колец. Особенно легко подвергаются нитрозированию сульфгидрильные центры протеинов. Этот процесс образования S-нитрозосоединений обратим и является важным звеном механизма регуляции сигнальной трансдукции [39, 156, 443]. Содержание в клетках и тканях S-нитрозосоединений обычно рассматривается как биомаркер интенсивности синтеза NO+. Источниками NO+ в организме служит N2O3, реакции окисления NО- с помощью Fе3+-содержащих металлопротеинов (в частности каталазы) и образования динитрозильных комплексов железа или пероксинитрита. Показано, что в результате реакции NО* с супероксиддисмутазами (SOD), содержащими Мn или Fe, но не Cu-Zn-SOD, образуются оба иона оксида азота согласно следующей схеме реакций:

1

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Анион нитроксила (NO-) или его кислота HNO является восстановленной и более стабильной формой NO*. Анион нитроксила может образовываться в процессе окисления L-аргинина NOS в условиях дефицита тетрагидробиоптерина, при деградации ONOO- и S-нитрозотиолов [43, 414, 497]. Последние вступают в реакцию с другими тиолами, которые не подвергались нитрозированию, с образованием соответствующих дисульфидов и NO-. Взаимодействие NO+ с оставшимися S-нитрозотиолами и тиолами может приводить к образованию NO*, сульфинамина и гидроксиламина. NO* может восстановливаться в NO- с помощью цитохрома C, убихинона и, как упоминалось выше, Мn или Fe супероксиддисмутаз. Предполагают, что эти формы фермента участвуют в пролонгации вазорелаксирующего действия NO* через восстановление его в более стабильный NO- [48, 409].

Являясь сильным восстановителем NO-, a также его протонированная форма HNO могут инициировать реакции окисления. NO- имеет высокую и избирательную реактогенность по отношению к аминам и тиолам, но не взаимодействует с кислородсодержащими электрофилами. Он образует комплекс с Fe(III)-гeмом и реагирует с цистеином легче, чем NO*. Прооксидантное действие NO- значительно усиливается при ацидозе - состоянии, характерном при таких болезнях, как сепсис, артриты, ишемии и рак [50]. Цитотоксическое действие NO- сильнее, чем NO и RNOS; оно соразмеримо с действием алкилгидропероксидов. Используя соль Ангели (СА) - Na2N2O3 - в качестве донора NО-, было показано, что этот анион обладает характерным биологическим действием. Так, данная соль, в отличие от доноров NО, оказывает позитивное инотропное действие на миокард увеличивает в нем синтез пептида, контролирующего функцию кальцитонинового гена (CGRP); усиливает миграцию нейтрофилов. Эти эффекты не связаны с образованием пероксинитрита и изменением внутриклеточного содержания cGMP [501]. Также СА в соответствующих концентрациях непосредственно окисляет восстановленный глутатион (GSH), снижая его внутриклеточное содержание [152, 255, 394].

Вместе с тем в организме существует мощная нитрат/нитрит-редуцирующая система, способная восстанавливать нитраты и нитриты в NО, что указывает на наличие в нем цикла оксида азота [516]. Показано, что ксантиноксидоредуктаза, которая имеет структурное сходство с бактериальными нитрат/нитрит-редуктазами, способна восстанавливать нитраты и нитриты в NО [578, 580]. Влияние нитрита на клетки в значительной мере является самостоятельным и не зависит от дальнейшего, как принято считать, востановления в NО. Это подтверждается синергическим характером комбинированного действия на клетки нитропруссида натрия, (донора NО) и нитрита натрия. Получены прямые доказательства самостоятельного цитотоксического влияния нитрита, несколько уступающего NО, но на порядок превышающего действие нитрата.

Форма, в которой NО высвобождается из клеток и осуществляет физиологические функции, активно дискутируется. Например, на роль эндотелийрелаксирующего фактора (EDRF) «выдвигаются» помимо NО его редокс-формы (NО+ и NO-), низкомолекулярные динитрозильные комплексы негемового железа и S-нитрозосоединения. В процессе NO-синтазных реакций в небольших количествах образуются нитрит, нитрат, гидроксиламин и N2О, которые также могут расширить биологическое действие NО [59, 610, 799, 825]. Выявление в процессе образования NO-синтазной реакции гидроксиламина и N2О трактуется как аргумент в пользу того, что ее первичным продуктом является анион нитроксила, восстановление которого в NО происходит при участии супероксидцисмутазы: Cu(II)SOD + NO- - Cu(I)SOD + NO*. Показано, что редуктазный и оксигеназный домены NOS нейронов могут образовывать супероксид, и этот процесс регулируется субстратами и ингибиторами, а также кальмодулином [60]. Поэтому нельзя исключить возможность образования при NO-синтазных реакциях и пероксинитрита. Но более поздние исследования, проведенные на очищенной из нервной ткани NOS в присутствии ловушки NО (Fе2+-N-метил-D-глутаминдитиокарбамата), показали, что в процессе NO-синтазной реакции образуется NО, а не NО- причем без участия супероксидцисмутазы [561].

Пероксинитрит (ОNОO-) и радикал диоксида азота (*NO2). Наиболее токсичным соединением среди реактивных форм оксидов азота является пероксинитрит. К счастью, природа позаботилась о том, чтобы его разрушительное действие сводилось к минимуму, и чтобы в физиологических условиях проявлялось его регуляторное и цитопротекторное действие. ОNОO- неизбежно образуется в клетках и тканях всюду, где одновременно встречаются NО и супероксид (О2-), что обусловлено очень высокой скоростью их взаимодействия: около 2Ч1010 М-1с-1. Высокое сродство NO к О2- ограничивает его прямое действие и определяет разнообразные токсические проявления, опосредованные образованием RNOS. Особенно благоприятные условия для синтеза ОNОO- создаются в клеточных компартментах с высокой активностью NOS и таких ферментов, ответственных за образование О2-, как ксантиноксидаза, NAD(P)H-оксидоредуктаза, циклооксигеназа, липоксигеназа и цитохром Р-450, а также в процессе функционирования электронтранспортной цепи митохондрий и аутоокисления некоторых метаболитов. Мощным источником О2- являются активированные макрофаги и нейтрофилы [962].

К основным составляющим системы антиоксидантной защиты относятся SOD, в частности ее митохондриальная и цитоплазматическая изоформы (Mn-SOD и Cu-Zn-SOD), каталаза, глутатион и мочевая кислота. В норме в клетках и тканях организма концентрации SOD на два порядка превышают концентрации NО. Это создает препятствие для образование ОNОO-, несмотря на то, что возможность контакта О2- с ферментом меньше, чем с NО из-за ограниченности его диффузии между клеточными компартментами, а указанная скорость синтеза ОNОO- значительно выше, чем скорость устранения О2- в супероксиддисмутазной реакции (2Ч109 М-1с-1). Интересно, что SOD в присутствии высоких концентраций Н2О2 и NO может образовывать ОNОO-. Последний также способен ингибировать Cu-Zn-SOD и Mn-SOD через нитрование ее 34-го тирозинового остатка [163, 604]. При физиологических условиях антиоксидантная система справляется с устранением подавляющего количества синтезируемого О2-. Только небольшая часть NО расходуется на синтез RNOS, а остальная локально, в пределах диффузии, вступает в прямое взаимодействие с теми или иными биологическими мишенями [65, 466]. ОNОO- может восстанавливаться в NО с помощью нитритредуктаз (митохондриальной и локализующейся в эндоплазматическом ретикулуме изоформ). В этом процессе участвуют NADH или NADPH и флавопротеины. В результате нитритредуктазных реакций не только снижается концентрация токсичного RNOS, но и удлиняется так называемое время жизни NО [67, 368].

ОNОO- является довольно стабильным соединением (его кристаллы могут храниться годами без существенного разложения), способен диффундировать на значительные расстояния в клетках и преодолевать клеточные мембраны. Однако, ОNОO- в водной среде при окислении протонируется и быстро разрушается с образованием около 70 % аниона нитрата и 30 % радикалов (гидроксильного и диоксида азота), которые во многом и обусловливают его окислительные и нитрующие свойства: О2- + *NO > ONOO- + Н+ > HOONO > NO3- + Н+ + +ОН* + *NO2. Поэтому токсические эффекты ОNОO- особенно выражены в организме в условиях ацидоза, в ишемизированых тканях, а также фагосомах активированных фагоцитарных клеток. Токсическое действие ОNОO- зависит от концентрации. При низких концентрациях проявляется его регуляторные и протекторные свойства в отношении функции ферментных систем и выживаемости клеток, а также установлено его участие в процессах сигнальной трансдукции. Поэтому образование ОNОO- может отчасти нейтрализовать прямое токсическое действие *NO или О2- [17, 69].

Окислительные и нитрирующие свойства ОNОO- в организме распространяются на многие биомолекулы, включая различные низкомолекулярные метаболиты, белки, нуклеиновые кислоты и липиды. Основными мишенями его действия являются тиолы, СО2 и металлопротеины.

В реакции ОNОO- с тиолами при физиологическом значении рН в клетках и тканях образуется около 1-2 % S-нитрозотиолов (RSNO). Их выход увеличивается в присутствии аскорбиновой кислоты. В основе реакции лежит прямой нуклеофильный нитрозирующий механизм с высвобождением НОО- : RS- + ONOOH > RSNO + НОО-. В клетках возможно также локальное образование RSNO в местах с кислым рН и высокими концентрациями тиолов, в частности глутатиона и цистеина. В этих условиях реакция протонированного ОNОO- с тиолами приводит к их окислению в дисульфиды и образованию азотистой кислоты, которая нитрозирует часть тиолов:

1

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

С образованием S-нитрозотиолов в значительной мере связывают регуляторное и цитопротекторное действие низких концентраций ОNОO- [170, 671].

Двуокись углерода успешно конкурирует за ОNОO- с тиолами и металлопротеинами при физиологических условиях, когда его протонирование и разрушение происходит очень медленно. Это обусловлено высокой концентрацией СО2 в тканях. Вследствие взаимодействия СО2 и ОNОO- образуется нитрозопероксикарбонатный анион (ONOOCOO-), который в отношении ряда белков является более мощным нитрирующим агентом, чем ОNОO-, но будучи короткоживущим интермедиатом быстро распадается с образованием 65 % аниона нитрата, а также 35 % весьма реактивных радикалов диоксида азота (*NO2) и карбонатного аниона (СО3*-) [72, 375, 856]. *NO2 может также образовываться в реакции NО с молекулярным кислородом при их высоких концентрациях в гидрофобном окружении (в мембранах и белках), способствующем высокой растворимости исходных реагентов. Но эта реакция аутоокисления NО, очевидно, вносит небольшой вклад в синтез *NO2, поскольку в дальнейшем приводит к образованию N2O3 - молекулы наиболее ответственной за процессы образования S- и N-нитрозосоединений [76, 964]. In vivo, по-видимому, более выражен путь образования *NO2 из нитританиона вследствие одноэлектронного окисления с участием железа, находящегося в тех или иных комплексах в виде оксоформы (Fe4+). Образование *NO2 происходит при воспалительных процессах с участием лейкоцитарных гемпероксидаз (миелопероксидазы, эозинофильной пероксидазы), а также Н2О2 и *ОН. Источником нитрита в организме помимо алиментарного фактора может быть NО, который окисляется окси- или метгемоглобином и ОNОO- [178, 810].