Оксид азота и иммунитет

Для широкой публики эта тема впервые была обозначена в 1992 г., когда журнал»Science» назвал окись азота (NO) молекулой года.

Прошло еще 6 лет, и ученые,сыгравшие особую роль в ее изучении, получили заслуженную награду: 10 декабря1998 г. в Стокгольме (Швеция) трем ученым из США Роберту Ф. Ферчготту, ЛуисуДж. Игнарро и Фериду Мураду была вручена Нобелевская премия за 1998 г. в области физиологии и медицины за открытие роли «оксида азота как сигнальной молекулы в сердечно-сосудистой системе». Молекула окиси азота оказалась универсальным биологическим агентом.

 Еще лет двадцать назад сама постановка вопроса об универсальной биологическойроли оксида азота казалась дикой: оксид азота — сильнейший промышленный загрязнитель, его рассматривали исключительно с точки зрения вредности для всего живого, окисление оксида азота в атмосфере оборачивается кислотными дождями. Огромное его количество, содержащееся в табачном дыме, образует канцерогенные вещества.

Все началось еще в 1980г, когда доктор Ф. Ферчготт, профессор фармакологии изГосударственного университета Нью-Йорка (Бруклин), проводил исследования сократительного действия лекарств на гладкую мускулатуру сосудов.  Но в одном из опытов, из-за невнимательности молодого сотрудника была нарушена привычная схема эксперимента, и при добавлении лекарства (ацетилхолина) вместо ожидаемого сокращения вдруг началось чрезвычайно сильное расслабление сосудов.   Открытием таинственного фактора, расслабляющего сосуды, заинтересовались. 

Несколько ранее доктор Ф. Мурад (руководитель отделения интегративной биологии медицинского факультета Техасского университета, Хьюстон), изучал механизм действия нитроглицерина. В 1977 г. во время работы в университете штата Вирджиния он обнаружил, что нитраты способствуют высвобождению окиси азота, которая расслабляет гладкие мышечные клетки, приводя к расширению сосудов. Доктор Л. Игнарро (профессор фармакологии медицинского факультета Калифорнийского университета, Лос-Анжелес), в результате серии исследований пришел в 1986 г. к выводу, что эти вышеперечисленных эксперимента по сути об одном и том же, и таинственный фактор, расслабляющий сосуды — это и есть окись азота. 

Нобелевской премией были отмечены настойчивые усилия ученых, направленные наподтверждение главных биологических эффектов, которые оказывает окись азота -эндогенный газ и одновременно свободный радикал.

 Научные исследования доказали решающую роль, которую окись азота играет в таких фундаментальных биологических процессах, как регуляция артериального давления,иммунитета и деятельности центральной нервной системы.

 Но откуда берется окись азота в организме?

 В 1987 г. было обнаружено, что окись азота образуется путем окисления атомомкислорода аминокислоты L-аргинин в присутствии специфического фермента (NO-синтазы). Как оказалось окись азота синтезируется самыми разными клетками организма как млекопитающих, так и человека.

 Дальнейшее активное изучение окиси азота (NO) привели к неожиданном заявлениям:«Наука XXI века — биология оксида азота!» Молекулярные биологи буквально набросились на оксид азота. Биологической ролиNO посвящается около четырех тысяч статей в год. Теперь уже совершенно очевидно, что это — не только универсальный регулятор процессов жизнедеятельности, но и важный элемент иммунной системы. Сегодня трудно найти метаболические пути, к которым бы оксид азота не имел отношения. 

Оказалось, что обнаружена не известная ранее регуляторная система организма,характерная для всех млекопитающих. Оказалось, что NO — это очень важная сигнальная молекула, она регулирует включение самых разных внутриклеточных процессов. Вот результаты некоторых исследований.

 Гипертония. Установлено, что хронический дефицит окиси азота в организме приводит к развитию артериальной гипертонии.  Профессор Г. Г. Арабидзе: «в основе прогрессирования гипертонии лежит нарушение равновесия между ангиотензином и оксидом азота с избытком первого и/или с недостатком второго». Исследователи отмечают, что при хронических сердечно-сосудистых заболеваниях, как правило, наблюдается снижение синтеза NO.И одна из причин этого — снижение доступности запасов L-аргинина. 

Кишечный тракт. Давно известная болезнь диффузный спазм пищевода вызывается тоническим спазмом его гладких мышц. В основе болезни так же лежит дефицит NO, так как внутривенное вливание нитроглицерина (поставщика NO) сопровождается исчезновением спазма (Konturek S.,Konturek P., 1995).  Возможно, что и в основе неправильной работы клапана 12-перстной кишки (а значит и язв желудка), тоже лежит недостаточное количество NO, в результате чего этот клапан теряет способность функционировать. 

Иммунитет Довольно давно и совершенно независимо от будущих нобелевских лауреатов ученые изучали, как работают макрофаги и нейтрофилы — клетки, ответственные за поддержание иммунитета. В 1970-е годы было обнаружено, что активность макрофагов связана с накоплением нитритов и нитратов во внеклеточной среде. Начала приоткрываться природа клеточного иммунитета, то, каким образом макрофаги и нейтрофилы убивают клетки-мишени (бактерии, злокачественные клетки). В 1983 году ученые выяснили, что одним из орудий макрофагов служит оксид азота. Большое количество оксида азота может убивать клетки-мишени. Т.е. чем больше в организме оксида азота, тем лучше иммунитет. Дефицит оксидаазота приводит к ослаблению иммунитета.

 Память и психика Опираясь на данные о роли оксида азота в сосудистой системе, в 1988 году английский исследователь Герсвэйт выяснил, что специально обработанные тонкие срезы мозга расслабляют сосуды — как оказалось центральная нервная система вырабатывает оксид азота. И он совершенно необходим, в частности, для формирования долговременной памяти, а ведь она лежит в основе мышления. Около десяти процентов нейронов в мозгу имеют ферменты, способные высвобождать оксид азота из разных химических соединений. Вегетативная нервная система тоже производит оксид азота. Он выделяется в синапсах, нервных окончаниях, иннервирующих разные органы.

 Рак. «NO может регулировать и процесс апоптоза — запрограммированную гибель клеток. Апоптоз — один из путей предотвращения онкологических заболеваний, наш собственный механизм «выбраковки» злокачественных клеток. Причем в малых дозах оксид азота его подавляет, а в больших — усиливает. «(доктор биологических наук, профессор А. Ф. Ванин) 30 лет назад было обнаружено в прямом эксперименте, что добавка L-аргинина ведет к уменьшению случаев рака у мышей и к уменьшению злокачественности. Cancer Res. 1975 Sep;35(9):2390-3. 

Адаптация В 1998г была опубликована работа проф.Н.П.Аймашева «Анитистрессорный эффект адаптации к физическим нагрузка: роль оксида азота». Суть экспериментов такова. Крыс доводили до стресса, погружая по шею в воду. В результате стресса довольно быстро возникали язвенные поражения желудка. Крыс вытаскивали из воды и измеряли у них площадь язвенного поражения.  Вторую группу крыс тоже доводили до стресса, но давали им препараты, увеличивающие содержание окиси азота (доноры NO) в организме. Введение доноров NO в ходе эксперимента привело к уменьшению площади язв в 3 раза по сравнению с контрольной группой.Третью группу крыс доводили до стресса, но давали им препараты, понижающие содержание NO (ловушки NO) в организме. Введение ловушек No увеличивало площадь язв на 41% по сравнению с контрольной группой. Была доказана и способность NO ограничивать выброс стрессовых гормонов (катехолаламинов). Итак, мы видим исключительную важность окиси азота для организма. Недостатокэтого биологически активного вещества приводит к многочисленным проблемам.Но, как оказалось, в организме окись азота (NO) производится непрерывно ферментативным путем из аминокислоты L-аргинин. Т.е. для полноценного снабжения организма окисью азота (NO) крайне важно обеспечить каждодневную, бесперебойную поставку аминокислоты L-аргинина. Аргинин — это одна из двадцати аминокислот, которые участвуют в образовании белков.Аргинин — это незаменимая аминокислота для детей (для взрослых — заменимая),т.е. организм ребенка сам не может создавать такую аминокислоту, а должен получать ее с пищей. Аргинин также помогает улучшать спортивную форму, поскольку наряду с глициномявляется одним из главных ингредиентов, из которых в печени вырабатывается креатин. 

Эффект в борьбе со старением  Как утверждают, позитивные эффекты аргинина включают улучшение сжигания жирови наращивания мышечной ткани,  укрепление иммунитета, борьбу с раком, ускорение заживления ожогов и других ран, защиту печени и обезвреживание токсичных веществ, улучшение мужской фертильности . Он также восстанавливает сексуальную функцию у мужчин-импотентов. Исследователи полагают, что аргинин служит источником получения оксида азота, играющего ключевую роль в инициации и поддержании эрекции.

 Клиническое применение  Конечно, аргинин — не панацея. Но длинный список заболеваний, которые вызваны дефицитом NO, а значит и, возможно, недостаточным поступлением вместе с пищей аргинина, действительно, впечатляет. Вот примерная аннотация к аргинину:  

L-Аргинин — эта условно незаменимая аминокислота, которая является одним из главных компонентов организма — донором азота. Он снабжает азотом систему ферментов,называемых NO-синтазами, которые синтезируют N0, или нитрозо-группу. Нитрозо-группа — это медиатор миорелаксации сосудов артериального русла. То есть нитрозо-группа — это главное вещество, регулирующее тонус сосудов артериального русла, от которого зависит диастолическое давление. При недостатке L-Аргинина и недостаточной активности NO-синтеза диастолическое давление возрастает.    

   L-Аргинин обладает замечательным психотропным эффектом. Вызывая увеличение до верхних нормальных границ соматотропного гормона «СТТ» (или его иначе называют гормоном роста «ГР»),      L-Аргинин способствует улучшению настроения, делает человека более активным, инициативным и выносливым, привнося определенного качества психическую энергию в поведение человека.      Недостаток L-Аргинина в питании приводит к замедлению роста. Использование L-Аргинина, вызывая продукцию гормона роста, интенсифицирует рост подростков.Это реальная возможность для низкорослых родителей позаботится о том, чтобы их дети стали высокорослыми.   

    L-Аргинин используется в профилактике и лечении гипертонической болезни. 

    L-Аргинин используется для профилактики атеросклероза. Он препятствует образованию кровяных сгустков и адгезии этих сгустков на внутренней стенке артерий – тем самым уменьшается риск возникновения тромбов и атеросклеротических бляшек.     

 L-Аргинин используется в лечении и профилактике таких болезней, как цирроз и жировое перерождение печени.   

   L-Аргинин используется для увеличения очистительного потенциала почек повыведению конечных продуктов азотистого обмена.   

   L-Аргинин замечательно увеличивает скорость зарастания поврежденных тканей — ран, растяжении сухожилий, переломов костей.  

    L-Аргинин очень важен для метаболизма мышц (а тем самым и для их удельной силы и массы).

     L-Аргинин способен увеличивать мышечную и уменьшать жировую массу тела,в конечном результате делая фигуру более стройной и легкой.   

   L-Аргинин используется в профилактике и лечении артритов и заболеваний соединительной ткани.      При недостатке L-Аргинина повышается риск развития диабета 2-го типа (невосприимчивость инсулинозависимых тканей к действию инсулина).   

    L -Аргинин активизирует иммунитет и используется при иммунодефицитных состояниях, в том числе в лечении СПИДа.   

    L -Аргинин замедляет рост опухолей, в том числе и многих раковых. В механизмах этого явления участвует способность:а) активировать противоопухолевую цитотоксичность макрофагов;б) увеличивать число и функциональную активность Т-хелперов – основного звена в развитии иммунного ответа;в) увеличивать число и активность NK (натуральных киллеров) и LAK (лимфокин активированных киллеров) в их прямой противоопухолевой агрессии.    

  L-Аргинин способен увеличить силу и продолжительность кровенаполнения половых органов как у мужчин, так и у женщин. Он продлевает время полового акта, усиливает приятные половые ощущения и делает оргазм более продолжительным и глубоким.Семенная жидкость очень богата L-Аргинином. При недостатке L-Аргинина впитании детей у них замедляется половое созревание.  

    L-Аргинин эффективен для интенсификации сперматогенеза, что используется для лечения бесплодия у мужчин;

             L -Аргининне рекомендуется беременным и кормящим женщинам.

             L -Аргининне показан при шизофрении.