Мақола
Кабуди метилен ва оксиди нитроген: NOS, cGMP ва сигналдиҳии рагҳо
Савол одӣ менамояд: оё кабуди метилен оксиди нитрогенро бозмедорад? Дар озмоишгоҳ ҷавоб ба чор саволи ҷудогона тақсим мешавад ва ҳар кадом санҷиши таҷрибавии худро дорад. Омехта кардани онҳо сабаби асосии он аст, ки навиштаҳо дар бораи кабуди метилен ва оксиди нитроген боэътимод, вале номуайян садо медиҳанд.
Сигнали оксиди нитрогенро ҳамчун занҷире бо чор ҳалқа тасаввур кунед. Ген транскрипсия мешавад, то синтазаи оксиди нитроген ҳосил гардад. Фермент аргининро ба оксиди нитроген табдил медиҳад. Газ пеш аз вокуниш бо моддаи дигар ба ҳадафи худ диффузия мешавад. Гуанилатсиклазаи ҳалшаванда онро муайян карда, GMP-и даврӣ ҳосил мекунад. Барои кабуди метилен дар ҳар як ҳалқа таъсирҳое нашр шудаанд, аммо далелҳо аз намунаҳои гуногуни таҷрибавӣ, консентратсияҳои гуногун ва изоформаҳои гуногун бармеоянд. Натиҷа дар як ҳалқа таъсирро дар ҳалқаи дигар исбот намекунад.
Занҷири маъмул, бо баёни сода
Дар девори раги хун пайдарпайии стандартӣ чунин аст. Ангезанда ба ҳуҷайраи эндотелӣ таъсир мекунад. Синтазаи эндотелии оксиди нитроген, ки eNOS ё NOS3 ном дорад, миқдори ками оксиди нитрогенро дар як фосилаи кӯтоҳ ҳосил мекунад. Газ ба ҳуҷайраи ҳамсояи мушаки ҳамвор диффузия шуда, ба геми дорои оҳани барқароршудаи гуанилатсиклазаи ҳалшаванда мепайвандад ва табдили GTP-ро ба GMP-и даврӣ метезонад. GMP-и даврӣ протеинкиназаи G-ро фаъол мекунад, танзими калсий тағйир меёбад ва мушак суст мешавад.
Занҷири дуюме низ ҳаст, ки бояд ҷудо нигоҳ дошта шавад. Ҳангоми сироят ё таъсири ситокинҳо ҳуҷайраҳо гени ферменти дигар — синтазаи индуксияшавандаи оксиди нитроген ё iNOS-ро, ки NOS2 низ ном дорад, транскрипсия мекунанд. Он нисбат ба eNOS ҷараёнҳои бештар ва дарозмуддаттари оксиди нитрогенро ҳосил мекунад. Изоформаи сеюм, NOS-и нейронӣ ё nNOS, ба заминаи дигаре тааллуқ дорад. Вақте мақола синтазаи оксиди нитрогенро бе муайян кардани изоформа ном мебарад, таваққуф кунед ва бисанҷед, ки кадомаш чен шудааст. Шарҳи он ки кабуди метилен чӣ гуна электронҳоро интиқол медиҳад, ҳамин нуктаро дар бораи ҳадафҳои оксидшавию барқароршавӣ умуман таъкид мекунад: интиқолдиҳанда худ аз худ коре намекунад ва шарики ҳар ду нӯг натиҷаро муайян мекунад.
GMP-и даврии ченшуда низ нишондиҳандаи ҷамъбастӣ аст, на санҷиши мустақими фермент. Сатҳи он ҳосилшавӣ тавассути сиклазаро бо тарҳи таҷзия тавассути фосфодиэстеразаҳо, махсусан PDE5 дар мушаки ҳамвори рагҳо, инъикос мекунад. Аз ин рӯ, коҳиши GMP-и даврӣ маънои онро дорад, ки ба қабулкунанда сигнали камтар расидааст. Ин худ аз худ муайян намекунад, ки кадом ҳалқа аз кор мондааст.
Ҳалқаи 1: ферменти iNOS камтар ҳосил мешавад
Дар макрофагҳои муш, ки бо липополисахариди бактериявӣ, интерферони гамма ё ҳар ду ангезонида шуда буданд, кабуди метилен афзоиши интизории сафедаи iNOS-ро пешгирӣ кард ва РНК-и иттилоотии iNOS-ро дар таҷрибаҳои транскрипсия дар макрофагҳо ба таври назаррас коҳиш дод. Қисми муҳим он аст, ки чӣ тағйир наёфт. Таҷзияи боздорандаи I каппа B алфа, фосфорнокшавии NF каппа B ва STAT1 ва гузариши ин омилҳо ба ядро асосан бетағйир монданд. Он чизе, ки коҳиш ёфт, пайвастшавии онҳо ба ДНК буд. Инро иммунопреципитатсияи хроматин тасдиқ кард, ки кам шудани ишғоли ҷойҳо дар промотори iNOS-ро нишон дод.
Ин таъсири танзими ген аст, ки пеш аз тағйири миқдори фермент рӯй медиҳад, на бастани фаврии ферменти мавҷуда. Он ба сигналдиҳии илтиҳобӣ тааллуқ дорад, ки дар он омилҳои транскрипсия бояд пеш аз пайдо шудани сафеда ба промотор пайванданд. Он дар бораи eNOS-и доимоамалкунанда дар раги ором маълумоти мустақим намедиҳад ва бояд маҳз ҳамин тавр тавсиф шавад.
Ҳалқаи 2: ферменти мавҷудаи NOS сусттар кор мекунад
Таҳқиқоте дар калламушҳо сатҳи дигарро санҷид. Ба калламушҳои нари ҳушёр липополисахарид ба дохили варид дода шуд. Сипас, баъд аз се соат, ба онҳо ё маҳлули намакӣ ё кабуди метилен бо миқдори 3 mg барои ҳар kg ба дохили варид дода шуд ва фаъолияти синтазаи оксиди нитроген дар қисми медиалии базалии гипоталамус тавассути табдили аргинини нишонадор ба ситруллин дар таҳқиқоти фаъолияти NOS дар гипоталамус чен карда шуд. Танҳо стресс бо маҳлули намакӣ як миқдор фаъолияти аз калсий мустақилро ба вуҷуд овард ва липополисахарид онро тақрибан ба даҳ баробари сатҳи назоратӣ расонд. Кабуди метилен ҳар ду ҷузъи индуксияшударо бартараф кард. Фаъолияти доимоамалкунандаи вобаста ба калсий дар он бофта, бо он миқдор ва дар он лаҳзаи вақт тағйир наёфт.
Ин натиҷаро маҳз ҳамон тавре бихонед, ки навишта шудааст: фаъолияти ченшудаи навъи iNOS дар он шароит коҳиш ёфт. Ин ченкунии ифодаи ген нест ва далели интихобпазирии доимӣ нисбат ба iNOS дар муқоиса бо eNOS ё nNOS ҳам нест. Кор бо ферментҳои покшуда зарурати эҳтиётро равшантар мекунад. Дар санҷишҳои мустақими синтазаи покшудаи оксиди нитроген кабуди метилен ҳосилшавии ситруллинро дар 30 микромоляр пурра боздошт. Консентратсияи боздории нисфӣ бе супероксиддисмутаза тақрибан 5.3 микромоляр ва бо он 9.2 микромоляр буд, чунон ки дар муқоисаи NOS-и покшуда ва гуанилатсиклаза гузориш шудааст. Таҳқиқоти ҷудогонаи nNOS-и покшуда ба нақши оксидшавии геми ба фермент пайвастшуда ишора кард. Хулосаи амалӣ ин аст, ки боздории мустақими NOS дар системаҳои ҷудошуда воқеан вуҷуд дорад, аммо натиҷаи гипоталамусро набояд ба даъвои умумие васеъ кард, ки кабуди метилен дар ҳама ҷо ба ҳамаи NOS-ҳои доимоамалкунанда таъсир намерасонад.
Ҳалқаи 3: оксиди нитроген пеш аз расидан талаф меёбад
Равшантарин далели он ки коҳиши GMP-и давриро метавонад чизе ғайр аз бастани фермент шарҳ диҳад, аз ҳуҷайраҳои парваришшудаи мушаки ҳамвори артерияи шуши харгӯш бармеояд. Тарҳи таҷриба бо илова кардани мустақими донорҳои оксиди нитроген NOS-и эндогениро комилан канор гузошт. Сипас дар таҳқиқоти супероксид дар мушаки ҳамвори рагҳо санҷида шуд, ки оё кабуди метилен ҳанӯз ҳам ҷавоби GMP-и давриро коҳиш медиҳад.
Се донор дар консентратсияҳои аз 1 то 100 микромоляр санҷида шуданд: S-нитрозо-L-систеин, нитропруссиди натрий ва аналоги устувори деаминшуда бо номи MPANO. Ҳамаи онҳо GMP-и давриро тақрибан аз 1.5 то 12 баробар зиёд карданд. Кабуди метилен дар 10 микромоляр таъсири ду донори аввалро аз 51 то 100 фоиз боздошт ва ҷавоб ба MPANO-ро бетағйир гузошт. Агар кабуди метилен танҳо маркази каталитикии сиклазаро мебаст, шарҳ додани чунин интихобпазирӣ нисбат ба донорҳо душвор мебуд, зеро ҳар се ба як фермент дар марҳилаи баъдӣ таъсир мерасонанд.
Сипас се санҷиши назоратӣ механизмро ба супероксид вобаста карданд. Аввал, ҳосил кардани супероксиди берун аз ҳуҷайра бо ксантин ва ксантиноксидаза ҳамон натиҷаро такрор кард: таъсири CYSNO ва нитропруссид баста шуд, вале таъсири MPANO нигоҳ дошта шуд. Дуюм, кабуди метилен ҳосилшавии супероксидро аз ҳуҷайраҳои мушаки ҳамвор ба таври вобаста ба миқдор ва вақт ба вуҷуд овард, ки бо барқароршавии ситохроми c чен карда шуд. Сеюм, супероксиддисмутаза боздориро пурра пешгирӣ кард, аммо каталаза чунин накард. Ин ба супероксид, на ба пероксиди гидроген, ҳамчун навъи химиявии бевосита масъул дар он системаи таҷрибавӣ ишора мекунад.
Варианти таҷриба бо ҳампарваришро низ бояд баён кард, зеро он ҷойи таъсирро муайян мекунад. Ҳуҷайраҳои эндотелӣ дар шишачаҳои рӯйпӯш муддати кӯтоҳ бо ҳуҷайраҳои мушаки ҳамвор ҳампарвариш карда шуданд. Дар натиҷа, омили эндотелии дар ҳолати базалӣ озодшуда GMP-и даврии мушаки ҳамворро аз се то ҳашт баробар зиёд кард. Коркарди пешакии ҳар яке аз ду бахш бо кабуди метилен он сигналро коҳиш дод ва супероксиддисмутаза таъсири коркарди пешакии эндотелиро қисман бартараф кард. Ба ибораи дигар, зарур нест, ки кабуди метилен ҳатман дар дохили ҳуҷайраи мушаки ҳамвор, ки сигналро қабул мекунад, амал кунад. Он метавонад паёмрасонро ҳангоми интиқол аз байн бурда, сигналро коҳиш диҳад. Роҳнамои хондани таҳқиқоти кабуди метилен инро қоидаи умумӣ мешуморад: пеш аз ном бурдани ҳадафи молекулавӣ, бахшеро номбар кунед, ки дар он мудохила сурат гирифтааст.
Инро боздории NOS номидан нодуруст мебуд. Барои кори донорҳо ягон марҳилаи синтаза лозим набуд, вале сигнал ҳанӯз ҳам коҳиш ёфт.
Ҳалқаи 4: худи қабулкунанда камтар ҷавоб медиҳад
Таъсирҳои мустақим ба гуанилатсиклазаи ҳалшаванда вуҷуд доранд, аммо консентратсияҳо муҳиманд. Дар муқоисаи ферментҳои покшуда, ки дар боло оварда шуд, барои боздории нисфии сиклазаи бо оксиди нитроген ангезонидашуда тақрибан 60 микромоляр кабуди метилен лозим буд, дар ҳоле ки боздории нисфии NOS дар ҳудуди 5 то 9 микромоляр ба даст омад. Ҳатто 1 миллимоляр танҳо боздории қисманро дар ҳадди аксар ба вуҷуд овард. Ин фарқ тақрибан аз шаш то ёздаҳ баробар аст. Аз ин рӯ, таҷрибаи ҳуҷайравиро дар консентратсияи пасти микромолярӣ, ки GMP-и давриро коҳиш медиҳад, танҳо бар асоси рақами GMP-и даврӣ боздории интихобии сиклаза номидан мумкин нест.
Таҳқиқоти баъдии оксидшавию барқароршавӣ як ҳушдори дигар илова кард: кабуди метилен сиклазаи бо оксиди нитроген фаъолшударо тавассути механизме ғайрифаъол кард, ки аз оксидшавии одии оҳани гем бо ҳаво фарқ дошт. Пас, кори қабулкунанда метавонад халалдор шавад, аммо химияи он ҳанӯз пурра равшан нест. Фарқи консентратсияҳо маънои онро дорад, ки ҳангоми таъсир дар консентратсияҳои пасти микромолярӣ аввал бояд нақши супероксид ва таъсир ба NOS истисно карда шавад. Назорати фосфодиэстераза низ ба ҳамин ҷо тааллуқ дорад. Агар таҷзия чен ё баста нашуда бошад, кам шудани ҷамъшавии GMP-и даврӣ бо ҳосилшавии камтар, таҷзияи тезтар ё ҳар ду мувофиқ аст.
Чаро инро ба як даъво дар бораи фишори хун маҳдуд кардан мумкин нест
Ҳар як ҳалқа дар системаи гуногун муайян шудааст. Транскрипсия дар макрофагҳо фаъолияти фермент дар гипоталамус нест. Фаъолияти гипоталамус баъд аз липополисахарид тонуси эндотелӣ дар ҳолати оромӣ нест. Омили эндотелии дар ҳолати базалӣ озодшуда дар ҳампарвариш васеъшавии рагҳо бо ангезиши агонист нест. Ҳуҷайраҳои парваришшудаи артерияи шуш дар 10 микромоляр кабуди метилен гардиши хуни инсон нестанд. Ҷамъ кардани ҳамаи онҳо дар баёне монанди «кабуди метилен бо бастани оксиди нитроген фишори хунро баланд мекунад» маҳз он фарқиятҳоеро аз байн мебарад, ки санҷишҳои назоратӣ барои нигоҳ доштани онҳо тарҳрезӣ шуда буданд.
Се санҷиш баёнро дақиқ нигоҳ медоранд. Аввал, изоформаро номбар кунед: eNOS барои тонуси рагҳо дар ҳолати оромӣ, iNOS барои ҷараёни индуксияшуда дар шароити илтиҳоб ва nNOS барои заминаҳои нейронӣ ва баъзе таҷрибаҳо бо ферменти покшуда. Дуюм, роҳи расонидани сигнали оксиди нитрогенро номбар кунед: ҳосилшавии эндогенӣ, озодшавии базалӣ аз эндотелий ё донори мушаххасе монанди CYSNO, нитропруссид ё MPANO, зеро донори устувор ба кабуди метилен муқовимат кард, вале донорҳои ноустувор чунин накарданд. Сеюм, консентратсия ва омили бартарафкунандаи таъсирро номбар кунед: бартараф шудани таъсир бо супероксиддисмутаза ба нақши супероксид ишора мекунад; набудани чунин натиҷа бо каталаза ба муқобили нақши пероксиди гидроген дар он системаи таҷрибавӣ далел медиҳад; такрори таъсир тавассути ксантиноксидаза кофӣ будани ин механизмро нишон медиҳад; ва санҷишҳои ферментҳои покшуда таъсирҳои мустақим ба катализро аз талафот ҳангоми интиқол ҷудо мекунанд.
Хулосаи кӯтоҳ чунин аст. Кабуди метиленро беҳтар аст ҳамчун омили халалдоркунандаи сигналдиҳӣ аз оксиди нитроген ба GMP-и даврӣ дар чанд нуқта баррасӣ кунем, на ҳамчун бастакунандаи интихобии сиклаза. Вобаста ба системаи таҷрибавӣ ва консентратсия, он метавонад пайвастшавии омилҳои транскрипсияи iNOS-ро коҳиш диҳад, ферментҳои NOS-ро мустақиман боздорад, тавассути ҳосил кардани супероксид дастрасии оксиди нитрогенро кам кунад ва кори сиклазаи бо оксиди нитроген фаъолшударо халалдор созад. Нақши сигналдиҳии GMP-и даврӣ дар таҳқиқоти рагҳо ва муқоисаи донорҳои оксиди нитроген, ки дар санҷишҳои ҳуҷайравӣ истифода мешаванд ҳар кадом яке аз ин шохаҳоро муфассалтар баррасӣ мекунанд. Усулҳои ҷудо кардани таъсирҳои оксидшавию барқароршавӣ аз таъсирҳо ба ферментҳо шарҳ медиҳанд, ки чаро супероксиддисмутаза бо каталаза ва санҷиши назоратӣ бо донори устувор дар ин адабиёт ин қадар зиёд вомехӯранд.
Қимати пасти GMP-и даврӣ баъд аз кабуди метилен аз канда шудани занҷир хабар медиҳад. Танҳо санҷишҳои назоратӣ муайян мекунанд, ки кадом ҳалқа канда шудааст.