אַרטיקל
מעטילען־בלוי און שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד: NOS, cGMP און סיגנאַליזירונג אין בלוטגעפֿעסן
די פֿראַגע קלינגט פּשוט: צי העמט מעטילען־בלוי שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד? אין לאַבאָראַטאָריע צעטיילט זיך דער ענטפֿער אין פֿיר באַזונדערע פֿראַגעס, און יעדע האָט אַן אַנדער עקספּערימענטעלן טעסט. דאָס פֿאַרמישן זיי איז דער הויפּט־טעם פֿאַר וואָס טעקסטן וועגן מעטילען־בלוי און שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד קלינגען זיכער, אָבער אומקלאָר.
שטעלט זיך פֿאָר דעם שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־סיגנאַל ווי אַ קייט מיט פֿיר גלידער. אַ גען ווערט טראַנסקריבירט כּדי צו פּראָדוצירן שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־סינטאַזע. דער ענזים פֿאַרוואַנדלט אַרגינין אין שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד. דער גאַז דיפֿונדירט צו זײַן ציל איידער ער רעאַגירט מיט עפּעס אַנדערש. די לעזלעכע גואַנילאַט־ציקלאַזע דערקענט אים און פּראָדוצירט ציקלישן GMP. פֿאַר מעטילען־בלוי זענען פּובליקירט געוואָרן ווירקונגען בײַ יעדן גליד, אָבער די באַווײַזן קומען פֿון פֿאַרשידענע פּרעפּאַראַציעס, פֿאַרשידענע קאָנצענטראַציעס און פֿאַרשידענע איזאָפֿאָרמען. אַ רעזולטאַט בײַ איין גליד באַווײַזט נישט קיין ווירקונג בײַ אַן אַנדערן.
די קאַנאָנישע קייט, פּשוט דערקלערט
אין דער וואַנט פֿון אַ בלוטגעפֿעס גייט די געוויינטלעכע סעקווענץ אַזוי. אַ סטימול ווירקט אויף אַן ענדאָטעל־צעל. די ענדאָטעליאַלע שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־סינטאַזע, גערופֿן eNOS אָדער NOS3, פּראָדוצירט אַ קליינעם פּולס פֿון שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד. דער גאַז דיפֿונדירט אַרײַן אין דער שכנותדיקער גלאַטמוסקל־צעל, בינדט זיך צום רעדוצירטן אײַזן־העם פֿון דער לעזלעכער גואַנילאַט־ציקלאַזע און פֿאַרגיכערט די פֿאַרוואַנדלונג פֿון GTP אין ציקלישן GMP. ציקלישער GMP אַקטיוויזירט פּראָטעין־קינאַזע G, די רעגולירונג פֿון קאַלציום ענדערט זיך, און דער מוסקל אָפּרוט זיך.
עס איז דאָ אַ צווייטע קייט וואָס מע דאַרף האַלטן באַזונדער. בעת אַן אינפֿעקציע אָדער אויסשטעלונג צו ציטאָקינען טראַנסקריבירן צעלן אַן אַנדער ענזים, די אינדוצירבאַרע שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־סינטאַזע, אָדער iNOS, אויך גערופֿן NOS2. זי פּראָדוצירט גרעסערע און לענגער אָנהאַלטנדיקע שטראָמען פֿון שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד ווי eNOS. אַ דריטע איזאָפֿאָרם, נעוראָנאַלע NOS אָדער nNOS, געהערט צו נאָך אַן אַנדער קאָנטעקסט. ווען אַ פֿאָרשונג־אַרטיקל זאָגט שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־סינטאַזע אָן אָנצוגעבן די איזאָפֿאָרם, שטעלט זיך אָפּ און קאָנטראָלירט וועלכע מע האָט געמאָסטן. דער איבערבליק וועגן דעם ווי מעטילען־בלוי באַוועגט עלעקטראָנען מאַכט דעם זעלבן פּונקט וועגן רעדאָקס־צילן בכלל: די איבערטראָגונג טוט גאָרנישט אַליין, און דער פּאַרטנער בײַ יעדן עק באַשטימט דעם אויסגאַנג.
דער געמאָסטענער ציקלישער GMP איז אויך אַן אינטעגרירטער מאָס־רעזולטאַט, נישט קיין דירעקטער ענזים־טעסט. זײַן ניוואָ שפּיגלט אָפּ די סינטעז דורך ציקלאַזע מינוס דעם צעפֿאַל דורך פֿאָספֿאָדיעסטעראַזעס, בפֿרט PDE5 אין גלאַטע מוסקלען פֿון בלוטגעפֿעסן. אַ ירידה אין ציקלישן GMP מיינט דעריבער אַז ווייניקער סיגנאַל האָט דערגרייכט דעם דעטעקטאָר. זי זאָגט נישט אַליין וועלכער גליד האָט נישט פֿונקציאָנירט.
גליד 1: ווייניקער iNOS־ענזים ווערט פּראָדוצירט
אין מאַקראָפֿאַגן פֿון מײַז, סטימולירט מיט באַקטעריעלן ליפּאָפּאָליסאַכאַריד, אינטערפֿעראָן־גאַמאַ אָדער ביידע, האָט מעטילען־בלוי פֿאַרהיט דעם דערוואַרטן העכערונג אין iNOS־פּראָטעין און שטאַרק אונטערדריקט iNOS־שליח־RNA אין די מאַקראָפֿאַג־טראַנסקריפּציע־עקספּערימענטן. דער באַלערנדיקער טייל איז וואָס האָט זיך נישט געביטן. דער צעפֿאַל פֿונעם אינהיביטאָר I־קאַפּאַ־B־אַלפֿאַ, די פֿאָספֿאָרילירונג פֿון NF־קאַפּאַ־B און STAT1, און די אַריבערבאַוועגונג פֿון די פֿאַקטאָרן אין צעלקערן זענען צום גרעסטן טייל געבליבן אומגעשטערט. וואָס איז געפֿאַלן, איז זייער בינדונג צו DNA. דאָס האָט מען באַשטעטיקט דורך כראָמאַטין־אימונאָפּרעציפּיטאַציע, וואָס האָט געוויזן ווייניקער באַזעצונג בײַם iNOS־פּראָמאָטער.
דאָס איז אַ גען־רעגולירנדיקע ווירקונג פֿאַר דער שטופֿע פֿון דער ענזים־מענג, נישט קיין אַקוטע בלאָקאַדע פֿון אַן עקזיסטירנדיקן ענזים. זי געהערט צו דער סיגנאַליזירונג בײַ אָנצינדונג, וווּ טראַנסקריפּציע־פֿאַקטאָרן מוזן זיך בינדן צו אַ פּראָמאָטער איידער פּראָטעין דערשײַנט. זי זאָגט גאָרנישט דירעקט וועגן קאָנסטיטוטיווער eNOS אין אַ רויִקנדיקן בלוטגעפֿעס, און מע דאַרף זי באַשרײַבן אין יענע טערמינען.
גליד 2: דער עקזיסטירנדיקער NOS־ענזים אַרבעט פּאַמעלעכער
אַ שטודיע מיט ראַטן האָט געטעסט אַ צווייטע שטופֿע. באַוווּסטזיניקע זכרים־ראַטן האָבן באַקומען ליפּאָפּאָליסאַכאַריד אינטראַווענאָז, און דערנאָך, דרײַ שעה שפּעטער, אָדער אַ זאַלצלייזונג אָדער מעטילען־בלוי בײַ 3 mg פּער kg אינטראַווענאָז. די אַקטיוויטעט פֿון שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־סינטאַזע אינעם מעדיאַלן באַזאַלן היפּאָטאַלאַמוס איז געמאָסטן געוואָרן דורך דער פֿאַרוואַנדלונג פֿון מאַרקירטן אַרגינין אין ציטרולין אין דער שטודיע פֿון NOS־אַקטיוויטעט אינעם היפּאָטאַלאַמוס. סטרעס צוזאַמען מיט זאַלצלייזונג אַליין האָט אינדוצירט אַ געוויסע קאַלציום־אומאָפּהענגיקע אַקטיוויטעט, און ליפּאָפּאָליסאַכאַריד האָט זי געהויבן ביז בערך צען מאָל דעם קאָנטראָל־ניוואָ. מעטילען־בלוי האָט עלימינירט ביידע אינדוצירטע קאָמפּאָנענטן. די קאַלציום־אָפּהענגיקע קאָנסטיטוטיווע אַקטיוויטעט האָט זיך נישט געביטן אין יענעם געוועב בײַ יענער דאָזע און יענעם צײַטפּונקט.
לייענט דעם רעזולטאַט פּונקט ווי ער שטייט: די געמאָסטענע אַקטיוויטעט פֿונעם iNOS־טיפּ איז אונטערדריקט געוואָרן אונטער יענע באַדינגונגען. דאָס איז נישט קיין מעסטונג פֿון גען־עקספּרעסיע, און נישט קיין באַווײַז פֿאַר שטענדיקער סעלעקטיוויטעט פֿאַר iNOS קעגן eNOS אָדער nNOS. אַרבעט מיט פּוריפֿיצירטע ענזימען מאַכט די וואָרענונג נאָך שאַרפֿער. אין דירעקטע טעסטן פֿון פּוריפֿיצירטער שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־סינטאַזע האָט מעטילען־בלוי גאָר בלאָקירט ציטרולין־בילדונג בײַ 30 מיקראָמאָלאַר, מיט אַ קאָנצענטראַציע פֿאַר העלפֿט־העמונג פֿון בערך 5.3 מיקראָמאָלאַר אָן סופּעראָקסיד־דיסמוטאַזע און 9.2 מיקראָמאָלאַר מיט איר, ווי געמאלדן אין דעם פֿאַרגלײַך פֿון פּוריפֿיצירטער NOS און גואַנילאַט־ציקלאַזע. אַ באַזונדערע שטודיע פֿון פּוריפֿיצירטער nNOS האָט אָנגעוויזן אויף אָקסידאַציע פֿונעם ענזים־געבונדענעם העם. די פּראַקטישע מסקנא איז אַז דירעקטע NOS־העמונג איז טאַקע פֿאַראַן אין איזאָלירטע סיסטעמען, אָבער דעם היפּאָטאַלאַמוס־רעזולטאַט קען מען נישט אויסשטרעקן צו אַן אַלגעמיינער טענה אַז מעטילען־בלוי שוינט אַלע קאָנסטיטוטיווע NOS־פֿאָרמען אומעטום.
גליד 3: שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד גייט פֿאַרלוירן איידער ער קומט אָן
די קלאָרסטע דעמאָנסטראַציע אַז עפּעס אַנדערש ווי ענזים־בלאָקאַדע קען דערקלערן אַ ירידה אין ציקלישן GMP קומט פֿון קולטיווירטע גלאַטמוסקל־צעלן פֿון די לונגען־אַרטעריעס פֿון קיניגלעך. דער עקספּערימענט האָט אין גאַנצן אויסגעמיטן ענדאָגענע NOS דורך דירעקט צוגעבן שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־דאָנאָרן, און דערנאָך געטעסט צי מעטילען־בלוי האָט נאָך אַלץ אונטערדריקט דעם ציקלישן GMP־אָפּרוף אין דער שטודיע פֿון סופּעראָקסיד אין גלאַטע מוסקלען פֿון בלוטגעפֿעסן.
דרײַ דאָנאָרן זענען געטעסט געוואָרן פֿון 1 ביז 100 מיקראָמאָלאַר: S־ניטראָזאָ־L־ציסטעין, נאַטריום־ניטראָפּרוסיד און אַ סטאַבילער דעאַמינירטער אַנאַלאָג גערופֿן MPANO. אַלע האָבן געהויבן ציקלישן GMP צווישן בערך 1.5 מאָל און 12 מאָל. מעטילען־בלוי בײַ 10 מיקראָמאָלאַר האָט געהעמט די ערשטע צוויי מיט 51 ביז 100 פּראָצענט און געלאָזט דעם MPANO־אָפּרוף אומגעביטן. אויב מעטילען־בלוי וואָלט פּשוט בלאָקירט דעם קאַטאַליטישן אָרט פֿון דער ציקלאַזע, וואָלט די סעלעקטיוויטעט צווישן דאָנאָרן געווען שווער צו דערקלערן, ווײַל אַלע דרײַ קומען צוזאַמען בײַם זעלבן נאָכגעשאַלטענעם ענזים.
דרײַ קאָנטראָלן האָבן דערנאָך פֿאַרבונדן דעם מעכאַניזם מיט סופּעראָקסיד. ערשטנס, דאָס פּראָדוצירן עקסטראַצעלולערן סופּעראָקסיד מיט קסאַנטין פּלוס קסאַנטין־אָקסידאַזע האָט רעפּראָדוצירט דעם זעלבן מוסטער: CYSNO און ניטראָפּרוסיד זענען בלאָקירט געוואָרן, MPANO איז געשוינט געוואָרן. צווייטנס, מעטילען־בלוי האָט געפֿירט צו דאָזע־ און צײַט־אָפּהענגיקער סופּעראָקסיד־פּראָדוקציע פֿון די גלאַטמוסקל־צעלן, געמאָסטן דורך רעדוקציע פֿון ציטאָכראָם c. דריטנס, סופּעראָקסיד־דיסמוטאַזע האָט גאָר פֿאַרהיט די העמונג, בעת קאַטאַלאַזע האָט דאָס נישט געטאָן. דאָס ווײַזט אויף סופּעראָקסיד, נישט אויף וואַסערשטאָף־פּעראָקסיד, ווי דעם דירעקט פֿאַראַנטוואָרטלעכן כעמישן מין אין יענער פּרעפּאַראַציע.
די קאָקולטור־ווערסיע פֿונעם עקספּערימענט איז כּדאַי צו באַשרײַבן, ווײַל זי ווײַזט וווּ אין רוים די ווירקונג קומט פֿאָר. ענדאָטעל־צעלן אויף דעקגלעזלעך זענען פֿאַר אַ קורצער צײַט קולטיווירט געוואָרן צוזאַמען מיט גלאַטמוסקל־צעלן, אַזוי אַז דער ענדאָטעליאַלער פֿאַקטאָר, באַפֿרײַט אונטער באַזאַלע באַדינגונגען, האָט געהויבן ציקלישן GMP אין די גלאַטע מוסקלען דרײַ ביז אַכט מאָל. אַ פֿריִערדיקע באַהאַנדלונג פֿון איינעם פֿון די צוויי קאָמפּאַרטמענטן מיט מעטילען־בלוי האָט פֿאַרמינערט יענעם סיגנאַל, און סופּעראָקסיד־דיסמוטאַזע האָט טיילווײַז אָפּגעשטעלט די ווירקונג פֿון דער פֿריִערדיקער ענדאָטעל־באַהאַנדלונג. מיט אַנדערע ווערטער, מעטילען־בלוי דאַרף בכלל נישט ווירקן אינעווייניק אין דער גלאַטמוסקל־צעל וואָס דינט ווי דעטעקטאָר. ער קען פֿאַרמינערן דעם סיגנאַל דורך באַזײַטיקן דעם שליח אויפֿן וועג. דער וועגווײַזער צום לייענען מעטילען־בלוי־פֿאָרשונג באַהאַנדלט דאָס ווי אַן אַלגעמיינע כּלל: נאָמען דעם קאָמפּאַרטמענט וווּ די אינטערווענציע איז פֿאָרגעקומען, איידער מע נאָמענט אַ מאָלעקולאַרן ציל.
דאָס אָנרופֿן NOS־העמונג וואָלט געווען פֿאַלש. קיין סינטאַזע־שטופֿע איז נישט געווען נייטיק כּדי די דאָנאָרן זאָלן אַרבעטן, און פֿאָרט איז דער סיגנאַל געפֿאַלן.
גליד 4: דער דעטעקטאָר אַליין רעאַגירט ווייניקער
דירעקטע ווירקונגען אויף דער לעזלעכער גואַנילאַט־ציקלאַזע עקזיסטירן, אָבער די קאָנצענטראַציעס זענען וויכטיק. אינעם אויבן דערמאָנטן פֿאַרגלײַך פֿון פּוריפֿיצירטע ענזימען האָט די דורך שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד סטימולירטע ציקלאַזע געדאַרפֿט בערך 60 מיקראָמאָלאַר מעטילען־בלוי פֿאַר העלפֿט־העמונג, קעגן NOS־העלפֿט־העמונג בײַ בערך 5 ביז 9 מיקראָמאָלאַר. אַפֿילו 1 מילימאָלאַר האָט געשאַפֿן נאָר אַ טיילווײַזיקע מאַקסימאַלע בלאָקאַדע. דאָס איז אַ חילוק פֿון בערך זעקס ביז עלף מאָל. אַ צעל־עקספּערימענט בײַ אַ נידעריקער מיקראָמאָלאַרער קאָנצענטראַציע, וואָס פֿאַרמינערט ציקלישן GMP, קען מען דעריבער נישט באַצייכענען ווי סעלעקטיווע ציקלאַזע־העמונג בלויז אויפֿן סמך פֿונעם ציקלישן GMP־ווערט.
אַ שפּעטערדיקע רעדאָקס־שטודיע האָט צוגעגעבן אַ צווייטע וואָרענונג: מעטילען־בלוי האָט דעאַקטיוויזירט די דורך שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד אַקטיוויזירטע ציקלאַזע דורך אַ מעכאַניזם אַנדערש פֿון פּשוטער אָקסידאַציע פֿונעם העם־אײַזן דורך לופֿט. דער דעטעקטאָר קען אַזוי ווערן געשעדיקט אין זײַן פֿונקציע, אָבער די כעמיע איז נאָך נישט אָפּגעקלערט, און דער קאָנצענטראַציע־חילוק מיינט אַז בײַ נידעריקע מיקראָמאָלאַרע אויסשטעלונגען דאַרף מען קודם אויסשליסן די סופּעראָקסיד־ און NOS־ווירקונגען. דאָס איז אויך דער אָרט פֿאַר פֿאָספֿאָדיעסטעראַזע־קאָנטראָל. סײַדן מע האָט געמאָסטן אָדער בלאָקירט דעם צעפֿאַל, איז אַ פֿאַרמינערטע אָנזאַמלונג פֿון ציקלישן GMP צופּאַסיק סײַ מיט ווייניקער סינטעז, סײַ מיט גיכערדיקן צעפֿאַל, סײַ מיט ביידע.
פֿאַר וואָס דאָס לאָזט זיך נישט רעדוצירן צו איין טענה וועגן בלוטדרוק
יעדער גליד איז באַשטעטיקט געוואָרן אין אַן אַנדער סיסטעם. מאַקראָפֿאַג־טראַנסקריפּציע איז נישט היפּאָטאַלאַמישע ענזים־אַקטיוויטעט. היפּאָטאַלאַמישע אַקטיוויטעט נאָך ליפּאָפּאָליסאַכאַריד איז נישט ענדאָטעליאַלער טאָנוס אין רו. דער אונטער באַזאַלע באַדינגונגען באַפֿרײַטער ענדאָטעליאַלער פֿאַקטאָר אין קאָקולטור איז נישט אַגאָניסט־סטימולירטע וואַזאָדילאַטאַציע. קולטיווירטע לונגען־אַרטעריע־צעלן בײַ 10 מיקראָמאָלאַר מעטילען־בלוי זענען נישט אַ מענטשלעכער בלוטקרײַזלויף. דאָס צונויפֿקוועטשן זיי אין אַ טענה ווי מעטילען־בלוי הייבט בלוטדרוק דורך בלאָקירן שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד וואַרפֿט אַוועק פּונקט די אונטערשיידן וואָס די קאָנטראָלן זענען געבויט געוואָרן צו באַוואַרן.
דרײַ קאָנטראָל־פֿראַגעס האַלטן די דערקלערונג ערלעך. ערשטנס, נאָמען די איזאָפֿאָרם: eNOS פֿאַר בלוטגעפֿעס־טאָנוס אין רו, iNOS פֿאַר אינדוצירטע שטראָמען בײַ אָנצינדונג, nNOS פֿאַר נעוראָנאַלע און געוויסע קאָנטעקסטן מיט פּוריפֿיצירטע ענזימען. צווייטנס, נאָמען ווי דער שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־סיגנאַל ווערט צוגעשטעלט: ענדאָגענע סינטעז, באַזאַלע ענדאָטעליאַלע באַפֿרײַונג, אָדער אַ באַשטימטער דאָנאָר ווי CYSNO, ניטראָפּרוסיד אָדער MPANO, ווײַל דער סטאַבילער דאָנאָר האָט זיך אַנטקעגנגעשטעלט מעטילען־בלוי, בעת די לאַבילע נישט. דריטנס, נאָמען די קאָנצענטראַציע און דאָס אָפּשטעלן דער ווירקונג: אויב סופּעראָקסיד־דיסמוטאַזע שטעלט זי אָפּ, ווײַזט דאָס אויף סופּעראָקסיד; דער דורכפֿאַל פֿון קאַטאַלאַזע רעדט קעגן וואַסערשטאָף־פּעראָקסיד אין יענער פּרעפּאַראַציע; דאָס נאָכמאַכן דורך קסאַנטין־אָקסידאַזע ווײַזט אַז דער מעכאַניזם איז גענוג צו פּראָדוצירן די ווירקונג; און טעסטן מיט פּוריפֿיצירטע ענזימען צעשיידן דירעקטע ווירקונגען אויף קאַטאַליז פֿון פֿאַרלוסטן אויפֿן וועג.
דער קורצער צוזאַמענפֿאַס איז אַזוי. מעטילען־בלוי איז בעסער צו באַטראַכטן ווי אַ שטאָף וואָס שטערט די סיגנאַליזירונג פֿון שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד צו ציקלישן GMP אין מערערע ערטער, איידער ווי אַ סעלעקטיוון ציקלאַזע־בלאָקירער. לויט דער פּרעפּאַראַציע און קאָנצענטראַציע קען ער פֿאַרמינערן די בינדונג פֿון iNOS־טראַנסקריפּציע־פֿאַקטאָרן, דירעקט העמען NOS־ענזימען, פֿאַרמינערן די פֿאַרפֿיגבאַרקייט פֿון שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד דורך סופּעראָקסיד־פּראָדוקציע, און שטערן די דורך שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד אַקטיוויזירטע ציקלאַזע. די ראָלע פֿון ציקלישער GMP־סיגנאַליזירונג אין בלוטגעפֿעס־שטודיעס און דער פֿאַרגלײַך פֿון שטיקשטאָף־מאָנאָקסיד־דאָנאָרן געניצט אין צעל־טעסטן באַהאַנדלען יעדער איינעם פֿון יענע צווייגן מער פּרטימדיק. די מעטאָדן צו צעשיידן רעדאָקס־ווירקונגען פֿון ענזים־ווירקונגען דערקלערן פֿאַר וואָס סופּעראָקסיד־דיסמוטאַזע פּלוס קאַטאַלאַזע פּלוס אַ קאָנטראָל מיט אַ סטאַבילן דאָנאָר דערשײַנען אַזוי אָפֿט אין דער דאָזיקער ליטעראַטור.
אַ נידעריקער ציקלישער GMP־ווערט נאָך מעטילען־בלוי ווײַזט אויף אַ צעבראָכענער קייט. נאָר די קאָנטראָלן זאָגן וועלכער גליד האָט זיך צעבראָכן.