L-аргинин-NO система. 
Роль монооксида азота в формировании кислородтранспортной функции крови

В настоящее время активно иcследуются различные аспекты биологического действия оксида азота (NO), уникальной молекулы, выполняющей роль физиологического мессенджера, а в некоторых условиях цитотоксической эффекторной молекулы. Ее образование происходит из аминокислоты L-аргинина под контролем фермента NO-синтазы в присутствии NADPH, кальмодулина и других кофакторов, образующих в совокупности L-аргинин-NO систему. Регуляция активности NO-синтазы идет по конечному продукту через обратную связь, NO способен связываться с гемической группой фермента, снижая тем самым его активность. В литературе вышло много обзоров, посвященных Lаргинин-NO системе (или L-arginine-NO pathway в зарубежной литературе).

Стационарная концентрация NO определяется скоростью его образования и разложения, так как NO и его метаболиты в существенных количествах в тканях не запасаются. Активность различных изоформ NO-синтаз колеблется в широком пределе: тип I (нейрональная) NO-синтаза имеет максимальное значение около 300, тип II (макрофагальная) — до 1000, тип III (эндотелиальная) — около 15 нмоль/мг/мин. Измерение содержания NO в просвете сосудов на различных участках сердечно-сосудистой системы показывает диапазон его изменений в пределах 0,3−1,3 мкмолей. По измерениям с помощью микроэлектродной техники установлено, что эндотелий может вырабатывать в 10−40 раз больше NO, чем это требуется для активации растворимой гемсодержащей гуанилатциклазы. В печени мышей NO продуцируется со скоростью 2 мкмоль/час/г, а в других тканях в 5−10 раз меньше. В ткани миокарда его содержание за счет синтеза эндотелиальной NOсинтазы составляет 100−300 мкмоль. Общее количество, синтезируемого NO судя по уровню NO3 —, колеблется от 150 до 1000 мкмолей/сут. Образование NO эндотелием или в культуре примерно равно 4 мкмоль/кг белка/мин, что в перерасчете на общую массу эндотелия 1,5 кг для организма человека составляет 1728 мкмоль/сут. Оценка образования NO в организме (методом вдыхания стабильного изотопа кислорода 18О2) показала, что скорость его образования составляет 0,38 ± 0,06 мкмоль/кг в час, а общее суточное количество 600−700 мкмолей. Продуктами разложения NO является нестабильный, но специфический NO2 — и более стабильный и менее специфичный NO3 — более 90% первого имеет эндотелиальную природу происхождения в организме человека. Для регулирования уровня NO в клетках различных тканей существуют различные механизмы, как-то S-нитрозотиолы и динитрозильные комплексы негемового железа. NO количественно и функционально отличается от О2. Для удовлетворения основных метаболических потребностей организма необходимо миллимолярные количества О2 и наномолярные концентрации NO. В целом, дыхательный цикл можно рассматривать как систему «трех газов» (NO/О2 /CО2).

Активно обсуждается вопрос об альтернативных источниках образования NO. Окислительный процесс превращения гемоглобина в метгемоглобин под действием нитрит-ионов может быть сопряжен с синтезом NO. Предложена концепция цикла азота, согласно которой в образовании NO имеет значение не только L-аргинин-NO система, но и нитритредуктазная система, т. е. в этом процессе восстановления важное значение имеет и активность электронно-донорных систем, участвующих в восстановлении гемоглобина. Предполагается наличие собственных механизмов синтеза NO в эритроцитах, судя по накоплению конечных продуктов его метаболизма NO2/ NO3, цитруллина. Обнаружено методом иммуноблоттинга наличие в эритроцитах белков типа NO-синтазы. Kang E.S. et al. показали, что нормальные циркулирующие эритроциты содержат две изоформы NO-синтаз, не обладающих в обычных условиях каталитической активностью, хотя возможно, что незрелые эритроциты (эритробласты, ретикулоциты) могли бы экспрессировать их NO-синтазную активность, утрачивая ее по мере дифференциации. В этом аспекте дискуссируется вопрос о значении существования в эритроцитах собственного источника NO (NO-синтазного или нитрит-гемоглобинового). Учитывая сложную природу участия NO в обеспечении различных функций организма, должны существовать эффективные механизмы регуляции его уровня в тех или иных процессах.