Signalizace NO

NO (oxid dusnatý) je plyn působící jako lokální mediátor v mnoha tkáních. Působí pouze lokálně, protože existuje jen velmi krátkou dobu (poločas 5-10 s). Reaguje s kyslíkem a s vodou, a mění se na dusičnany a dusitany. NO má vazodilatační účinek na hladkou svalovinu cév. Makrofágy a neutrofilní granulocyty produkují NO v průběhu zánětlivých reakcí a slouží jim jako cytotoxický nástroj. Neurony využívají NO jako neurotransmiter.

Syntéza NO

Syntéza NO

Je produkován skupinou enzymů nazývaných NO-synthasy (NOS). Molekuly NOS obsahují řadu kofaktorů a prostetických skupin – FMN, FAD, nehemové železo, tetrahydrobiopterin a hem. Pochází z aminokyseliny argininu.

NO-synthasy

Existuje několik izoforem NOS.

1. Konstitutivní NOS – Ca²⁺ dependentní (aktivovány Ca²⁺):
   1. Neuronální NO-synthasa (nNOS),
   2. Endotelová NO-synthasa (eNOS).
2. Indukovatelná (též inducibilní) NOS (iNOS) – Ca²⁺ independentní, indukovaná vnějšími signály, exprimovaná buňkami imunitního systému a endoteliemi.

Obecný mechanismus působení NO

NO nepůsobí na buňku, která jej produkuje, ale na buňky okolní.

• 1. buňka syntetizuje NO, který následně difunduje cytoplazmatickou membránu do druhé buňky.
• 2. buňka přijímá NO, který se v ní váže na solubilní guanylátcyklázu, což způsobí zvýšení koncentrace cGMP. Zvýšená koncetrace cGMP spustí kaskádu dějů, která vyústí v dilataci dané buňky. Výsledným účinkem je pak vazodilatace v cévním řečišti.

Schéma signalizace NO

Úloha NO při relaxaci hladkého svalu v cévní stěně

Endotelové buňky neustále produkují malé množství oxidu dusnatého, který udržuje průtok krve cévami. Pokud však má dojít k vazodilataci, tak endotelové buňky uvolňují NO jako odpověď na nervovou stimulaci. NO volně prostupuje membránou (difunduje) z endotelové buňky, ve které je syntetizován, do buňky hladké svaloviny. Uvnitř hladké svalové buňky se NO váže na enzym solubilní guanylátcyklázu nacházející se v cytosolu. Následně dochází k tvorbě cGMP z GTP. cGMP je druhý posel, který aktivuje proteinkinázu G a prostřednictvím fosforylace různých proteinů dojde ke snížení intracelulární koncentrace Ca²⁺ a k relaxaci hladké svalové buňky.

Úloha NO při erekci

NO je uvolňován nervovými zakončeními v penisu a způsobuje roztažení krevních cév, které je zodpovědné za erekci. Při poklesu sexuálního vzrušení dochází k rychlému odbourání cGMP na GMP působením cGMP-specifické fosfodiesterázy. Viagra a příbuzné léky zpomalují rozpad cGMP a udržují tak erekci.

Odkazy

Související články

• Buněčná signalizace
• Oxid dusnatý
• Oxidy dusíku
• Arginin

Zdroj

• ŠEDO, Prof. MUDr. Aleksi. Signální transdukce III [přednáška k předmětu Lékařská chemie a biochemie 1, obor Biochemie, 1.LF UK]. Praha. 13.1.2016. 

Použitá literatura

• MATOUŠ, Bohuslav, et al. Základy lékařské chemie a biochemie. 1. vydání. Praha : Galén, 2010. 540 s. ISBN 978-80-7262-702-8.

• BRUCE, Alberts, D BRAY a A JOHNSON, et al. Základy buněčné biologie. 1. vydání. Ústí nad Labem : Espero Publishing, 1998. 630 s. ISBN 80-902906-0-4.

• KOOLMAN, Jan a Klaus-Heinrich RÖHM. Barevný atlas biochemie. 1. vydání. Praha : Grada, 2012. 512 s. ISBN 978-80-247-2977-0.