Оксид азота нервная система

Цена:

Авторы работы:

Научный журнал:

Год выхода:

УДК 612.2 + 612.2 + 612.8

ОКСИД АЗОТА И ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Центральный научно-исследовательский институт гастроэнтерологии Департамента здравоохранения Москвы

Представлен обзор литературы о роли оксида азота в регуляции функций сердечно-сосудистой, пищеварительной и бронхолегочной систем. Охарактеризованы механизмы взаимодействия оксида азота с холинергическим и адренергическим отделами вегетативной системы. Приведены результаты исследований роли N0 в регуляции сократительной функции пищевода.

Ключевые слова: оксид азота, вегетативная нервная система; сердечно-сосудистая, пищеварительная и бронхолегочная системы.

NO - растворимый в воде и липидах бесцветный газ с уникальными физиологическими свойствами, широко представленный в центральной и периферической нервной системе. С учетом его пороговой концентрации (1 нМ), кинетики, инактивации и времени жизни (0,09-5 с, в зависимости от концентрации О2) эффективный радиус действия N0 составляет 40-300 мкм, что означает вовлечение в сферу его активности миллионов синапсов [4, 6, 39].

Проблему оксида азота в России начали развивать в лабораториях Блюменфельда [58] и Каюшина [2, 3, 63]. В Белоруссии активным пропагандистом идей, связанных с проблемой NO в физиологии, был Гурин [65], а на Украине эта проблема активно разрабатывалась в Институте физиологии НАН Украины, руководимым Костю-ком [66]. Впервые в России было показано, что гемсодержащие белки, находящиеся в дезокси-форме (гемоглобин, миоглобин, цитохромокси-даза и цитохром Р-450), обладают нитритредук-тазной активностью [59, 60-62]. В 90-х гг. ХХ в. впервые был введен термин "цикл оксида азота", сформулирована концепция цикла оксида азота и предложено выделять NO-синтазную и нит-ритредуктазную компоненты цикла NO, которые играют важную роль в поддержании содержания NO в пределах физиологической нормы [57, 62, 144, 145]. Образование NO в организме человека и животных и в нервной системе, в частности, может происходить двумя путями, реакции которых образуют единый метаболический цикл оксида азота [22, 42, 61]. В настоящее время в США и

Европе проведены четыре конференции по нит-ритредуктазным реакциям, а концепция цикла оксида азота широко используется при анализе и обсуждении экспериментальных данных [9, 10, 13, 15, 17, 19, 23, 27 32, 40, 42, 47, 48, 52, 53, 54, 55, 68, 69, 70, 71, 73, 124, 130, 148].

Нервная система содержит эндотелиальную (eNOS), индуцибельную (iNOS) и нейрональную («NOS) синтазы оксида азота. Геномная структура данной изоформы подобна структуре генов в eNOS и «NOS, что подтверждает мнение о происхождении всех изоформ от общего "наследственного" гена [167]. Главная изоформа синтазы присутствующая в нервной системе - нейрональ-ная «NOS. Последняя представлена не только в нейронах, но и в других клетках, например, скелетных миоцитах, где регулирует метаболизм и сократительную функцию. Среди пяти выявленных изоформ («NOSa, «NOSP, «NOSy, «NOSp, and «NOS-2), по-видимому, различающихся локализацией в клетке и ткани, наибольшую активность в нервной системе проявляет изоформа nNOSa, которая отвечает за 95% каталитической активности «NOS головного мозга [110, 160, 164].

С помощью «NOS оксид азота синтезируется в глутаматных нейронах некоторых отделов головного мозга, клетках микроглии и астроцитах, неадренергических нехолинергических нервных волокнах, эндотелиоцитах сосудов [86, 123].

Нейрональная и эндотелиальная изоформы являются конститутивными и поддерживают низкий стационарный уровень NO, который не превышает нескольких микромолей и необходим

Таблица 1*. Сравнительные характеристики N0 синтаз (N05)

Характеристики «N05 i N05 ^N05

Нейроны, эпителиоциты, Макрофаги нейтрофилы, эпи- Эндотелиоциты, кардиомио-

эндотелиоциты, миоциты телиоциты, эпителиоциты, циты, тромбоциты,нейроны

Клеточная экс- скелетных мышц и сосудов, кардиомиоциты, глиальные

прессия нейтрофилы, тромбоциты, /3-клетки поджелудочной железы клетки, миоциты сосудов, эндотелиоциты, нейроны

Гены N057 (12^24.2-12^24.3) N052 (d7q11.2-q12) N055 (7е*35-7#36)

Основные регуляторные Са2+ - зависимый Са2+ - независимый Са2+-зависимый (Са-кальмодулиновый Са2+-зависимый

Субклеточная Цитоплазма, эндоплазмати- Фагосомы, пероксисомы, Аппарат Гольджи, мембрана

локализация ческий ретикулум, сарколем- мембрана, ядро клетки, мито- клетки в области малых

ма хондрии инвагинаций, ядро клетки,

Домен связи, №концевой домен РВ2 митохондрии ^концевой участок (01у-2)

1, с изменениями и дополнениями.

для нейропередачи, поддержания электрической активности нервных клеток [11].

Главная мишень оксида азота-растворимая гуанилатциклаза, содержащая 4 гема (рецепторы для N0), связывание с которыми индуцирует гуанилатциклазу и усиливает синтез циклической ГМФ. Регуляторные и сигнальные функции N0 осуществляются прямым действием на промежуточные мишени - гемовое железо гемопротеинов (гемоглобина, миоглобина, гуанилатциклазы, ци-тохрома Р-450, N0 синтаз (N05) и др.) [39, 123]. N0 взаимодействует также с негемовым железом, входящим в состав железосерных белков и нуклеиновых кислот и свободным железом ^е3+) [49]. Мишенями прямого действия N0 являются Си и Zn, входящие в состав ферментов, и высокоэнергетические свободные радикалы с углеродным центром, липидные, диоксида азота [18].

Прямые эффекты N0 доминируют в организме при физиологических условиях, когда эта молекула синтезируется, преимущественно конститутивными формами N05 в малых количествах.

Благодаря стационарному уровню оксида азота цГМФ в крови через протеинкиназу G вызывает разнообразные биологические эффекты в сердце, гладких мышц артерий, печени, кишечника, легких [30].

Непрямое действие оксида азота опосредуется через его реактивные формы - продукты реакции N0 с О2 или Н2О2 и реализуется при участии индуцибельной /N05. Индуцибельная форма экс-прессируется во многих клетках, в том числе, в макрофагах, эозинофилах, лимфоцитах и гладко-мышечных клетках после иммунологических стимулов и при воспалении, под действием медиаторов этого процесса - цитокинов и эндотоксинов. При участии этой формы образуется большое количество N0, которое составляет сотни микромолей, поддерживается в течение от нескольких часов до нескольких дней, что зависит от длительности стимула [72].

Синтез N0 значительно усиливается под влиянием гормонов, нейромедиаторов, в ответ на действие микроорганизмов, вирусов и других чужеродных агентов [31] (см. табл. 1).

Известны также физиологические эффекты N0, независимые от активации гуанилатциклазы или даже N05, включая посттрансляционную модификацию белков, липидов и других биомолекул [7]. Другими возможными мишенями для N0 являются растворимый аденозиндифосфат (АДФ)-рибозилирующий фермент и факторы транскрипции, через которые N0 может непосредственно влиять на транскрипцию генов и трансляцию иРНК [41, 87, 88].

ВЛИЯНИЕ NO НА ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОТРДЦА

В сердце человека около 50% нейронов экс-прессируют NOS [5]. Влияние NO характеризуется уменьшением частоты сердечных сокращений и сократимости отдельных миоцитов [50]; NO участвует в аутогенной релаксации миоцитов и способствует их элиминации путем апоптоза [116]. В то же время, NO способен оказывать ци-тотоксическое влияние на сердечно-сосудистую систему [13]. Эти и другие вопросы обстоятельно освещены в обзоре Реутова и др. [60]. Является ли NO одним из вторичных мессенджеров-регулято-ров сократительной активности сердца, или его роль можно сопоставить с ролью ацетилхолина и норадреналина? Первый ответ на этот вопрос дали эксперименты последнего десятилетия.

Морфологическим основанием взаимодействия NO с вегетативной нервной системой является солокализация NO и ацетилхолина в нейронах сердца и синтазы eNOS c рецепторами ВНС в ка-веолах. Кавеолы кардиомиоцитов содержат муска-риновые М2-холин-, Р-адренергические (Р1 и Р2) и Л-аденозиновые рецепторы. Стимуляция этих рецепторов либо непосредственно активирует eNOS или, наоборот, NO модулирует сигнальный каскад рецепторов ВНС; совместная локализация eNOS с G-протеинзависимыми рецепторами обеспечивает взаимодействие NO c ними [8].

Взаимодействие NO c холинорецепторами.

NO способен тонко регулировать активность холинергической системы в сердце [28]. Нейро-нальная NOS1 опосредует отрицательное хроно-тропное влияние холинергической системы на сердце при физиологических условиях и влияние NO на L-тип Са-каналов в пейсмекерных кар-диомиоцитах. Han et al. (1995) показали, что в пейсмейкерных клетках NOS3 взаимодействует с активированными М-холинорецепторами, что, в свою очередь, вызывает повышение синтеза NO [115]. Агонист М-холинорецепторов карбахолин способствует транслокации М2-рецепторов в обогащенные кавеолином-3 миоциты желудочка взрослой крысы. Мускариновые М2-холиноре-цепторы опосредуют разрушение кавеолин-eNOS гетерокомплекса. Доказано, что сопряжение стимуляции М2-рецепторов с активацией eNOS требует присутствия последней в кавеоле и усиливает хронотропное влияние при активации рецепторов [102]. Т.е. локализация синтазы NOS3 совместно с холинорецепторами в кавеолах плазмолеммы клеток сердца облегчает влияние фермента на ре-гуляторные пути с участием холинорецепторов.

NO регулирует активность адренергической системы в сердце; синтаза NO53 тормозит положительный хронотропный эффект адренергической стимуляции деятельности сердца [76]. Синтаза оксида азота NO53 участвует в нейрогу-моральном контроле сократимости миокарда. Оксид азота, как известно, тормозит сократительную функцию сердца, в том числе, при ишемической болезни сердца. Синтаза оксида азота NO53, расположенная на внешней мембране кардиомиоци-та, оказывает воздействие на расположенные там же Р-адренорецепторы [107]. Неселективная блокада синтазы оксида азота NO51 усиливает сократительную функцию миоцитов желудочка сердца крысы в ответ на введение агониста Р-адрено-рецепторов изопротеренола, не влияя на базаль-ную сократимость. Положительный инотропный эффект Р-адренорецепторов связан с

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

• РОЛЬ ХОЛИНО- И АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ В ОСУЩЕСТВЛЕНИИ ВАГУСНЫХ МОТОРНЫХ РЕАКЦИЙ ЖЕЛУДКА НА ВВЕДЕНИЕ СЕРОТОНИНА АДИПИНАТА

СВЕШНИКОВ Д.С. — 2011 г.

ЛАЗЕБНИК Л.Б., ЛЫЧКОВА А.Э., ХОМЕРИКИ С.Г. — 2008 г.

Доктор биологических наук Ю. ПЕТРЕНКО.

Окись азота (химическое название - оксид азота) - новая "путеводная звезда" в медицине, указывающая направление поиска лекарственных средств против множества болезней. Именно так считают сейчас большинство исследователей.

Лавинообразный рост числа публикаций по исследованию роли окиси азота в биологических объектах дал основание Американской ассоциации развития науки и авторитетному научному журналу "Science" ("Наука") назвать в 1992 году окись азота молекулой года.

Чем же продиктован такой все возрастающий научный интерес к окиси азота?

Оказалось, что окись азота управляет как внутриклеточными, так и межклеточными процессами в живой клетке. Многие болезни - гипертония, ишемия миокарда, тромбозы, рак - вызваны нарушением физиологических процессов, которые регулирует окись азота. Именно по этой причине окись азота представляет огромный интерес для биологов и медиков самых разных специальностей.

Нейрофизиологи и нейрохимики интересуются окисью азота в связи с тем, что она управляет важнейшими процессами, происходящими в нервной системе. Высшая нервная деятельность человека во многом обусловлена прохождением импульса с одной нервной клетки (нейрона) на другую - так называемой синаптической передачей. Если попытаться описать этот процесс в двух словах, то можно сказать, что при прохождении нервного импульса из окончания одного нейрона "выбрасывается" молекула сигнального вещества - нейромедиатора (например, ацетилхолина, глутамата), которую "захватывает" специальный белок (рецептор) на мембране нервного окончания другого нейрона. Затем сложная цепь биохимических и электрохимических реакций обеспечивает прохождение нервного импульса по этому нейрону. Когда сигнал достигает нервного окончания, снова происходит выброс из него молекулы нейромедиатора и так далее. Оказалось, что окись азота активирует процесс выброса нейромедиаторов из нервных окончаний во время синаптической передачи. Более того, молекула окиси азота сама может играть роль нейромедиатора, то есть непосредственно передавать сигнал с одной нервной клетки на другую. Неудивительно, что окись азота присутствует во всех отделах головного мозга человека: гипоталамусе, среднем мозге, коре, гиппокампе, продолговатом мозге и др.

Таким образом, в мыслительной деятельности окись азота является и непосредственным участником, и косвенным регулятором. Что касается телесного существования, то и здесь ее роль не меньшая.

Кардиологи и специалисты, изучающие систему кровообращения, интересуются окисью азота, поскольку она регулирует расслабление гладких мышц сосудов и синтез так называемых "белков теплового шока", которые "защищают" сосуды при ишемической болезни сердца.

Гематологов окись азота интересует в связи с тем, что она тормозит агрегацию (слипание) тромбоцитов, влияет на перенос кислорода эритроцитами, а также на реакции с участием химически активных молекул (свободных радикалов) в крови.

Иммунологов окись азота интересует потому, что активация клеток, участвующих в иммунном ответе, - макрофагов и нейтрофилов - сопровождается высвобождением этими клетками окиси азота.

Онкологи проявляют повышенный интерес к окиси азота из-за ее предполагаемого участия в процессе развития злокачественных образований.

Физиологи, занимающиеся проблемами регуляции водно-солевого обмена в организме, и нефрологи интересуются окисью азота по той причине, что она регулирует почечный кровоток и солевой обмен в почечных канальцах.

Даже интимная жизнь без окиси азота невозможна - ее высвобождение способствует эрекции.

Но и это еще не все. В последние годы лавинообразно нарастает поток информации о влиянии окиси азота на функционирование генома.

Судьба человека определяется его поведением и характером, на которые, в свою очередь, влияет состояние его души и тела. Значит, судьба человека в некотором смысле связана с окисью азота.

Что же представляет собой молекула окиси азота?

Известно, что, когда в электронном семействе какой-либо молекулы имеется электрон без своей пары, то есть для него нет партнера, все семейство испытывает беспокойство и проявляет повышенную агрессивность по отношению к другим соединениям, стремясь найти и отобрать чужой недостающий электрон. Соединения, имеющие неспаренный электрон, называются радикалами. Радикалы обычно неустойчивы и появляются на промежуточных стадиях химических реакций.

Окись азота из-за наличия в ее электронной структуре неспаренного электрона относится к разряду радикалов и, следовательно, как и все радикалы, стремится "найти" недостающий электрон для создания новой электронной пары. Когда это удается сделать, образуется молекула NO _ - нитроксил-анион. Чаще же приобрести недостающий электрон, отнимая его у другой молекулы, без "войны" не удается. В результате происходят самые разнообразные реакционные процессы, в ходе которых окись азота может претерпевать различные превращения.

Не стоит путать окись азота с закисью азота (ее химическая формула - N₂O), тоже бесцветным газом со сладковатым вкусом, кратковременное вдыхание которого вызывает признаки истерии, а большие количества действуют на нервную систему возбуждающе, вызывая состояние, сходное с опьянением. В связи с этим закись азота называют "веселящим газом". Длительное вдыхание "веселящего газа" приводит к притуплению болевой чувствительности и потере сознания, благодаря чему в смеси с кислородом (80% N₂о+20% О₂) он иногда применяется для наркоза.

Окись азота же сама по себе таких эффектов не вызывает. Но закись азота, поступающая в определенные отделы мозга, химически разрушается там с образованием окиси азота, действие которой на нервные клетки и определяет эффекты, вызываемые вдыханием закиси. Алкоголь действует на клетки головного мозга так же опосредованно и через окись азота.

За разработку проблемы окиси азота в биологии и медицине ряд ученых удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине 1998 года. Точная формулировка звучит так: "Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена за открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в сердечно-сосудистой системе". Нобелевскими лауреатами стали американские ученые Роберт Форшготт, Ферид Мьюрэд и Луис Игнарро.

А началось все с открытия, результаты которого были опубликованы Робертом Форшготтом в 1955 году. Ученый, проводя физиологические эксперименты с кровеносными сосудами, обнаружил расслабляющее действие света на аорту кролика. Это загадочное поведение аорты в ответ на действие света стало в дальнейшем для него и других исследователей объектом пристального внимания. Можно считать, что оно явилось своеобразной точкой отсчета нового раздела биологической науки.

Следующий шаг был сделан в нашей стране человеком, который совершил открытие, ставшее вехой в понимании роли окиси азота в биологии и медицине. Это - профессор, доктор биологических наук Анатолий Федорович Ванин, заведующий лабораторией Института химической физики Российской академии наук.

В 1965 году журнал "Биофизика" опубликовал его небольшую, но, как позже оказалось, чрезвычайно важную статью под названием "Свободные радикалы нового типа в дрожжевых клетках". В ней говорилось, что в биологических объектах обнаружены радикалы неизвестной природы, которые никто в мире еще не наблюдал. Наша страна тогда была "впереди планеты всей" по части создания аппаратуры для обнаружения радикалов, основанной на явлении электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Приборы и средства обнаружения радикалов, работающие на его основе, называются радиоспектрометрами. Именно этими приборами и была оснащена лаборатория, где работал Анатолий Федорович, который сегодня считается одним из признанных авторитетов в области ЭПР-спектроскопии.

Явление ЭПР в 1944 году открыл профессор Казанского университета Е. К. Завойский. Суть этого явления связана со способностью радикалов, находящихся в магнитном поле, избирательно поглощать энергию радиоволн.

Неизвестная радикальная субстанция сначала была обнаружена в культурах дрожжей, а затем и в клетках животного происхождения. Стало понятным, что открыто новое вещество, которое присутствует во всех живых клетках.

Работы Форшготта и Ванина застолбили новое научное направление. Сейчас ученым понятно, что открытые Анатолием Федоровичем неизвестные радикалы не что иное, как молекулы окиси азота. Но в то время предстояло еще выполнить немало сложнейших исследований, чтобы узнать, какие именно радикалы подают необычный ЭПР-сигнал. Одно было ясно уже тогда: науке эти радикалы неизвестны. Годы напряженного труда позволили Ванину сделать второе открытие. Он доказал, что сигналы подает окись азота, причем не одна, а в комплексе с ионами железа и белками, содержащими сульфгидрильные группы. Теперь их называют "динитрозильные комплексы".

Какова роль комплекса окиси азота и белка в живой клетке? На этом вопросе и сконцентрировалось внимание Ванина и других исследователей, подключившихся к изучению проблемы.

Между тем Р. Форшготт продолжал изучать природу открытого им явления. В 1961 году он опубликовал обзорную статью, в которой еще раз осветил вопрос о расслабляющем действии видимого света на кровеносные сосуды. Результатом исследований, продолжавшихся четверть века, явилось открытие Форшготтом в 1980 году неизвестного физиологически активного вещества - эндотелиального фактора расслабления сосудов (EDRF).

Форшготт обнаружил, что ацетилхолин, являющийся одним из медиаторов нервной системы, обычно вызывал сжатие кровеносных сосудов, но в некоторых опытах он их почему-то расслаблял. Анализируя эти эксперименты, Форшготт обратил внимание, что расслабляющее действие ацетилхолина на сосуды наблюдалось только в тех случаях, когда они были плохо очищены от эндотелиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность сосудов. Форшготт догадался, что именно присутствие эндотелия меняло физиологический эффект ацетилхолина на противоположный. После проведения серии остроумных опытов сомнений не оставалось: сделано открытие. Так и был обнаружен эндотелиальный фактор расслабления сосудов (EDRF). Это научное достижение приобрело широкий общественный резонанс и взбудоражило весь ученый мир. Большинство ученых сразу поняли, насколько оно важно для физиологии, патофизиологии и практической медицины.

В 1991 году Форшготт публикует целую серию статей, в которых он обосновывает утверждение, что EDRF - это не что иное, как молекула окиси азота. То есть, под действием ацетилхолина происходит выброс окиси азота из эндотелия кровеносных сосудов, которая затем поступает в слой мышечных клеток. И именно молекула окиси азота оказывает расслабляющее действие на стенки сосудов. А что же происходит под действием света? Почему он тоже вызывает сосудистую релаксацию? Видимо, под действием светового излучения высвобождается та же самая окись азота, которая (как показал Ванин) существует в виде динитрозильного комплекса с белками.

Как ученый-физиолог, Форшготт в своих научных исследованиях шел от явлений (физиологии) к их механизмам. Это путь от сложного к простому. Для Ванина, как биофизика и биохимика, путь от простого к сложному, от факта к его роли и значению был более естественным. Ванин и начал с того, что открыл существование радикальной субстанции в живых объектах и стал изучать, что это за молекула и какие функции она выполняет.

Форшготт первым в мире описал явление, обусловленное действием окиси азота, - релаксацию кровеносных сосудов. Ванин открыл наличие неизвестной субстанции в живой материи. В своих дальнейших исследованиях они шли навстречу друг другу, быстро сближаясь. Ими как бы были поставлены две вехи, между которыми пролегла невидимая связующая нить.

Результаты исследований не заставили себя ждать. Уже вскоре обозначена еще одна важная веха. Ее поставил американский ученый Ферид Мьюрэд, после того как в середине 70-х годов он сделал важное открытие, касающееся гуанилатциклазы. Гуанилатциклаза - один из ключевых ферментов, управляющих жизнью клетки. Мьюрэд показал, что гуанилатциклаза активируется при действии нитро- и нитрозосоединений. Мьюрэд высказывает идею, что действующим активным началом этих соединений являются не они сами, а окись азота, выделяемая из них, и экспериментально ее подтверждает.

В это же время Ванин изучает биологическое действие динитрозильных комплексов железа и показывает, что они обладают мощным гипотензивным действием - расслабляют кровеносные сосуды.

Ванин также предложил метод обнаружения окиси азота в органах и тканях, получивший широкое распространение. Следующий шаг его в научном поиске не менее важен. Он первым приходит к убеждению и обосновывает, что EDRF имеет прямое отношение к окиси азота. Когда авторы открытий буквально наступают друг другу на пятки, дышат в затылок в гонке за приоритетом, обычно учитывается, чьи результаты раньше увидели свет. Ванин, получив данные, что EDRF имеет отношение к окиси азота, в 1985 году решил их опубликовать в журнале "Бюллетень экспериментальной биологии и медицины", но напечатана статья была только через три года после подачи. Тут начал расти вал публикаций на эту тему в зарубежных изданиях. Такие же данные в 1986 году получили Форшготт и Игнарро, а в 1987 году - Сальвадор Монкада. Последний убедительно показал, что в состав EDRF входит окись азота, и немедленно опубликовал свои данные в международном научном журнале "Nature" ("Природа") . Все эти публикации вышли в свет раньше, чем оригинальная статья Анатолия Федоровича.

Форшготт и Ванин, пройдя каждый свою половину пути, встретились в 1989 году во Всесоюзном кардиологическом научном центре в Москве. О чем они говорили тогда, понятно: конечно же, о научных планах, своих невероятных догадках и сомнениях. Их общение продолжилось в Лондоне на 1-й конференции по биологической роли оксида азота и в последующей переписке.

Авторитет Ванина как основоположника нового научного направления общепризнан. Но вот парадокс: главная научная награда - Нобелевская премия обошла его стороной. Незаслуженно - это не то слово. Видимо, выбор Нобелевского комитета не всегда основывается на научной значимости работ. Величие Анатолия Федоровича в том, что он не стал оспаривать решение комитета. А мы знаем, что такие гении, как Ньютон и Лейбниц, оспаривали друг у друга научные приоритеты. И это при том, что о Ньютоне говорили как о единственном смертном, вставшем вровень с богами. Да и Лейбниц за заслуги перед человечеством также вполне может быть приравнен к ним. Так что даже боги не всегда могут поделить между собой пальму первенства.

Но и исследователи, которым присудили Нобелевскую премию (напомним, что это Форшготт, Мьюрэд и Игнарро), - воистину великие ученые и, вне всякого сомнения, заслужили столь высокое признание. Тем не менее можно констатировать, что одно из главных действующих лиц в истории про окись азота просто вычеркнули из списков.

Возможно, с историей открытия действия окиси азота кто-то будет и не во всем согласен - неудивительно: логика исследований и роль каждого из ведущих ученых, разрабатывавших эту тему, может видеться всем по-разному. Но вряд ли кто усомнится и будет оспаривать, что все началось с основополагающих открытий Форшготта и Ванина. Именно они были пионерами в установлении всеобъемлющей роли окиси азота в живой природе.

Где же те весы, на которых можно было бы объективно взвесить признание заслуг ученого, чтобы справедливо воздать ему за них?

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Теренина Н.Б., Мовсесян С.О.

В центральной нервной системе исследованных трематод Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica выявлены структуры, содержащие оксид азота. Эти данные соответствуют немногочисленным сведениям, имеющимся в литературе в отношении других видов трематод (Fasciolopsis buski, Schistosoma mansoni) [4 и др.] и свидетельствуют о том, что в деятельности нервной системы трематод, помимо классических нейромедиаторов (серотонина, ацетилхолина, нейропептидов) принимают участие нитроксидергические структуры, т.е. структуры, содержащие атипичный нейромедиатор оксид азота. Доказательством этому служат также данные радиометрическиого анализа, показавшего наличие активности фермента синтеза оксида азота у фасциолы [5]. Реакция на нитроксидергические структуры у исследованных трематод обнаружена также в ряде ненервных структур простатических железах, среди мышечных волокон ротовой и брюшной присосок. Представляются интересными данные о наличии специфически окрашенных структур, содержащих оксид азота, в прикрепительных органах, что предполагает участие нитроксидергического механизма в деятельности присосок трематод.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Теренина Н.Б., Мовсесян С.О.

Nitric oxide in trematode nerve system

The nitroxidergic components in the nervous system of Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica have been examined using histochemical nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-diaphorase (NADPH-d) method. The NADPH-d positive staining occurs in the brain ganglia, brain commissure, longitudinal chords, among the muscle fibers of abdominal and oral suckers. The nitroxidergic structures which probably correspond to location of papillae are observed in suckers. The received results suggest the important role of nitric oxide in trematodes Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica.

ОКСИД АЗОТА В НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ ТРЕМАТОД

Теренина Н.Б., Мовсесян С.О.

Центр паразитологии Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН

Введение. Паразитические плоские черви имеют хорошо развитую нервную систему, которая играет важную роль в регуляции различных функций паразитов. Интерес к изучению нейрональных сигнальных систем у трематод обусловлен рядом причин. Исследования в данном направлении дают возможность приблизиться к пониманию нейрохимических механизмов жизнедеятельности паразитического организма, расшифровке основ взаимоотношения паразита и хозяина, а также использовать полученные сведения как научная основа для разработки антипаразитарных препаратов, целенаправленно воздействующих на гельминтов.

Имеющиеся в литературе данные показывают, что в центральных и периферических отделах нервной системы трематод, принадлежащих к различным таксономическим группам, имеющих разные циклы развития и хозяев, а также различную локализацию в нём, содержатся серотонинергические и пептидергические (FMRFамидергические) компоненты Данные о локализации этих веществ, наряду с фармакологическими, биохимическими и физиологическими сведениями, говорят о том, что серотонин и нейропептиды являются нейромедиаторами нервной системы трематод Предполагается, что эти вещества принимают участие в регуляции сократительной активности мускулатуры стенки тела, прикрепительных органов, репродуктивной, пищеварительной и экскреторной системы трематод .

Открытие в последние годы свойств оксида азота (NO) как нового нейронального регулятора физиологических процессов и первого известного трансмиттерного газа, выполняющего нейромедиаторную функцию у млекопитающих [2, 3 и др.] дало толчок к исследованию этого уникального нейронального сигнального вещества у других животных. Оксид азота относится к новой атипичной категории нейрональных сигнальных веществ, который, в отличие от классических нейромедиаторов, имеет потенциально новый, уникальный тип сигнального механизма. Предполагают, что оксид азота является одной из первых биологических сигнальных молекул. Оксид азота генерируется из аминокислоты L-аргинина семейством высоко регулируемых ферментов, синтазами оксида азота (NO-синтазами). В связи с тем, что NO имеет короткий период жизни и труден для изучения, его исследования фокусируются, главным образом, на изучении фермента его синтеза - синтазы оксида азота, ферменте, образующем NO из аргинина.

В данной работе приводятся результаты исследования наличия и локализации структур, содержащих оксид азота у трематод, имеющих важное медицинское и ветеринарное значение - Opisthorchis felineus Rivolta, 1884

(Opisthorchidae), Paramphistomum cervi Zeder, 1790 (Paramphistomidae Fischoeder, 1901); Fasciola hepatica Linnaeus, 1758 (Fasciolidae Railliet, 1895).

Материалы и методы. В работе использовали взрослых трематод -Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica. Гельминтов фиксировали в 4%-ном параформальдегиде при температуре +40С и затем переносили в 10% раствор сахарозы в 0,1 М фосфатном буфере (рН 7,4). Работа проводилась как на тотальных препаратах, так и на криостатных срезах (20 мкм). Для идентификации структур, содержащих фермент синтеза оксида азота ^О-синтазу), использовали НАДФН-диафоразный (никотинамид-динуклеотидфосфат) (НАДФН-д) гистохимический метод [1]. Метод основан на определении фермента НАДФН-диафоразы, известного как маркёр NO-синтазы - фермента синтеза оксида азота.

Результаты и обсуждение. У Opisthorchis felineus положительное НАДФН-диафоразное окрашивание, свидетельствующее о наличии NO-ергических структур, обнаружено в центральных отделах нервной системы - в области расположения головных ганглиев, центральной комиссуре, связывающей их, главных нервных стволах. Специфическая окраска на синтазу оксида азота присутствует вдоль мышц ротовой и брюшной присосок, глотки, конечного отдела половой системы. Позитивная реакция на фермент наблюдалась в округлых структурах, расположенных среди мышц ротовой и брюшной присосок. Отмечена положительная НАДФН-д окраска в простатических железах трематоды.

У Paramphistomum cervi реакция на нитроксидергические структуры наблюдалась в парных симметричных образованиях у основания ротовой присоски, которые соответствуют расположению церебральных ганглиев. Округлые структуры с положительной реакцией на НАДФН-диафоразу отмечены также в толще мускулатуры ротовой и брюшной присосок. Вблизи брюшной присоски выявлены НАДФН-д положительные волокна. Кроме того, специфическое окрашивание наблюдалось непосредственно между мышечными волокнами ротовой и брюшной присосок и пищевода, вблизи мышечных волокон стенки тела. НАДФН-диафоразное окрашивание отмечено в дистальных отделах половой системы, а также между мышечными волокнами половых выводных протоков - семяизвергательного канала и матки, а также в простатических железах. Положительно окрашенные структуры обнаружены вблизи стенки матки, а также в толще мускулатуры полового сосочка.

У Fasciola hepatica интенсивное окрашивание, свидетельствующее о наличии нитроксидергических элементов, наблюдалось в нейронах и нервных волокнах центральной нервной системы. Крупные и более мелкие НАДФН-д позитивные нейроны обнаружены в главных нервных стволах. Биполярные нейроны и нервный плексус, окружающие ротовую присоску, интенсивно окрашивались на НАДФН-д. Внутри ротовой и брюшной присосок обнаружены большие НАДФН-д позитивные структуры. Кроме того, НАДФН-д окрашивание наблюдалось вдоль мышечных волокон присосок и глотки, в

стенке мускулатуры цирруса и в простатических железах. Выявлена положительная НАДФН-д окраска в эпителии кишечника.

Таким образом, в центральной нервной системе исследованных трематод Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica выявлены структуры, содержащие оксид азота. Эти данные соответствуют немногочисленным сведениям, имеющимся в литературе в отношении других видов трематод (Fasciolopsis buski, Schistosoma mansoni) [4 и др.] и свидетельствуют о том, что в деятельности нервной системы трематод, помимо классических нейромедиаторов (серотонина, ацетилхолина, нейропептидов) принимают участие нитроксидергические структуры, т.е. структуры, содержащие атипичный нейромедиатор оксид азота. Доказательством этому служат также данные радиометрическиого анализа, показавшего наличие активности фермента синтеза оксида азота у фасциолы [5].

Реакция на нитроксидергические структуры у исследованных трематод обнаружена также в ряде ненервных структур - простатических железах, среди мышечных волокон ротовой и брюшной присосок. Представляются интересными данные о наличии специфически окрашенных структур, содержащих оксид азота, в прикрепительных органах, что предполагает участие нитроксидергического механизма в деятельности присосок трематод.

Работа поддержана грантом Российского научного фонда № 14-1600026.

Литература:_1.Dawson T. M., Bredt D. S., Fotui M., Hwang P. M., Snyder S. H. // Proc. Natn. Acad. Sci. U.S.A. 1991. Vol. 88. P. 7797-7801. 2. Ignarro L. J., Buga G. M., Wood K. S., Byrns R. E., Chaudhuri G. // Proc. Natl. Acad.Sci. USA. 1987. Vol. 84. P. 9265 - 9269. 3. Snyder S. H. // Science 1992. Vol. 257. P. 494496. 4.Tandon V., Kar P. K., Saha N. // Parasitol. Int. 2001. Vol. 50, N. 3. Р. 157163. 5.Terenina N. B., Onufriev M. V., Gulyaeva N. V., Moiseeva Y. V., Gustafsson M. K.S. // Parasitology 2003, Vol. 126. P. 585-590.

Nitric oxide in trematode nerve system. Terenina N.B., Movsesyan SO. Center of Parasitology of A.N. Severtzov Institute of Ecology and Evolution of Russian Academy of Sciences, Moscow.

Summary. The nitroxidergic components in the nervous system of Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica have been examined using histochemical nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-diaphorase (NADPH-d) method. The NADPH-d positive staining occurs in the brain ganglia, brain commissure, longitudinal chords, among the muscle fibers of abdominal and oral suckers. The nitroxidergic structures which probably correspond to location of papillae are observed in suckers. The received results suggest the important role of nitric oxide in trematodes - Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica.