Оксид азота, супероксид и пероксинитрит: добро, зло и уродство

Оксид азота отличается от большинства межклеточных медиаторов тем, что быстро и изотропно диффундирует через большинство тканей, почти не вступая в реакцию, но не может переноситься по сосудистому руслу из-за быстрого разрушения оксигемоглобином. Быстрая диффузия оксида азота между клетками позволяет ему локально интегрировать сосудистые реакции на турбулентность, модулировать синаптическую пластичность в нейронах и управлять осцилляторной активностью нейронных сетей. Оксид азота не обязательно кратковечен и по своей природе не более реакционноспособен, чем кислород. Реакционная способность самого оксида азота была значительно переоценена в условиях in vitro, поскольку там отсутствует отток, удаляющий оксид азота. Оксид азота сохраняется в растворе в течение нескольких минут при микромолярных концентрациях, прежде чем вступить в реакцию с кислородом с образованием гораздо более сильных окислителей, таких как диоксид азота. В организме оксид азота удаляется в течение секунд за счет диффузии на расстояние более 100 мкм через ткани с последующим попаданием в эритроциты и реакцией с оксигемоглобином. Прямая токсичность оксида азота умеренная, но резко усиливается при его реакции с супероксидом с образованием пероксинитрита (ONOO-). Оксид азота — единственная биологическая молекула, образующаяся в достаточно высоких концентрациях, чтобы конкурировать с супероксиддисмутазой за супероксид. Пероксинитрит сравнительно медленно реагирует с большинством биологических молекул, что делает его селективным окислителем. Пероксинитрит модифицирует тирозин в белках с образованием нитротирозинов, оставляя след, который можно выявить in vivo. Нитрование структурных белков, включая нейрофиламенты и актин, может нарушать сборку филаментов с серьезными патологическими последствиями. Антитела к нитротирозину выявили нитрование при атеросклерозе у человека, ишемии миокарда, септическом и остром респираторном дистресс-синдроме, воспалительных заболеваниях кишечника и боковом амиотрофическом склерозе.