Co je syntáza oxidu dusnatého?

Kyselina dusičná (NO) je malá molekula s dvojitou kovalentní vazbou mezi atomy dusíku a kyslíku. Vyrábí se v lidském těle dvoustupňovou syntézou z aminokyseliny argininu, katalyzovanou enzymem syntázy oxidu dusnatého (NOS). NOS je přítomen ve třech formách v různých tkáních. Vysoce reaktivní NO je produkován jako stresová reakce a je to cytotoxin i cytoprotektivní látka.

Oxid dusnatý s volnými radikály má toxické účinky na hostitelské a bakteriální buňky. Jeho produkce v epiteliálních buňkách je řízena epitelovou syntézou oxidu dusnatého (eNOS). Syntáza oxidu dusnatého je vázána v buněčné membráně na straně cytoplazmy nebo v membránách různých organel. NO v epitelových buňkách napomáhá při regulaci cévní kontrakce a dilatace. Ukotvení eNOS v buněčné membráně pomáhá buňce omezit aktivitu NO na malá místa.

Inducibilní syntáza oxidu dusnatého (iNOS) se v těle používá k zastavení růstu buněk v epitelových, žaludečních a mozkových nádorech žaludku. NO vytvořený působením iNOS deaktivuje energetický metabolismus reakcí s buněčnou deoxyribonukleovou kyselinou (DNA) a nakonec zabíjí buňku. Dobrá tkáň může být zraněna v boji za zabití nádorových buněk. Podobně NO syntetizovaný s eNOS bojuje s invazí bakteriálních buněk, zatímco bez rozdílu zabíjí okolní somatické buňky. Jakýkoli typ smrti hostitelských buněk může vést k toxickému šoku, což je vážná komplikace pro pacienty s oslabeným imunitním systémem.

V nervových buňkách a kolem nich NO funguje jako krátkodobý vysílač signálu, který se snadno šíří přes membrány. Neuronal syntáza oxidu dusnatého (nNOS) se nepřetržitě recykluje za vzniku NO, protože NO je stabilní jen několik sekund, než je neutralizován molekulami vody. Exprese enzymu je regulována koncentrací iontů vápníku. O NO se předpokládá, že se podílí na přeměně krátkodobé na dlouhodobou paměť prostřednictvím procesu zvaného dlouhodobá potenciace (LTP).

Inhibitory syntázy oxidu dusnatého jsou neuroprotektivní, protože snižují dostupnost volného radikálu NO. Sloučeniny v této třídě zahrnují hydrofilní vitamin C a hydrofobní vitamin E. Tyto a další molekuly byly zkoumány s nadějí na zpomalení neurodegenerativních stavů, jako je Parkinsonova choroba. Od roku 2010 nebyly přímé vazby prokázány. Jeden strach je, že snížením aktivity syntázy oxidu dusnatého mohou být neurony chráněny, ale mohou se ztratit vzpomínky.