Oxid dusnatý – plyn nevyhnutný pre život
19. Október, 2009, Autor článku: Kopincová Jana, Medicína, Prírodné vedy
Ročník 2, číslo 10 
Pridať príspevok
Keby ste sa opýtali, ktorý plyn je pre ľudský život nevyhnutne dôležitý, aj školák by vedel odpovedať, že kyslík. A úloha vymenovať, aké plyny dokáže náš organizmus vyprodukovať, by určite pobavila široké okolie. Ale ak budete niekoho dospelého presviedčať, že jeho telo si vyrába plyn, ktorý sa podieľa na vzniku kyslých dažďov, rozrušuje ozónovú vrstvu a je súčasťou cigaretového dymu a výfukových plynov, budete to mať ťažké. A to ani nehovorím o tom, ako by sa ten dospelý tváril pri poznámke, že spomínaný toxický plyn je súčasťou jeho nervov, že ho používa na ochranu proti infekcii a doslova ho má „v krvi“.
A predsa sme takého plynu doslova „plní“. Objav z roku 1987, že väčšina buniek ľudského organizmu produkuje oxid dusnatý (NO), ktorý spája v sebe všetky spomínané dobré aj zlé vlastnosti, bol taký šokujúci, že NO bol vyhlásený za molekulu roka 1992 a v roku 1998 bola jeho objaviteľom R. F. Furchgottovi, L.J. Ignarrovi a F. Muradovi udelená Nobelova cena. Koniec koncov, veď aj sám Nobel zbohatol na výrobe výbušniny z nitroglycerínu, ktorý sa vo farmakológii používa ako zdroj NO.
Ľudský organizmus produkuje oxid dusnatý z aminokyseliny L-arginínu (Obr. 1) pomocou enzýmu nazývaného NO-syntáza (NOS). NO-syntáza sa nachádza v mnohých bunkách tela a jej lokalizácia odráža množstvo funkcií, ktoré NO vykonáva: NO syntetizovaný v nervových bunkách zabezpečuje prenos informácie, NO pochádzajúci z bielych krviniek uplatňuje svoj toxický efekt v boji proti mikroorganizmom a nádorovým bunkám ohrozujúcim organizmus. Azda najdôležitejšou funkciou tejto malej molekuly je ale schopnosť rozširovať priesvit cievy relaxovaním hladkých svalov v cievnej stene – a tým zabezpečovať orgánom potrebné prekrvenie, a tiež znižovať systémový tlak krvi.
Obr. 1. Regulácia produkcie oxidu dusnatého (NO) pomocou negatívnej spätnej väzby. Skratky: eNOS – endotelová NO-syntáza, nNOS – neuronálna NO-syntáza, iNOS – induktívna NO-syntáza. Ako kofaktory sú vyžadované vápnik, kalmodulín, tetrahydrobiopterín, flavínmononukleotid, flavínadeníndinukleotid a nikotínamidadeníndinukleotidfosfát [5,6].
Čo je ale podstatou toho, že pre niektoré bunky je NO prínosom a pre iné hrozbou? Rozhodujúcim faktorom je voľne dostupné množstvo NO v bunke. Nenadarmo sa hovorí, že dobrého veľa nebýva a zlého veľa netreba. Samotný enzým NO-syntáza totiž existuje vo viacerých izoformách. Dve z nich sú nízkoproduktívne – produkujú NO kontinuálne a vo veľmi malých množstvách – a práve tieto sa nachádzajú napríklad v nervových bunkách (nNOS) a vo vnútornej výstelke ciev – endoteli (eNOS). Nízke hladiny NO majú signálny
charakter; to znamená, že sprostredkovávajú prenos signálu medzi bunkami, keďže malá molekula NO ľahko prestupuje cez bunkovú membránu. Naproti tomu, vysokoproduktívna induktívna NO-syntáza (iNOS) je schopná v krátkom čase po špecifickom signáli syntetizovať až tisíckrát viac NO, než konštitutívne izoformy. Pri takých relatívne vysokých množstvách NO sa môže začať uplatňovať jeho toxický účinok. Molekula NO má totiž radikálovú povahu. Voľné radikály sú veľmi reaktívne látky schopné napádať a ničiť životne dôležité molekuly – lipidy, bielkoviny aj nukleové kyseliny. Práve na tomto princípe je založená likvidačná schopnosť bielych krviniek, ktoré obsahujú spomínanú induktívnu NO-syntázu.
Z uvedeného je jasné, že organizmus a každá bunka obsahujúca NO-syntázu si nevyhnutne musí veľmi citlivo regulovať, koľko NO produkuje – aby sa z nej omylom nestal samovrah. Naviac, nadprodukcia NO nemusí mať škodlivé účinky len na úrovni bunky, ale aj na úrovni celého organizmu. Za normálnych okolností NO znižuje krvný tlak a pôsobí proti vazokonstriktorickým systémom, ako sú sympatikový a renín-angiotenzínový systém [1]. Pri nadmernom uvoľnení NO do krvného obehu môže dôjsť k takému zníženiu krvného tlaku, ktoré vyústi do kolapsu a ohrozenia života. Toto sa môže stať pacientom v septickom šoku pri závažnej bakteriálnej infekcii: biele krvinky produkujú množstvo NO na zničenie „nepriateľa“, čo na druhej strane vedie k výraznému rozšíreniu ciev a k prudkému poklesu krvného tlaku. Inhibítory NO-syntázy – teda látky, ktoré blokujú tvorbu NO – preto môžu pacientovi zachrániť život. Ak sú však hladiny NO v organizme príliš nízke, dochádza k vzostupu krvného tlaku a pri dlhodobom deficite NO môže dôjsť až k rozvoju hypertenznej choroby [2], ktorá je rizikovým faktorom mnohých ďalších ochorení. Naviac pri nízkej hladine NO sa prudko zvyšuje aj riziko upchatia cievy zrazeninou, lebo ďalšou dôležitou úlohou NO je zabraňovať zhlukovaniu krvných doštičiek a ich adhézii na cievnu stenu [3].
Produkcia NO je preto sledovaná na viacerých úrovniach. NO-syntáza je bielkovina a vzniká prepisom z DNA, bunka si teda pod vplyvom rôznych informácií kontroluje, koľko molekúl NO-syntázy vyprodukuje [4]. Nie každá vyrobená molekula NO-syntázy je však aj funkčná a schopná syntetizovať NO. Molekula NO-syntázy potrebuje pre svoju plnú funkčnosť takzvané kofaktory, bez ktorých nemôže produkovať NO. Jednou z limitujúcich podmienok tvorby NO je správna koncentrácia vápnikových iónov v bunke. Vápnik však nie je jediným faktorom, ktorý riadi syntézu NO – potrebné sú aj hém, kalmodulín, tetrahydrobiopterín a ďalšie kofaktory. Zdrojom produkcie NO je L-arginín a nevyhnutný je kyslík [5]. Avšak bez prítomnosti dostatočného množstva všetkých kofaktorov, najmä tetrahydrobiopterínu, syntéza NO neprebieha. Naopak, NO-syntáza môže začať syntetizovať namiesto NO superoxidový radikál. V dôsledku produkcie superoxidového radikálu v bunke vzniká tzv. oxidačný stres, ktorý má negatívny vplyv na viaceré životne dôležité procesy. Naviac vzájomnou reakciou NO a superoxidu vzniká pre organizmus škodlivý peroxynitrit. Ten okrem iného oxiduje mimoriadne dôležitý kofaktor NO-syntázy tetrahydrobiopterín na dihydrobiopterín – a katastrofa je na svete.
Po rokoch výskumu regulácie produkcie NO a aktivity NO-syntázy v jednotlivých typoch buniek a zamýšľania sa nad tým, čo ju spúšťa a čo ju zastavuje v cievnom endoteli, v nervových zakončeniach i v bielych krvinkách, sa ukázalo, že azda najdôležitejším signálom regulácie produkcie NO je – samotný NO. Dnes sa vie, že hladina NO má vplyv nie len na výrobu NO-syntázy v bunke (tým, že ovplyvňuje látky potrebné pre jej prepis z DNA), ale vplýva aj na aktivitu už nasyntetizovanej molekuly NO-syntázy. Naviazaním sa na železo v hémovom komplexe NO-syntázy totiž zabraňuje NO výrobnému procesu ďalších molekúl NO. Ak však hladina NO klesne pod určitú úroveň, molekula NO, ktorá je naviazaná na hém sa z NO-syntázy uvoľní a produkcia NO môže pokračovať [6]. Pokiaľ hladina NO klesne príliš, začne sa aj syntéza nových molekúl enzýmu NO-syntázy. A naopak, len čo stúpne NO nad určitú úroveň, opäť svoju výrobu zastaví. Na pohľad veľmi jednoduché, no na vedecké dôkazy veľmi náročné. Veď napriek intenzívnemu výskumu doposiaľ neexistuje zaručená metóda, ktorou by bolo možné spoľahlivo merať množstvo NO v jednotlivých orgánoch, keďže NO existuje v organizme v priemere len 6-10 sekúnd.
Objavenie a zásadný význam oxidu dusnatého v organizme prekvapili a stále prekvapujú aj skúsených vedeckých pracovníkov. Nečudujte sa teda obyčajnému človeku, ak mu pri spomínaní výfukových plynov stúpne tlak. Radšej počkajte, kým mu vďaka NO zase klesne.
Poďakovanie
Práca bola finančne podporená projektmi APVT-51-018004, APVV-0538-07 a VEGA 2/7064/29.
Použitá literatúra
- Torok J. Participation of nitric oxide in different models of experimental hypertension. Physiol Res 2008; 57(6):813-825.
- Bernátová I. Role of nitric oxide in remodelling of cardiac and aortic structure during chronic L-NAME treatment. In Bachárová L., Kyselovič J., Slezák J.: Experimental Hypertension and Ischemic Heart Disease. Bratislava: Publishing House of the Slovak Academy of Sciences 2005. ISBN 80-224-0856-5. p. 65-79.
- Higashi Y, Noma K, Yoshizumi M, Kihara Y. Endothelial function and oxidative stress in cardiovascular diseases. Circ J 2009; 73(3):411-418.
- Grumbach IM, Chen W, Mertens SA, Harrison DG. A negative feedback mechanism involving nitric oxide and nuclear factor kappa-B modulates endothelial nitric oxide synthase transcription. J Mol Cell Cardiol 2005; 39(4):595-603.
- Palmer RM, Ashton DS, Moncada S. Vascular endothelial cells synthesize nitric oxide from L-arginine. Nature 1988; 333(6174):664-666.
- Santolini J, Adak S, Curran CM, Stuehr DJ. A kinetic simulation model that describes catalysis and regulation in nitric-oxide synthase. J Biol Chem 2001; 276(2):1233-1243.
Spoluautormi článku sú Angelika Púzserová a Iveta Bernátová, Oddelenie neuro-kardiovaskulárnych interakcií, Ústav normálnej a patologickej fyziológie SAV, Centrum excelentnosti pre kardiovaskulárny výskum SAV, Bratislava
18. August, 2010 o 21:52
Dobrý deň,
v googli som si zadala heslo: oxid dusnatý a ako prvé mi našlo Váš článok.Pýtate sa prečo? Hneď vysvetlém. Som príliš veľký laik, no ako obchodníčke mi bol ponúknutý výrobok – lampa, ktorá prírodnou cestou tvorí
v tele NO. Bola som zvedavá čo sa iné dozviem z netu a po prečítaní vášho článku som o nič nie múdrejšia, ale bola by som veľmi zvedavá na váš názor, keby ste boli ochotná pani Kopincová sa stretnúť, vzhliadnuť na výrobok a povedať mi svoj názor.
18.08.2010
05. September, 2010 o 17:14
Dobrý deň,
tento článok je písaný vedecko-populárnym štýlom, takže nerieši všetky okolnosti a podmienky vzniku NO v ľudskom organizme.
Existuje možnosť, že sa infračerveným žiarením môžu odštiepiť aktívne molekuly, a aj NO, ale len za určitých špeciálnych podmienok a zo špeciálnych látok. Spomínaná lampa pravdepodobne funguje skôr na princípe vyhrievania, pretože ak nahrievam nejakú časť tela, táto sa prekrvuje, aby sa ochladila, a na prekrvenie je potrebné, aby sa uvoľnilo NO. Nemá to však na organizmus nejaký univerzálny dopad a rovnako by poslúžila aj horúca vaňa. Ak sa chcete o tomto výrobku poradiť, bolo by možno pre mňa jednoduchšie, keby ste mi poslali mail, kde by ste mi popísali lampu, ktorá Vám bola ponúknutá, nakoľko už dlhšie nie som v Bratislave. Osobne si neviem predstaviť, akým iným spôsobom okrem tepla by mohla lampa pomáhať v tele tvoriť NO prírodnou cestou (a aká by podľa distribútorov tohoto výrobku mala byť “neprírodná” cesta tvorby NO v tele?), no možno ponúkajú tvorcovia tejto lampy v návode na použitie vysvetlenie účinku, ktorý by sa dal vedecky zhodnotiť. Dôležité je aj, k akému účelu by mala daná lampa slúžiť (vyhrievanie určitej časti tela? sľubovaná zmena nálady? zníženie krvného tlaku…?) – prečo by sa vlastne mala predávať?
Určite nechcem vylúčiť, že to môže byť aj podfuk a spôsob, ako ľudí oklamať, vymámiť peniaze, a prípadne na nich vplývať nechceným spôsobom, s tým, že zneužijem polovedecké informácie.
Ak chcete, pošlite mi podrobnejší mail na jana.kopincova@savba.sk.
Pekný deň prajem.
02. August, 2012 o 13:10
Dobry den, pani Kopincova.
Dovolujem si Vas poprosit o informacie-myslim si,ze ste najlepsim zdrojom info nielen v oblasti mojho zaujmu.
Rada by som sa spytala,ci je mozne v organizme doplnit NO syntaza bud potravinami,stavami..-lebo som po operacii chronic fisury a moznost liecit sposobom,uvedenym v praci dr.Pechana glyceroltrinitratom,mi nikto neponukol-aspon som v obraze o mozných príčinách vzniku tohto ochorenia a popripade-dufam teda ze sa to nezopakuje-i o lieceni konzerv sposobom NO syntazou.
Dakujem a prajem prijemny a pohodovy den Szadkova
12. August, 2012 o 19:23
Dobrý deň,
má význam dodávať do tela NO, alebo je lepšie dodávať L-arginín ?
Za odpoveď vopred ďakujem.
05. September, 2012 o 13:28
Dobrý deň,
ospravedlňujem sa za oneskorenú odpoveď.
Pán Leitman: Neviem si celkom predstaviť, ako by sa dal do tela dodať priamo NO, keďže je to plyn a k tomu veľmi reaktívny, takže prakticky ako NO voľne neexistuje, skôr ako NO2-/NO3- zvyšky (aj vo výfukových plynoch). Ale čo sa týka dodávania L-arginínu ako substrátu pre vznik NO, pokiaľ sa stravujete normálnym spôsobom a nemáte nejakú extreémnu vegánsku/vitariánsku diétu, ubezpečujem Vás, že v bežnej strave ho prijímate v nadbytku. Je pravda, že v experimentálnej vede podávanie L-arginínu dokáže zdvihnúť produkciu NO, ale len vtedy, ak BOLA TÁTO PREDTÝM OBMEDZENÁ INHIBÍTOROM. Treba si uvedomiť, že organizmus kontroluje prísun aminokyselín aj na úrovni vstrebávania v tráviacom trakte, takže pokiaľ máte prirodzene v strave dostatok L-arginínu, jeho nadbytok nezaručuje, že sa Vám zvýši produkcia NO – tá závisí predovšetkým od aktivity NO-syntáz a nie od množstva L-arginínu. L-arginín, opakujem, býva v bunkách v nadbytku a jeho ďalšie zvyšovanie nezvýši aktivitu NO-syntázy.
Pani Szadková: Osobne si myslím, že nemá veľmi význam snažiť sa dodávať do tela NO-syntázu, ani to nevieme v súčasnej dobe. NO-syntáza je proteín, ktorý si telo musí samé nasyntetizovať, čiže aj keby som mala z nejakého zdroja čistú NO-syntázu, v tráviacom trakte sa táto rozloží na jednotlivé aminokyseliny, lebo inak sa nevie vstrebať. Nie som lekár a preto by som nerada oponovala lekárom, čo Vás liečia, ale existuje Rectogesic 4 mg/g rektálna masť, ktorá obsahuje glycerotrinitrát a na chronické fisúry sa predpisuje. Podmienkou je v tomto prípade lokálna aplikácia. Keby ste sa pokúšali dostať do tela glyceroltrinitrát (čiže nitroglycerín) systémovo, teda cez ústa, ľudovo povedané, hrozí výrazný pokles tlaku. Takže nejaká samoliečba sa určite tu nedá odporúčať. Neviem, či som Vám nejako pomohla. Ten celý proces tvorby a regulácie NO je zložitejší, ako sa dá napísať do takéhoto krátkeho článku..
Želám pekný deň.
Jana Kopincová
05. September, 2012 o 13:36
Len by som doplnila, ze NO sa da podavat v plynnej forme vdychovanim. Tato liecba sa v sucastnosti uz aj pouziva pri niektorych ochoreniach dychacieho systemu.
15. Október, 2012 o 3:29
Dobrý deň. Pani Kopincová chcel by som vás poprosiť o radu.
Aktívne sa venujem atletike a chcel som mať lepšie výsledky ako
to už dnes robí asi každý športovec, preto som siahol po doplnkoch výživy.
Väčšinou sú to vitamíny a minerálne látky no sú tam aj aminokyseliny a vela iných vecí. ktoré by som vám neskor popísal podrobnejšie lebo mám podozrenie že je to možno spôsobené aj tým, no idem k veci. Po nejakej dobe užívania doplnkov sa mi stáva že mi začne z ničoho nič tiecť krv z nosa stále iba z jednej nosovej dierky. Viem určite ste si položili otázku prečo to teda stále beriem až do včera včera som mal pocit že to bude s kreatínu ktorý som po schválení doplnkovým buď to iba predajcom ktorý sa snažil predať a je mu jedno aké následky to može mať, alebo to bol naozaj doplnkový poradca. ,,, bolo to cez internetovú stránku kde zrovna predávajú takéto výrobky… No skúsil som teda nedať si dve dávky toho kreatinu lebo zrovna po dvojitých dávkach vlastne aby som presne uviedol po užití dvoch týchto kreatinov súčasne sa to spustilo. Krvácanie z nosa nieje prudké len kvapkanie pár sekund. Po užití toho jednoho sa nič nestalo až dnes v noci som cítil tlak v nosovej dierke a zapachnú nátkou. Ked som sa vyfúkal ihneď sa to spustilo. Tak isto sa chcem spýtať či to nemôže byť sposobené arginínom možno nejakým nadmerným užitím. Veľmi pekne vám ďakujem za odpoveď. S pozdravom nadmerný športoholik.
10. November, 2012 o 10:38
dobrý deň!Rada by som dostala informáciu,či doplnkové prípravky Kyani,sú vhodné ako zdroj NO a pri zníženej imunite.ďakujem za odpoveď.
13. Február, 2013 o 11:11
Dobrý deň. Neviem sa vyjadriť k otázke akéhokoľvek výživového doplnku, avšak vo všeobecnosti si nemyslím, že by výživové doplnky obsahovali priamo zdroj NO. Môžu obsahovať prekurzor arginín. Účinnosť takýchto doplnkov je ale otázna, pretože za normálnych okolnosti je množstvo arginínu v organizme výrazne vyššie ako je potrebné na produkciu NO a tak zvyšovanie tejto hladiny zvyčajne nemá efekt.
28. Máj, 2013 o 9:54
Skuste Kyani vyrobky
06. Január, 2014 o 3:42
Pozrite si, prosím, stránku http://www.onkocet.eu. Tento prístroj už dávno používame a máme skvelé výsledky s aplikáciou NO neinvazívnou cestou, priamo na postihnuté miesta a pre mňa je to jediná kozmetika, ktorú používam. Ako bolo spomenuté, prispieva k omladeniu pleti, pravdepodobne stimuluje kyselinu hyalurunovú v matrixe pokožky.
Venovala profesionálne tancu a kedže mi chýba každodenná fyzická námaha a napokon úplne zanechanie cvičenia by mi spôsobilo problémy kostro-svalového systému, cvičiť musím. Plason využívam často pred aj po tréningu z dôvodu regenerácie a získaniu väčšej výdrže a sily. Len pozor na navodenie si hypotenzie. Teda TK NO určite znižuje.
08. Máj, 2014 o 20:53
V posilovani sa teraz velmi vela uzivaju preparaty na zvysovanie NO..dokonca sa udrzuju v tele skoro po cely den..aby zostalo napumpovanie svalu po cely den….to su tie najnovsie..pouzivaju 3 g L-citrulinu v jednej davke a dalsie latky http://www.bodyworld.sk/nitric-oxide
Mam otazku ci to nemoze byt nadmieru skodlive ak to ma niekolko-hodinovu ucinnost?
09. November, 2014 o 21:56
Luki,
čítala som Váš príspevok k článku pani Kopincovej o tvorbe a význame NO pre život človeka.
Zúčastnila som sa dňa 9.11.2014 na medzinárodnom školení Herbalife s L.Ignarrom,Ph.D. s nositeľom Nobelovej ceny v Istropolise v Bratislave,ktorý v roku 1998 objavil molekulu NO.Uviedol na Slovensku na trh nový produkt Herbalife NITEWORKS.Ak by ste mali záujem ako sportovec ho vyskúšať ,spojte sa so mnou.Pracujem v oblasti zdravého životného štýlu a Wellnes.
0904663633
19. Apríl, 2017 o 10:57
Vážená pani Kopincová,
Oslovili ma zo spoločností Orin vo Zvolene s ponukou nápoja ,ktorý napomáha tvorbe a regulácií oxidu dusného v tele.Myslíte že takýto nápoj je korektný produkt
s pozitívnymi účinkami na ľudský organizmus?
Dakujem za Váš reakciu.
S úctou
M.Polák