Оксид азоту(II)
Моноокси́д азо́ту, NO — безбарвний газ з дуже низькою температурою кипіння (—151,8°С) і температурою плавлення (—163,6°С). У воді розчиняється важко: при звичайній температурі лише близько 5 см3 в 100 г води. Монооксид азоту належить до несолетвірних оксидів: ні з водою, ні з основами, ні з кислотами він не реагує.
Зміст |
Хімічні властивості [ред.]
Найхарактернішою властивістю монооксиду азоту є його здатність дуже легко сполучатися при звичайних умовах з киснем повітря з утворенням діоксиду азоту:
- 2NO + O2 = 2NO2
Ця реакція має величезне значення при виробництві нітратної кислоти.
Добування [ред.]
В лабораторіях монооксид азоту звичайно добувають взаємодією розведеної нітратної кислоти з міддю при деякому нагріванні за реакцією:
- 3Cu + 2HNO3 + 6HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
У промисловості монооксид азоту одержують у великих кількостях (для виробництва нітратної кислоти) каталітичним окисленням амоніаку.
Роль у живих організмах [ред.]
Роль оксиду азоту(II) як сигнальної молекули в живих організмах була відкрита у 1980-их роках, а 1998 Роберт Ферчготт, Луїс Ігнарро і Ферід Мурад отримали Нобелівську премію з фізіології або медицини за з'ясування його функцій у серцево-судинній системі[1]. Монооксид азоту є паракринним фактором завдяки своїй здатності швидко дифундувати через мембрани клітин, проте через високу реакційність відстань такої дифузії обмежена 1 мм а час півжиття молекул NO становить 5—10 секунд. Нітроген мооноксид виконує сигнальну функцію як у тварин, так і в рослин, навіть деякі бактерії можуть відчувати дуже невеликі його концентрації і рухатись у сторону від джерела цієї сполуки[2].
У ссавців NO задіяний у низці фізіологічних процесів, таких як регуляція кров'яного тиску, передача нервових імпульсів, зсідання крові та імунна відповідь. Синтез оксиду азоту(II) здійснюється шляхом деамінування амінокислоти аргініну і забезпечується ферментом NO-синтазою (NOS), що має у ссавців три ізоформи: нейрональна nNOS, індуцибельна iNOS та ендотеліальна eNOS. nNOS і eNOS експресуються у відповідних типах клітин конститутивно і різко збільшують свою активність у відповідь на зростання концентрації Ca2+. Натомість активація iNOS здійснюється на рівні транскрипції під впливом ендотоксинів або цитокінів запалення, зокрема в таких клітинах як макрофаги та нейтрофіли, і не залежить від цитоплазматичного рівня кальцію[3][4].
Однією із мішеней монооксиду азоту в клітинах ссавців, в тому числі і гладких м'язах, є фермент гуанілатциклаза, в активному центрі якого він приєднується до атома Феруму і таким чином збільшує ензиматичну активність. Циклічний ГМФ, що є продуктом гуанілатциклази, є вторинним посередником і запускає в клітині каскад реакцій, що забезпечують фізіологічну відповідь, у випадку гладеньких м'язів — їх розслаблення[2].
NO може діяти також і цГМФ-незалежним шляхом, наприклад змінювати активність білків шляхом ковалентного нітрозилювання тіольних груп (-SH) специфічних залишків цистеїну в їх складі[2].
Захисна функція монооксиду азоту [ред.]
У рослин NO бере участь у захисних реакціях під час ушкоджень та інфекцій[2]. Також монооксид азоту відіграє роль у функціонуванні імунної системи тварин. Активовані макрофаги та нейрофіли (а також клітини ендотелію) виробляють його у великих кількостях під час запальних процесів. Разом із NO вони виділяють супероксид аніон (O-2), ці дві сполуки з'єднуючись утворюють дуже токсичний пероксинітрит (OONO-) потрібний для того, щоб вбити поглинуті бактерії[4].
Медичні препарати, що впливають на сигналювання NO [ред.]
Із препаратів, що впливають на сигнальний шлях монооксиду азоту, першим почав використовуватись ще у дев'ятнадцятому столітті нітрогліцерин для боротьби зі стенокардією. Ця сполука повільно розщеплюється в організмі і діє як джерело NO тривалий час. NO у свою чергу забезпечує розширення судин і зменшення навантаження на серце. Така дія нітрогліцерину була відкрита завдяки спостереженню, що хворі стенокардією працівники фабрик, на яких виготовляли цю сполуку, сильніше страждали від болю на вихідних. Лікарі настільки часто чули такі повідомлення пацієнтів, що звернули увагу на терапевтичний ефект нітрогліцерину. З того часу було розроблено багато інших нітровазодиляторів[3][4]. Сам NO не має терапевтичної дії під час стенокрадії, через дуже невеликий час півжиття, проте його інколи використовують у вдихуваній формі для полегшення легеневої гіпертензії[4].
Існують також препарати, що мають інші мішені у сигнальному шляху NO. Наприклад, силденафіл пригнічує діяльність фосфодіестерази, яка розщеплює цГМФ, таким чином продовжуючи тривалість дії сигналу. Ця сполука була вперше запропонована для лікування стенокрадії, проте з'ясувалось, що вона найбільш ефективно впливає на ізоформу цГМФ-фосфодіестерази, що експресуєтсья у судинах пеніса, і викликає їх розширення і, відповідно, ерекцію. Через це силденафін (під назвою Віагра) став використовуватись для лікування еректильної дисфункції[2][3].
Примітки [ред.]
- ↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1998 на сайті Nobelprize.org — Переглянуто 22 серпня 2012 року.
- ↑ а б в г д Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2007). Molecular Biology of the Cell (вид. 5th). Garland Science. с. 888—889. ISBN 978-0-8153-4105-5.
- ↑ а б в Nelson D.L., Cox M.M. (2008). Lehninger Principles of Biochemistry (вид. 5th). W. H. Freeman. с. 882. ISBN 978-0-7167-7108-1.
- ↑ а б в г Voet D., Voet J.G. (2011). Biochemistry (вид. 4th). Wiley. с. 685—688. ISBN 978-0470-57095-1.
Література [ред.]
- Ф. А. Деркач «Хімія» Л. 1968
| Оксиди азоту | |||||
 Оксид азоту(I) (N2O) |
 Оксид азоту(II) (NO) |
||||
 Оксид азоту(III) (N2O3) |
 Оксид азоту(IV) (NO2) |
 Оксид азоту(V) (N2O5) |
|||
