Натрій нітропрусид

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Нітропрусид натрію (МНН: Нітропрусид; Sodium nitroprusside синонім. до Sodium nitroferricyanide(III) dihydrate, SNP) — екзогенний донор оксиду азоту (II), що робить його ефективним судинорозширювальним агентом, а також широко використаною сполукою у рослинній біотехнології.

У медицині застосовується для швидкого зниження артеріального тиску у випадку гіпертонічних кризів, серцевої недостатності та під час кардіохірургічних операцій.

Історія[ред. | ред. код]

Нітропрусид натрію відкрито у 1893-му році, його фармакологічний вплив у якості вазодилатуючого агента досліджено у 1929-му, після чого було продемонстровано ефективний вплив препарату при лікуванні гіпертензії.[1] Через низку звітів, у яких використання натрій нітропрусиду пов’язується із розвитком отруєння ціанідом, FDA схвалило медичне застосування речовини лише у 1974-му. У 1991 організація видала нове маркування препарату, що підкреслює цей ризик використання нітропрусиду при лікуванні.[2]

Структура та властивості[ред. | ред. код]

Нітропрусид натрію — це комплексна водорозчинна сіль натрію. В основі комплексу — іон Fe2+, зв’язаний з п’ятьма аніонами ціаніду та монооксидом азоту.[2]

Хімічна формула речовини — С5H4FeN6Na2O3.[3] Молекулярна маса становить 297,95 мг/мл.

Нітропрусид натрію є розчинною у воді кристалічною речовиною, рожево-червоного кольору.[1] Розчин нітропрусиду має значення рН близьке до нейтрального або слабколужне.[1]

Використання у біотехнології рослин[ред. | ред. код]

У рослинній біотехнології нітропрусид натрію відомий в якості донора NO-груп. Обробка насіння оксидом азоту (II) пов’язується з підвищенням стійкості рослин до осмотичного та температурного стресу.[4]

Відомо також, що, залежно від концентрації, нітропрусид здатен затримувати старіння листя за рахунок інгібування розщеплення хлорофілу та розчинних білків рослини, зокрема ферменту РУБІСКО, задіяного у процесах фотосинтезу.[5][6] Ця функція також пов'язана із сольовою резистентністю, так як при обробці рослин як in vivo, так і in vitro розчинами NaCl, серед наслідків спостерігається втрата листками хлорофілу. Осмотичний стрес також супроводжується зниженням відносного вмісту води у листкових пластинках, однак досліджені рослини, які піддавались обробці нітропрусидом натрію, продемонтсрували здатність зберігати необхідний для життєдіяльності вміст води у тканинах.[7]

На прикладі різних рослин було продемонстровано, що додавання нітропрусиду натрію до води подовжує життя зрізаних квітів у вазі. Такий вплив пояснюється тим, що нітропрусид посилює антиоксидантні властивості рослини та знижує рівень транскрипції її генів, залучених до синтезу етилену під час старіння та відмирання пелюсток.[8][9]

Нітропрусид натрію як донор NO-груп[ред. | ред. код]

Завдяки невеликим розмірам молекули, оксид NO здатен легко проходити крізь біологічні мембрани, що робить оксид значною сигнальною молекулою, залученою до різних шляхів відповіді рослини на біотичні та абіотичні фактори стресу.[10][11]

Оксид залучений до наступних процесів, що також впливають на ровзиток резистентності до осмотичного стресу:

  • вплив на баланс іонів Na+ та К+ для покращення водопостачання та швидкості росту рослини[12]
  • покращення регенерації рослин
  • підвищення рівня експресії генів (SOD, CAT), продуктами яких є ферменти антиоксидантних систем — таким чином знижується активність синтезу та накопичення Н2О2 у рослинах, інгібується перекисне окиснення ліпідів[13][14][15]
  • підвищення рівня накопичення проліну[7]
  • експресія гену АТФази[7]

Нітропрусид натрію може також сприяти підвищенню стійкості томату до гербіциду гліфосат, за рахунок зменшення впливу окиснювальних процесів у рослині, а також стимуляції шляхів детоксикації. Як наслідок, рівень цвітіння та якість плодів, які найбільше вражаються впливом GLY, зберігається у нормі.[11]

Використання у медицині[ред. | ред. код]

Механізм дії[ред. | ред. код]

Після потрапляння в організм людини, нітропрусид натрію реагує із сульфгідрильними групами еритроцитів, альбумінами та іншими білками.[16] Після чого вивільняються оксиди азоту (ІІ). NO відіграє роль ендотеліального фактора релаксації, активуючи гуанілатциклазу та синтез цГМФ. Як наслідок, кальцій вилучається з міжклітинного середовища, і зменшення його концентрації інгібує скорочення клітин. Таким чином вплив NO призводить до зниження тонусу м’язових артерій та зменшення опору судин головного мозку.[17]

При введенні нітропрусиду натрію в організм хворого результат настає дуже швидко та триває від 1 до 10 хвилин.[18]

У порівнянні з нітрогліцерином, вазорелаксуючий ефект від нітропрусиду є більш збалансованим відносно артерій та вен.[16]

Метаболізм в організмі людини[ред. | ред. код]

Нітропрусид натрію взаємодіє з оксигемоглобіном, в результаті чого утворюється метгемоглобін та вивільняються іони ціаніду. Далі ціанід може транспортуватись до печінки, де він перетворюється на тіоцианат, та виводитись з організму людини через нирки. Альтернативний шлях метаболізму — взаємодія іонів ціаніду з метгемоглобіном, внаслідок чого вони накопичуються в еритроцитах у вигляді цианометгемоглобіну. Однак, найбільш небезпечним є зв’язування ціаніду з цитохромоксидазою, що призводить до інгібування процесів окисного фосфорилювання та розвитку отруєння ціанідом.[17][19]

Нітропрусид є токсичним для церебральних клітин ендотелію,[20] нервових клітин[21] та гепатоцитів печінки,[22] індукуючи утворення активних форм кисню та апоптоз клітин. За оцінками досліджень минулого сторіччя максимальна кількість нітропрусиду, яка може бути детоксикована людським організмом, становить 50 мг.[23]

Використання[ред. | ред. код]

FDA офіційно схвалило застосування нітропрусиду натрію у лікувальних цілях при наступних станах хворого:

  • гострий гіпертонічний криз
  • гостра серцева недостатність
  • індукція передопераційної гіпотензії (з метою зменшити можливої втрати крові)

Також нітропрусид натрію широко використовується у випадках:

  • артеріальної гіпертензії на фоні ішемічного інсульту
  • зниження навантаження при гострій мітральній недостатності
  • швидке зниження навантаження у пацієнтів зі стенозом аортального клапана
  • симптоматичне лікуванні при шизофренії

Примітки[ред. | ред. код]

  1. а б в Verner, I. R. (1 вересня 1974). Sodium nitroprusside: theory and practice. Postgraduate Medical Journal (англ.). Т. 50, № 587. с. 576–581. doi:10.1136/pgmj.50.587.576. ISSN 0032-5473. Процитовано 1 листопада 2022. 
  2. а б Hottinger, Daniel G; Beebe, David S; Kozhimannil, Thomas; Prielipp, Richard C; Belani, Kumar G (2014). Sodium nitroprusside in 2014: A clinical concepts review. Journal of Anaesthesiology, Clinical Pharmacology. Т. 30, № 4. с. 462–471. doi:10.4103/0970-9185.142799. ISSN 0970-9185. PMC 4234779. PMID 25425768. Процитовано 1 листопада 2022. {{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  3. PubChem. Sodium nitroprusside. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov (англ.). Процитовано 1 листопада 2022. 
  4. Uchida, Akio; Jagendorf, Andre T; Hibino, Takashi; Takabe, Teruhiro; Takabe, Tetsuko (1 вересня 2002). Effects of hydrogen peroxide and nitric oxide on both salt and heat stress tolerance in rice. Plant Science (англ.). Т. 163, № 3. с. 515–523. doi:10.1016/S0168-9452(02)00159-0. ISSN 0168-9452. Процитовано 1 листопада 2022. 
  5. Tu, J. & Shen, W.-B & Xu, L.-L. (2003). Regulation of nitric oxide on the aging process of wheat leaves. Acta Botanica Sinica. 45. 1055-1062.
  6. Lei, Y.; Yin, C.; Ren, J.; Li, C. (1 червня 2007). Effect of osmotic stress and sodium nitroprusside pretreatment on proline metabolism of wheat seedlings. Biologia plantarum (англ.). Т. 51, № 2. с. 386–390. doi:10.1007/s10535-007-0082-0. Процитовано 1 листопада 2022. 
  7. а б в Karthik, Sivabalan; Pavan, Gadamchetty; Krishnan, Veda; Sathish, Selvam; Manickavasagam, Markandan (2019-05). Sodium nitroprusside enhances regeneration and alleviates salinity stress in soybean [Glycine max (L.) Merrill]. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology (англ.). Т. 19. с. 101173. doi:10.1016/j.bcab.2019.101173. Процитовано 1 листопада 2022. 
  8. Liao, Wei-Biao; Zhang, Mei-Ling; Yu, Ji-Hua (29 травня 2013). Role of nitric oxide in delaying senescence of cut rose flowers and its interaction with ethylene. Scientia Horticulturae (англ.). Т. 155. с. 30–38. doi:10.1016/j.scienta.2013.03.005. ISSN 0304-4238. Процитовано 1 листопада 2022. 
  9. Naing, Aung Htay; Lee, Kyoungsun; Arun, Muthukrishnan; Lim, Ki Byung; Kim, Chang Kil (6 вересня 2017). Characterization of the role of sodium nitroprusside (SNP) involved in long vase life of different carnation cultivars. BMC Plant Biology. Т. 17, № 1. с. 149. doi:10.1186/s12870-017-1097-0. ISSN 1471-2229. PMC 5586022. PMID 28874121. Процитовано 1 листопада 2022. {{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  10. Nabi, Rizwana Begum Syed; Tayade, Rupesh; Hussain, Adil; Kulkarni, Krishnanand P.; Imran, Qari Muhammad; Mun, Bong-Gyu; Yun, Byung-Wook (1 травня 2019). Nitric oxide regulates plant responses to drought, salinity, and heavy metal stress. Environmental and Experimental Botany (англ.). Т. 161. с. 120–133. doi:10.1016/j.envexpbot.2019.02.003. ISSN 0098-8472. Процитовано 1 листопада 2022. 
  11. а б Soares, Cristiano; Rodrigues, Francisca; Sousa, Bruno; Pinto, Edgar; Ferreira, Isabel M. P. L. V. O.; Pereira, Ruth; Fidalgo, Fernanda (2021-09). Foliar Application of Sodium Nitroprusside Boosts Solanum lycopersicum L. Tolerance to Glyphosate by Preventing Redox Disorders and Stimulating Herbicide Detoxification Pathways. Plants (англ.). Т. 10, № 9. с. 1862. doi:10.3390/plants10091862. ISSN 2223-7747. PMC 8466062. PMID 34579395. Процитовано 1 листопада 2022. {{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  12. Zheng, Chunfang; Jiang, Dong; Liu, Fulai; Dai, Tingbo; Liu, Weicheng; Jing, Qi; Cao, Weixing (1 листопада 2009). Exogenous nitric oxide improves seed germination in wheat against mitochondrial oxidative damage induced by high salinity. Environmental and Experimental Botany (англ.). Т. 67, № 1. с. 222–227. doi:10.1016/j.envexpbot.2009.05.002. ISSN 0098-8472. Процитовано 1 листопада 2022. 
  13. Li, Qiao-Yun; Niu, Hong-Bin; Yin, Jun; Wang, Meng-Ben; Shao, Hong-Bo; Deng, De-Zhi; Chen, Xiao-Xia; Ren, Jiang-Ping; Li, Yong-Chun (1 вересня 2008). Protective role of exogenous nitric oxide against oxidative-stress induced by salt stress in barley (Hordeum vulgare). Colloids and Surfaces B: Biointerfaces (англ.). Т. 65, № 2. с. 220–225. doi:10.1016/j.colsurfb.2008.04.007. ISSN 0927-7765. Процитовано 1 листопада 2022. 
  14. Song, Fu-nan; Yang, Chuan-ping; Liu, Xue-mei; Li, Gong-bin (1 березня 2006). Effect of salt stress on activity of superoxide dismutase (SOD) in Ulmus pumila L.. Journal of Forestry Research (англ.). Т. 17, № 1. с. 13–16. doi:10.1007/s11676-006-0003-7. ISSN 1993-0607. Процитовано 1 листопада 2022. 
  15. Sheokand, Sunita; Kumari, Anita; Sawhney, Veena (1 жовтня 2008). Effect of nitric oxide and putrescine on antioxidative responses under NaCl stress in chickpea plants. Physiology and Molecular Biology of Plants (англ.). Т. 14, № 4. с. 355–362. doi:10.1007/s12298-008-0034-y. ISSN 0974-0430. PMC 3550636. PMID 23572902. Процитовано 1 листопада 2022. {{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  16. а б Ivankovich AD, Miletich DJ, Tinker JH. Sodium nitroprusside: metabolism and general considerations. Int Anesthesiol Clin. 1978;16(2):1-29.
  17. а б Hottinger, DanielG; Beebe, DavidS; Kozhimannil, Thomas; Prielipp, RichardC; Belani, KumarG (2014). Sodium nitroprusside in 2014: A clinical concepts review. Journal of Anaesthesiology Clinical Pharmacology (англ.). Т. 30, № 4. с. 462. doi:10.4103/0970-9185.142799. ISSN 0970-9185. PMC 4234779. PMID 25425768. Процитовано 1 листопада 2022. {{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  18. Sodium Nitroprusside Monograph for Professionals. Drugs.com (англ.). Процитовано 1 листопада 2022. 
  19. PERSCHAU, RICHARD A.; MODELL, JEROME H.; BRIGHT, ROBERT W.; SHIRLEY, PAUL D. (1977-07). Suspected Sodium Nitroprusside-Induced Cyanide Intoxication. Anesthesia & Analgesia. Т. 56, № 4. с. 533???537. doi:10.1213/00000539-197707000-00015. ISSN 0003-2999. Процитовано 1 листопада 2022. 
  20. Gobbel, G. T.; Chan, T. Y -Y.; Chan, P. H. (1995-02). Amelioration of hypoxic and hypoglycemic damage to cerebral endothelial cells. Molecular and Chemical Neuropathology. Т. 24, № 2-3. с. 107–120. doi:10.1007/bf02962137. ISSN 1044-7393. Процитовано 1 листопада 2022. 
  21. Kanthasamy, A (19 вересня 1997). Reactive oxygen species generated by cyanide mediate toxicity in rat pheochromocytoma cells. Toxicology Letters. Т. 93, № 1. с. 47–54. doi:10.1016/s0378-4274(97)00068-4. ISSN 0378-4274. Процитовано 1 листопада 2022. 
  22. Niknahad, Hossein; O'Brien, Peter J. (1996-04). Involvement of nitric oxide in nitroprusside-induced hepatocyte cytotoxicity. Biochemical Pharmacology. Т. 51, № 8. с. 1031–1039. doi:10.1016/0006-2952(96)85086-6. ISSN 0006-2952. Процитовано 1 листопада 2022. 
  23. VESEY, C. J; COLE, P. V; SIMPSON, P. J (1976-07). CYANIDE AND THIOCYANATE CONCENTRATIONS FOLLOWING SODIUM NITROPRUSSIDE INFUSION IN MAN. British Journal of Anaesthesia. Т. 48, № 7. с. 651–660. doi:10.1093/bja/48.7.651. ISSN 0007-0912. Процитовано 1 листопада 2022. 

Посилання[ред. | ред. код]