Механизм регуляторного действия оксида азота

Этот процесс в тканях обеспечивается несколькими путями [24]. Одним из них является модификация белков путем их нитрозилирования. NO может связываться с металлами переменной валентности в металлосодержащих белках (металлонитрозилирование), с SH-группами цистеина (S-нитрозилирование), с аминокислотой тирозин (тирозиннитрозилирование). Металлонитрозилирование и S-нитрозилирование считаются обратимыми, а тирозиннитрозилирование — необратимым процессом. Нитрозилирование белков приводит к изменению их биологических свойств и функций в клетках. Изменение структуры белков может сопровождаться активацией или инактивацией транскрипционных факторов и влиять на экспрессию генов. Нитрозилирование белков по тирозину часто взаимосвязано с увеличением образования пероксинитрита в клетках и развития патологических изменений в результате оксидативно-нитратного стресса. Поэтому уровень тирозиннитрозилированных белков может быть маркером формирования в клетках такого стресса [21].

Другие механизмы действия NO в организме связаны с активацией сигнальных процессов в клетках, включая фермент гуанилатциклазу, которая увеличивает синтез цГМФ, потоков Са²+, обратимого фосфорилирования белков, что обобщено в научных работах [15, 30, 36, 40]. Так, влияние NO на расслабление кровеносных сосудов связано с активацией фермента гуанилатциклазы и увеличением синтеза цГМФ в десятки раз, что может влиять на внутриклеточные процессы, увеличивающие экспрессию отдельных генов [40].

Влияние NO на процессы сокращения скелетных мышц может осуществляться прямым действием — путем нитрозилирования белков и опосредованно — через систему цГМФ и кальциевые каналы [26, 30]. Показано, что при физиологических концентрациях оксида азота в скелетных мышцах и миокарде происходит S-нитрозилирование цистеина в тяжелой цепи миозина [26]. Это сопровождалось снижением скорости скольжения актиновых нитей вдоль миозиновых. Нитрозилирование миофибриллярных сократительных белков может приводить к угнетению изометрической силы и скорости сокращений скелетных мышц и рассматриваться как новый регуляторный механизм «переключения передач» для миозин-актиновых взаимодействий, то есть сокращения мышц.

Опосредованное действие NO через активацию гуанилатциклазы и увеличение цГМФ в клетках при систематических тренировках с использованием интенсивных физических нагрузок приводило к повышению активности ферментов гликолиза и скорости сокращения мышц [33]. Это может способствовать процессу преобразования медленносокращающихся волокон в быстросокращающиеся.

Возможность коррекции тканевого метаболизма у спортсменов через систему NO для улучшения функционирования сердечно-сосудистой, иммунной, опорно-мышечной и других систем организма, а также усиления роста мышц показана во многих исследованиях [6, 10, 12, 15, 16]. Для этого используются вещества, увеличивающие количество NO в тканях. Это могут быть предшественники его биосинтеза — аргинин или другие кислоты [12], азотсодержащие добавки (например, нитроглицерин используется уже более 100 лет), активаторы ферментов биосинтеза оксида азота [16], вдыхание воздуха с повышенным содержанием NO [6] и др. На основе аргинина созданы и зарегистрированы в Украине многие кардиои гепатопротекторные препараты, а также биологически активные добавки для спортсменов, которые получили широкое признание, хотя не во всех исследованиях подтвержден их положительный эффект [22].

РИСУНОК 2 — Схема возможного участия оксида азота в процессах адаптации при физических нагрузках.