физиология. МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ. Министерство здравоохранения республики беларусь
 Скачать 34.49 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра нормальной физиологии Роль газотрансмиттеров в функционировании сердечно-сосудистой системы Подготовила: Студентка 2 курса 12 группы Лечебного факультета Шалик Диана Дмитриевна Преподаватель: Рабковская Е. М. Содержание Введение……………………………………..………….……………..….2 Газотрансмиттеры как регуляторы внутри- и межклеточных систем..3 Газотрансмиттер NO……..……………………….………………………5 Газотрансмиттер СО……………………….……………………………..8 Гпзотрансмиттер H2S…………………………………………………….9 Заключение……………………………………………………………….10 Литература………………………………………………………………..11 Введение Сигнальные молекулы газообразных веществ — это малые молекулы таких химических соединений, которые при температуре тела и нормальном атмосферном давлении находятся в газообразном агрегатном состоянии, и которые выполняют в организме, ткани или клетке те или иные сигнальные функции, вызывая своим влиянием в клетке, ткани или организме те или иные физиологические или биохимические изменения и / или участвуя в регуляции и модуляции тех или иных физиологических и биохимических процессов. Некоторые из сигнальных молекул газообразных веществ образуются эндогенно, то есть в самом организме, клетке или ткани, некоторые другие, как, например, кислород, поступающие извне. К сигнальным молекул газообразных веществ относятся, в частности, окись азота, угарный газ, сероводород и, возможно, некоторые другие. Некоторые сигнальные молекулы газообразных веществ, которые образуются эндогенно (в самом организме) в литературе иногда называют «эндогенными газами» в отличие от кислорода, поступающего извне. Принимаются также термины «газотрансмиттеры», «газомодуляторы». В отношении некоторых газообразных веществ, а именно оксида азота (II), угарного газа и сероводорода. Газотрансмиттеры как регуляторы внутри- и межклеточных систем В течение многих десятилетий оксид азота, монооксид углерода и сульфид водорода описывались как токсичные газы, оказывающие повреждающее действие на организм человека. Вместе с тем относительно недавно было установлено, что указанные выше соединения эндогенно синтезируются клетками организма и являются сигнальными молекулами, выполняющими как аутокринную, так и паракринную регуляцию во многих тканях и органах тела человека и животных. Изучение действия механизмов газовых трансмиттеров – важная задача современной физиологии. Объектом регуляторного воздействия являются и клеточные структуры системы кровообращения. Известно, что артериальное давление и перфузия тканей в значительной мере регулируются артериолами, сосудами, расположенными непосредственно перенутритивными капиллярами. Они известны как резистивные сосуды и составляют обширную сеть. Для поддержания перфузии адекватной запросу тканей эти сосуды реагирует на эндокринные, паракринные и аутокринные сигналы. Паракринные регуляторные воздействия и, в том числе, газотрансмиттеры, расширяют мелкие артерии и артериолы и тем самым обеспечивают эффективную тканевую перфузию. Известно, что все они стимулируют образование циклических нуклеотидов (цАМФ/цГМФ) и активируют внутриклеточные протеинкиназы (PKA/PKG).Сигнальный молекулярный путь этих газотрансмиттеров может включать регуляцию калиевых каналов, что также вызывает вазодилатацию. Кроме того, показано, что вазорелаксация в ответ на действие H2S возникает в результате активации АТФ-зависимых калиевых каналов (K+ATP), а также потенциалзависимых калиевых каналов. Газотрансмиттер NO Монооксид азота выполняет роль аллостерического эффектора в отношении гемоглобина, изменяя его сродство к кислороду и определяет состояние кислородтранспортной функции крови. Это имеет важное значение в модификации функциональных свойств гемоглобина и его участие в формировании потока кислорода в ткани, что вносит вклад в развитие дезадаптивных реакции при стрессе и снижении биоактивности NO при дисфункции эндотелия. NO также является необходимым медиатором ангиогенеза - формирования новых кровеносных сосудов. Ангиогенез - важный фактор поддержания необходимого уровня микроциркуляции в коже и восстановления повреждений. Нормальное производство NO критически важно для любого процесса в организме, связанного с циркуляцией крови. Оксид азота способствует заживлению порезов, ссадин и травм мышц, связок и сухожилий. Кроме того, он предотвращает развитие атеросклероза (затвердение артерий), ректальную дисфункцию и диабеты. Внутренняя оболочка сердца покрыта слоем эндотелиальных клеток, которые постоянно испытывают механические воздействия. Регуляторные свойства оксида азота оказывают влияние на циркуляцию крови по всему телу, увеличивают диаметр кровеносных сосудов и предотвращают образование тромбов. Он помогает эндотелиальным клеткам контролировать кровеносные сосуды. Оксид азота также повышает уровень кислорода внутри тела, понижает уровень артериального давления и помогает в оптимальном режиме функционировать сердцу. Транспортная функция крови проявляется в переносимый только кислорода, углекислого газа и монооксида азота. Он диффундирует в просвет сосудов и мгновенно реагирует с гемоглобином с образованием - метгемоглобина. Реакции гемоглобина с оксидом азота служит не только для его гашения но и для сохранения его биоактивности. Предполагается, что оксид азота транспортируется гемоглобином в качестве 3 дыхательного газа и вызывает вазодилатации по взаимосвязанным с кислородом аллостерическому механизму. Гемоглобин способен вне эритроцита связывать вырабатываемый эндотелием NO в 800 раз быстрее, чем внутри эритроцитов, что может привести к вазоконстрикция, снижению кровотока, активации агрегации тромбоцитов и в конечном итоге повреждения орган. Важную роль в NO-сигнальных каскадах играет эндотелиальная NO-синтаза (eNOS). Этот фермент обеспечивает синтез бóльшей части NO и является кальцийзависимым ферментом. Выделяют три основные изоформы NO-синтаз: нейрональную, макрофагальную и эндотелиальную. Главным источником синтеза NO в организме служит аминокислота L-аргинин. Таким образом, можно заключить, что функция оксида азота как газотрансмиттера в регуляторных изменениях тонуса артериол и микрососудистой перфузии основательно изучена. Важно заметить,что в сосудистой системе только просвет сосуда (сосудистый тонус) может быть объектом регуляторных воздействий сигнальных молекул. Тогда как гемореологический компонент располагает более широким спектром регуляторных ответов: изменение вязкости плазмы и гематокрита создает на сосудистом эндотелии необходимую величину напряжения сдвига для продукции эндотелиальными клетками NO; в капиллярах, лишенных мышечных элементов, оптимизация тканевой перфузии возможна при положительных изменениях деформируемости эритроцитов; в условиях гипоксии или механического напряжения на мембране эритроцитов происходит выделение АТФ. Это соединение используется эндотелиальными клетками в качестве сигнальной молекулы для образования NO и последующей релаксации гладкомышечных клеток, ведущей к вазодилатации; эритроциты, при оптимальной деформируемости, могут более эффективно транспортировать NO, а наличие собственной NO-синтазы в активной форме позволяет генерировать этот ГТ. Следовательно, в системе кровообращения роль NO заключается в регулировании кровяного давления и сосудистого тонуса, повышении деформируемости эритроцитов, ингибировании агрегации эритроцитов, тромбоцитов и адгезии лейкоцитов. Сниженная биодоступность NO считается одним из основных факторов сердечно-сосудистых заболеваний. Экзогенные доноры NO и вещества, стимулирующие внутриклеточную NO-синтазу, широко используются в клинической практике и служат основой для разработки новых поколений лекарственных препаратовна основе метаболизма NO. Таким образом, можно заключить, что оксид азота регулирует тканевую перфузию и доставку кислорода в клеточный микрорайон по двум направлениям: 1) дилатация артериол; 2) изменение реологии крови и микрореологических характеристик ее клеток и, главным образом, деформируемости и агрегации эритроцитов. При этом важно заметить, что сосуды в ответ на NO имеют только один вариант изменений – вазодилатацию. Тогда как в крови этот ГТ создает более сложную композицию регуляторных ответов, которые включают повышение деформируемости эритроцитов, выраженное снижение их агрегации, а это ведет к приросту скоростей сдвига и формированию бóльшего напряжения сдвига на эндотелии сосудов. Последнее является стимулом образования новых количеств NO. Кроме того, снижение агрегации и адгезии лейкоцитов и тромбоцитов в этих условиях способствует повышению эффективности капиллярной перфузии. Газотрансмиттер СО Эндогенный моноксид углерода (CO) вырабатывается в норме клетками организма человека и животных и играет роль сигнальной молекулы. Он может играть физиологическую роль в организме, в частности, являться нейротрансмиттером и вызывать вазодилатацию. Ввиду роли эндогенного CO в организме, нарушения его метаболизма связывают с различными заболеваниями, такими, как нейродегенеративные заболевания, атеросклероз кровеносных сосудов, гипертоническая болезнь, сердечная недостаточность, различные воспалительные процессы. Монооксид углерода, наряду с оксидом азота и сероводородом, принадлежит к семейству газотрансмиттеров и вовлечен в регуляцию многих физиологических процессов организма. Для понимания регуляторных эффектов в системе кровообращения важно иметь в виду, что СО индуцирует вазорелаксацию в результате прямого воздействия на гладкие мышцы сосудов. В системе микроциркуляции СО вызывает вазодилатацию артериол, а также оказывает защитное действие на сосуды миокарда. Кроме того, эндогенный CO ингибирует агрегацию тромбоцитов и их адгезию к стенкам сосудов, а также регулирует роллинг и адгезию лейкоцитов. СО, как и другие газообразные посредники (NO и H2S), действует через принципиально отличные от классических трансмиттеров рецептор-независимые механизмы, в том числе прямо через химическую модификацию белков ионных каналов, например, кальций зависимых калиевых каналов, а также косвенно – через ряд вторичных посредников, которые влияют на основную клеточную функцию ГМК –на их сократимость. В целом очевидно, что монооксид углерода является важной сигнальной молекулой в системе кровообращения, он участвует как в регуляции тонуса сосудов, так и в изменениях микрореологических свойств клеток крови. Для эффективного транспорта кислорода в тканевые микрорайоны важно положительное влияние этого газотрансмиттера на деформируемость эритроцитов и на их обратимую агрегацию. Многие из основных механизмов, контролирующих паракринно артериолы, зависят от передачи сигналов, которые могут исходить от эритроцитов, которые выступают и как сенсоры и как регуляторы локального кровотока. Газотрансмиттер H2S Сигнальная роль H2S главным образом связана с его способностью модифицировать различные белковые мишени, в частности, путем персульфидирования белковых остатков цистеина и взаимодействием с металлическими центрами, главным образом геммами. Было показано, что H2S регулирует множество клеточных процессов и, в том числе, играет существенную роль как сигнальная молекула в функционировании сердечно-сосудистой системы. H2S эндогенно генерируется в клетках гладких мышц (ГМК) сосудов, при этом в экспериментальных условиях он индуцирует зависимое от концентрации расслабление тканей аорты крысы, на которое не влияла денервация сосудов. Аналогичным образом ингибирование e-NOS или блокада K(Ca)-каналов снижали вызванную H2S релаксацию ткани аорты. Таким образом, H2S представляет собой важную сигнальную молекулу сердечно-сосудистой системы, подобную оксиду азота и монооксиду углерода,с сильным влиянием на функции кровообращения и микрореологию клеток крови. Понимание механизмов защитного действия H2S на сердце и сосуды в сочетании с разработкой новых веществ-доноров,высвобождающих H2S, может способствовать продвижению в клиническую практику этого газового медиатора. Заключение Можно cделать вывод, что каждый из трансмиттеров является: – одной из важных эндогенных сигнальных молекул; – модулирует функции сердечно-сосудистой системы и микрореологии клеток крови; – ингибирует агрегацию эритроцитов и особенно тромбоцитов, их адгезию к стенкам сосудов Литература https://revolution.allbest.ru/medicine/00622506_0.html http://www.dslib.net/citologia/gistofiziologija-gazotransmitternyh-sistem-nervno-sosudistyh-obrazovanij-mozga.html https://www.skachatreferat.ru/referaty/Роль-No-в-Функционировании-Систем-Организма/70460962.html http://propionix.ru/novosti/news_post/gazotransmittery-probiotiki-i-mozg Гродно,2021 |