Образование оксида азота из аргинина

Сегодня предлагаем ознакомится со статьей на тему: образование оксида азота из аргинина с профессиональным описанием и объяснением.

Образование оксида азота из аргинина

Известны пять классических оксидов азота — закись азота N2O («веселящий» газ, к теме обзора отношения не имеет), окись азота NO, оксид азота(III) N2O3, диоксид азота NO2 и оксид азота (V) N2O5. Пищевые добавки (БАДы), способствующие выработке в организме оксида азота подразделяются на прямые и непрямые донаторы NO: непрямые – аргинин и цитруллин; прямые – нитрат натрия, экстракты и соки растительного происхождения – свеклы и амаранта, эпикатехин (флаванол, содержащийся в какао-бобах) и некоторые другие. Роль NO в биохимических процессах в организме изучена достаточно подробно и кратко может быть сведена к нескольким основным механизмам: расслабление гладкой мускулатуры сосудистой стенки и усиление кровотока; стимуляция межнейрональной передачи в мозге и когнитивных функций; торможение агрегации и адгезии тромбоцитов – улучшение микроциркуляции; повышение сократительной активности миокарда; стимуляция и оптимизация митохондриальных энергетических процессов.

Непрямые донаторы оксида азота

К непрямым донаторам оксида азота относятся L-аргинин и L-цитруллин.

Механизм действия L-аргинина является NOS-зависимым и схематично представлен на рис.1. Он может как поступать с пищей (основной путь), так и образовываться в организме в почках из L-цитруллина. L-аргинин – условно незаменимая аминокислота, участвующая в синтезе белка наравне с другими аминокислотами. Суточная потребность в ней составляет 4-5 грамм. Средние значения в плазме крови составляют 70-115 мкмол/л.

Фармакокинетика L-аргинина и L-цитруллина

Подробное исследование фармакокинетики L-аргинина при пероральном введении в различных дозах (O.Tangphao и соавт.,1999; R.W.Evans и соавт.,2004; B.Campbell и соавт.,2006; T.S.Alvares и соавт.,2012; F.Mariotti и соавт.,2013) позволило сделать следующие выводы:

Фармакокинетика L-цитруллина при экзогенном введении в течение курсового 7-дневного приема была изучена в прямом сравнении с кинетикой L-аргинина, учитывая их метаболическую связь, в работе E.Schwedhelm и соавторов (2008). В двойном-слепом рандомизированном плацебо-контролируемом перекрестном исследовании у 20 здоровых добровольцев изучили шесть разных режимов дозирования с использованием плацебо, аргинина и цитруллина. Основные фармакокинетические параметры (Cmax, Tmax, Cmin, AUC) рассчитывались после недельного перорального приема пищевых добавок. Фармакодинамические эффекты оценивались по следующим показателям: соотношение L-аргинина в плазме к ассиметричному диметиларгинину – эндогенному ингибитору синтазы окиси азота (NOS) — (аргинин/ADMA соотношение); циклический гуанозин монофосфат (cGMP); скорость экскреции нитрата; флоу-вазодилятация (FMD). L-цитруллин дозо-зависимо увеличивал площадь под кривой «время-концентрация» и Cmax L-аргинина в плазме крови, причем более эффективно, чем сам L-аргинин при приеме внутрь (P Метаболические эффекты L-аргинина в спорте

L-аргинин, помимо образования NO, участвует и в других метаболических процессах (цикл мочевины, стимуляция выделения инсулина, глюкагона, гормона роста, пролактина и катехоламинов). Это также может иметь значение в комплексном влиянии этой аминокислоты на организм спортсменов.

Эргогенные свойства изолированного применения L-аргинина были изучены в нескольких работах (O.Fricke и соавт., 2008; K.Koppo и соавт., 2009; R.A.Olek и соавт., 2010). Эти исследования были чрезвычайно разноплановыми, включали совершенно разные группы лиц (преимущественно нетренированных), поэтому сделать какие-либо выводы не представлялось возможным. Другая группа работ была выполнена уже в специализированных спортивных сообществах: дзю-до (T.H.Liu и соавт., 2008; P.H.Tsai и соавт., 2009), теннис (R.Besco?s и соавт., 2009), велосипедный спорт (K.L.Sunderland и соавт., 2011). Несмотря на широкий диапазон применяемых доз (от 6 до 12 г в день) и разную длительность назначения (от 1 дня до 28 дней) ни в одной группе не отмечено положительных сдвигов в физической подготовке спортсменов (не было изменений физической силы и мощности, положительных сдвигов биохимии крови и т.п.). Более того, не отмечено и изменения содержания нитритов и нитратов в плазме крови.

Исходя из отрицательных результатов изолированного применения L-аргинина в спорте, исследовано его влияние на показатели физической готовности в комбинации с другими нутриентами. Эти результаты оказались более обнадеживающими, причем как в отношении нетренированных, так и тренированных лиц. S.J.Bailey и соавторы (2010b) показали, что L-аргинин в дозе 6 г 3 раза в день в комбинации с другими аминокислотами и витаминами вызывает снижение VO2 при низких и средних по интенсивности циклах упражнений (6 минут при уровне 82–14 W), и увеличивает время работы до отказа (L-аргинин — 707 – 232 сек., плацебо — 562 – 145 сек., Р Другие формы L-аргинина

Фармакокинетические исследования показали, что ИССА хорошо абсорбируется в кишечнике, концентрация нарастает уже через 30 минут, достигает пика примерно через час и сохраняется в пределах предполагаемой терапевтической эффективности около 5 часов. Особенности фармакокинетики одиночной дозы ИССА сохраняются в течение 14-дневного применения. Никаких побочных эффектов в течение 2-х недель не выявлено, что говорит о безопасности применения ИССА. S.Rood-Ojalvo и соавторы (2015) в двойном-слепом плацебо-контролируемом перекрестном исследовании у здоровых взрослых людей (n=16) показали, что прием ИССА в дозе 1500 мг перед интенсивной тренировкой снижает уровень биомаркеров мышечных повреждений, увеличивает кровоток в мышцах, предупреждает развитие отечности после тренировки, снижает лактат крови, увеличивает синтез креатин-фосфата мышц и ускоряет восстановление. В работе P.Harvey и соавторов (2015) показано увеличение кровотока в мозговой ткани под влиянием ИССА, улучшение когнитивных функций и замедление процесса их нарушения в процессе физического утомления.

Метаболические эффекты L-цитруллина в спорте

Прямые донаторы оксида азота

К прямым донаторам оксида азота относятся нитрат натрия, растительные БАДы – соки и экстракты свеклы и амаранта, эпикатехин (флаванол, содержащийся в какао-бобах). Эту группу еще иначе называют NOS-независимые донаторы оксида азота, поскольку их действие не зависит от фермента синтазы окиси азота.

Читайте так же:  Спортивные технологии спортивное питание

Изучение эргогенных эффектов нитрата натрия

Первое исследование нитрата натрия выполнено F.J.Larsen и соавторами в 2007 году. Они показали, что прием этого соединения (0,1 ммол/кг веса в течение 3-х дней) снижает VO2 (

Растительное сырье как источник нитратов

Выбор того или иного растения для создания БАДов, которые могут рассматриваться как донаторы оксида азота для целей спортивной медицины, определяется количественным содержанием нитратов. Ниже приведена таблица с данными по различным растениям, хотя диапазон колебаний для любого растительного сырья бывает достаточно велик (данные SDA – Австралийское Общество Спортивных Диетологов) (F.J.Larsen и соавт., 2007).

Таблица 2. Содержание нитратов в различных растительных источниках (данные Института Спорта Австралии).

Образование оксида азота из аргинина

Аргинин (или L-Аргинин) — это условно незаменимая алифатическая аминокислота, выпускается часто в виде соли моно-гидрохлорид (L-Arginine HCL). Применяется в спортивном питании как донатор азота.

В организме аргинин подвергается воздействию системы ферментов, называемых NO-синтазами, которые синтезируют из него NO, — или оксид азота. Оксид азота — это медиатор, регулирующий тонус сосудов артериального русла, от которого зависит артериальное давление и питание всех органов и тканей, включая мышцы. При недостатке аргинина и недостаточной активности NO-синтаз артериальное давление возрастает.

Аргинин участвует в цикле переаминирования и выведения из организма конечного азота, то есть продукта распада отработанных белков. От мощности работы цикла (орнитин — цитруллин — аргинин) зависит способность организма синтезировать мочевину и выводить белковые шлаки.

После обнаружения биологических эффектов аргинина в 1998 году ученые Ф.Мьюрэду, Р.Ферчготту и Л.Игнарро были удостоены Нобелевской премии в медицине, [1] однако данное открытие никоим образом не подтверждает эффективность добавок на основе аргинина.

Аргинин в продуктах питания

Аргинин является условно незаменимой кислотой, потому что он может синтезироваться в организме человека. Однако организм не может произвести достаточное количество аргинина, и некоторое его количество должно поступать с пищей или со спортивным питанием. В бодибилдинге аргинин используется в значительных дозах, так как преследуются несколько другие цели.

Аргинин содержится в продуктах: творог, сыр, и другие молочные продукты, мясо, морепродукты, зерновые культуры, орехи и др.

Биосинтез аргинина

Аргинин может синтезироваться в организме из:

Аргинин в бодибилдинге

Аргинин — это одна из самых популярных добавок, которая доступна в чистом виде, а также входит в состав других продуктов. Аргинин играет важную роль в делении мышечных клеток, восстановлении мышц после тренировок, заживлении травм, удалении шлаков, иммунной системе, а также увеличивает продукцию соматотропного гормона. [2] [3] [4] Однако, эффективность его применения в бодибилдинге остается спорной, в отличие от цитруллина.

Немаловажное свойство аргинина в бодибилдинге — его способность улучшать эректильную функцию [5] , в этом случае может применяться совместно с йохимбином.

[3]

Заявленные эффекты аргинина

  • Донатор оксида азота [6]
  • Улучшает питание мышц [7]
  • Ускоряет восстановление [8]
  • Ускоряет заживление травм [9]
  • Снижает артериальное давление [10]
  • Улучшает эректильную функцию [11]
  • Улучшает транспорт креатина в мышцы
  • Способствует пампингу
  • Антиоксидантные свойства
  • Усиливает секрецию гормона роста
  • Снижает вредный холестерин
  • Укрепляет иммунитет

Исследования, опровергающие эффективность

Proc. Natl. Acad. Sci. USA
LETICIA CASTILLO et al. Vol. 90, pp. 7749-7753, August 1993. Applied Biological Sciences
Plasma arginine and citrulline kinetics in adults given adequate and arginine-free diets

Цитата из заключения:

Эндогенный синтез аргинина практически не изменяется при употреблении данной аминокислоты в качестве добавки.

J Nutr Biochem. 2008 Aug 15.
Liu TH, Wu CL, Chiang CW, Lo YW, Tseng HF, Chang CK.
No effect of short-term arginine supplementation on nitric oxide production, metabolism and performance in intermittent exercise in athletes.

Цитата из заключения:

Испытуемые принимали по 6 г аргинина в сутки в течение 3 дней, контрольная группа принимала плацебо, после чего выполнялся физический тест на велотренажере. Образцы крови были взяты до выполнения теста, во время и после. Не было обнаружено различий в концентрации оксида азота крови между контрольной и опытной группой. Также не было различий в содержании молочной кислоты, аммиака и физических показателях испытуемых.

Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2009 Aug;19(4):355-65.
Bescós R, Gonzalez-Haro C, Pujol P, Drobnic F, Alonso E, Santolaria ML, Ruiz O, Esteve M, Galilea P.
Effects of dietary L-arginine intake on cardiorespiratory and metabolic adaptation in athletes.

Цитата из заключения:

Не было выявлено существенных различий в кардиореспираторных показателях и концентрации нитратов в крови. В заключение следует сказать, что дополнительный прием L-аргинина не улучшает физические показатели при выполнении упражнений.

Atherosclerosis. 1995 Dec;118(2):223-31.
Wennmalm A, Edlund A, Granström EF, Wiklund O.
Acute supplementation with the nitric oxide precursor L-arginine does not improve cardiovascular performance in patients with hypercholesterolemia.

Цитата из заключения:

Введение в организм L-аргинина приводило к повышению его концентрации в крови, однако уровень при этом NO не изменялся. Кровоток в коже и предплечье также не изменялся после введения аминокислоты.

Circulation. 2007 Jul 10;116(2):188-95. Epub 2007 Jun 25.
Wilson AM, Harada R, Nair N, Balasubramanian N, Cooke JP.
L-arginine supplementation in peripheral arterial disease: no benefit and possible harm.

Читайте так же:  Витамины для мужчин для улучшения

Цитата из заключения:

Прием L-аргинина приводит к существенному увеличению его концентрации в плазме крови. Однако изменения в уровне оксида азота и расширения сосудов не наблюдалось.

Nutr Metab (Lond). 2012 Jun 12;9(1):54.
Acute L-Arginine supplementation does not increase nitric oxide production in healthy subjects.
Alvares TS, Conte-Junior CA, Silva JT, Flosi Paschoalin VM.

Цитата из заключения (2012 год):

Прием добавки в дозе до 6 г однократно не приводил к увеличению продукции оксида азота у здоровых молодых людей. Измерения были выполнены через 30, 60, 90 и 120 минут после употребления.

Эффективность и целесообразность приема аргинина в бодибилдинге с целью улучшения питания мышц и достижения пампинга остается под сомнением. Вышеприведенные исследования показали, что аргинин не влияет на продукцию оксида азота и не расширяет сосуды. Из чего можно сделать вывод, что применение аргинина в спортивном питании бессмысленно без использования более мощных донаторов азота.

Вообще ситуация с донаторами азота в мире спортивного питания очень смутная. Каждый день идет активный поиск новых высокоэффективных донаторов азота, однако до настоящего времени в добавках используются малоэффективные или вообще неэффективные компоненты. В то же время медицина уже давно использует целый класс препаратов, которые обладают выраженным действием на сосуды, существенно поднимая концентрацию NO в крови. Класс этих препаратов носит название нитраты, самые распространенные препараты класса — нитроглицерин, нитросорбид (изосорбид) и другие. Данных об использовании этих средств в бодибилдинге практически нет, однако их применение может быть обосновано на 100%.

Теоретически, для использования в бодибилдинге, хорошо подойдет изосорбида динитрат, который имеет длительный период действия. Надо заметить, что дозировка должна быть значительно ниже терапевтической, иначе уровень NO поднимается настолько высоко, что возникнет целый ряд побочных эффектов: головная боль, пульсация сосудов, сердцебиение, снижение артериального давления и др. Нужно заметить, что все побочные эффекты будут связаны с увеличением концентрации оксида азота.

Оптимальные дозы

Для набора мышечной массы аргинин рекомендуется принимать в дозах от 3 до 9 г в сутки. Чем выше доза, тем ощутимее эффект, однако не рекомендуется превышать дозу более 10 г. Начинайте прием с наименьшей дозы, затем постепенно увеличивайте ее. Порошковые формы растворяют в холодной воде (1 стакан), таблетированные запивают стаканом воды.

Оптимальное время приема

Лучшее время для приема аргинина: перед тренировкой, после тренировки — для улучшения питания мышц и пампинга. На ночь — для усиления секреции гормона роста.

Аргинин используется не только как самостоятельная добавка, но и транспортная система. За счет повышения кровотока в мышцах, аргинин улучшает доставку всех питательных веществ к мышечным клетками. В частности, его используют как транспортную систему для креатина, поэтому их желательно принимать одновременно. Очень часто аргинин входит в состав предтренировочных комплексов.

Содержание в продуктах питания

L-Аргинин встречается во многих продуктах питания, как животного, так и растительного происхождения. В таблице приведены данные по содержанию аргинина на 100 грамм продукта и указано содержание белка.

Продукт Белок Аргинин А/Б
Свинина сырая 20,95 г 1394 мг 6,7 %
Сырое куриное филе 21,23 г 1436 мг 6,8 %
Сырое филе лосося 20,42 г 1221 мг 6,0 %
Куриное яйцо 12,57 г 820 мг 6,5 %
Коровье молоко, 3,7 % жирности 3,28 г 119 мг 3,6 %
Кедровые орехи 13,69 г 2413 мг 17,6 %
Грецкие орехи 15,23 г 2278 мг 15,0 %
Тыквенные семечки 30,23 г 5353 мг 17,7 %
Пшеничная мука г/п 13,70 г 642 мг 4,7 %
Кукурузная мука 6,93 г 345 мг 5,0 %
Рис нешлифованный 7,94 г 602 мг 7,6 %
Гречишный хлеб 13,25 г 982 мг 7,4 %
Горох сушеный 24,55 г 2188 мг 8,9 %

Побочные эффекты аргинина

При употреблении аргинина в больших дозах (более 15 г в сутки) может возникнуть диарея, слабость, тошнота, падение артериального давления. При возникновении побочных эффектов снизьте дозировку до уровня, при котором вы не будете испытывать никакого дискомфорта.

Будьте осторожны с добавками, содержащими аргинин, — слишком большое его количество может негативно сказаться на поджелудочной железе. По меньшей мере одно опубликованное научное исследование указывает на то, что прием данной аминокислоты привел к развитию панкреатита, воспалению поджелудочной железы. [12]

Необходимо обратить внимание, что аргинин является основным строительным материалом для построения новых клеток вируса Герпеса I и II типа. Таким образом, при наличии в организме указанных вирусов, прием аргинина может вызвать рецидив.

Источники поступления аргинина в организм: шоколад, орехи (кокос, арахис, грецкие орехи), семечки подсолнуха и кунжута, молочные продукты, желатин, мясо, овсяная крупа, соевые бобы, пшеничная мука, пшеница, зародыши пшеницы, хлеб из непросеянной муки и все продукты, богатые белком. В протаминах (простейших белках) аргинин содержится в количестве до 90%.

Сырое филе лосося

Сырое куриное филе

Коровье молоко, 3,7 % жирности

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

Пшеничная мука г/п

Метаболизм

Значительные количества аргинина расходуются на синтез креатина, который является субстратом креатинкиназной ферментативной системы, ответственной в клетке за депонирование и транспорт энергии в виде креатинфосфата от источников ее образования к местам использования. Взрослый организм в результате спонтанного, без участия ферментов,расщепления ежедневнотеряет 1–2 г креатина, на синтез которого требуется 1,75–3,5 г аргинина . Поэтому для восполнения клеточного фонда креатина, необходимо дополнительное поступление его или аргинина из экзогенных источников.

Читайте так же:  Л карнитин для роста

Аргинин участвует также в синтезе полиаминов (путресцина, спермина, спермидина, агматина и др.), присутствующих во всех клетках в относительно больших, зачастую миллимолярных концентрациях. Особенно много полиаминов синтезируется клетками предстательной железы и выделяется с семенной жидкостью.

В настоящее время считается, что полиамины содействуют пролиферации и дифференцировке, игибируют апоптозклеток, что, возможно, связано со способностьюэтих соединений активировать растворимую гуанилатциклазу и повышать уровень цГМФ. Показано влияние полиаминов на состояние прооксидантноантиоксидантной системы организма. С одной стороны полиамины проявляют антиоксидантную активность, перехватывая радикалы и способствуя экспрессии соответствующих протекторных белков за счет взаимодействия с ДНК, а с другой — окисление полиаминов приводит к образованию избытка перекиси водорода, который приводит к развитию оксидативного стресса.

белки семенной жидкости (до 80%)

основной путь обезвреживания аммиака в организме (орнитиновый цикл)

используется в организме как строительный (ядерные белки протамины и гистоны) и энергетический материал, а также функционирует как сигнальная молекула

Входит в состав тафцина — тетрапептидас выраженным иммуномодуляторным действием

глюкоза и гликоген

стимулирует образование цитокинов

Стимулирует высвобождение из гипофиза гормона роста и пролактина, а из поджелудочной железы -глюкагона и инсулина

активирует углеводный и липидный обмен

В процессе декарбоксилирования аргинина образуется агматин. Недавние исследования показали, что агматин может быть нейромедиатором: он синтезируется в мозгу, сохраняется в синаптических везикулах определенных нейронов, высвобождается при деполяризации, связывается с адренорецепторами, блокирует NMDA рецепторные и связывающие другие лиганды катионные каналы, инактивируется агматиназой. Кроме того, агматин ингибирует NO-синтазы и индуцирует высвобождение некоторых пептидных гормонов.

[1]

Постоянный и довольно значительный расход аргинина в организме идет на синтез NO, который усиливается в условиях индукции соответствующей NO-синтазы при воспалительных процессах, сепсисе и др. патологиях.

При стрессовых состояниях, связанных с интенсификацией белкового и креатинового обмена, например, при больших физических нагрузках, инфекционных заболеваниях (в том числе септических состояниях), восстановлении после травм, заживлении ран при хирургических вмешательствах, ожогах, а также у детей в период интенсивного роста и некоторых наследственных заболеваниях, сопровождающихся дефицитом ферментов синтеза аргинина, аргинин становится незаменимым и обязательно должен в необходимых количествах поступать в организм извне с пищей, напитками, биодобавками или в виде инфузий.

Здесь уместно отметить, что пероральный путь поступления аргинина является менее эффективным в сравнении с инфузиями, так как эта высокополярная аминокислота плохо всасывается в кишечнике, ее значительная часть легко метаболизируется микрофлорой кишечника и не поступает в кровяное русло. Всасывание аргинина из пищеварительной системы особенно снижается при различных дисбактериозах, сопровождающихся уменьшением рН. Поэтому в последнее время для перорального потребления аргининапредлагаются различные его производные (LArginine AlphaKetoglutarate, Arginine Ethyl Ester и др.), которые почти полностью всасываются в кровяное русло, однако инфузия аргинина по-прежнему остается наиболее эффективным путемдоставки его в организм.

Аргинин используется в организме как строительный и энергетический материал, а также функционирует как сигнальная молекула. Он содержит положительно заряженную R-группу и в больших количествах входит в состав основных белков. Среди них ядерные белки протамины и гистоны, играющие исключительную роль в формировании структуры и регуляции функции генов, а также пептиды, такие как тафцин — тетрапептид с выраженным иммуномодуляторным действием.

Из аргинина, как глюкогенной аминокислоты, образуется D-глюкоза и гликоген.

Аргинин стимулирует образование ряда цитокинов, а также высвобождение из гипофиза гормона роста и пролактина, а из поджелудочной железы глюкагона и инсулина; активирует углеводный и липидный обмен.

Такую многоплановость действия аргинина многие исследователи относят к его способностипри введении в организм усиливать синтез оксида азота.

Аргинин является одним из ключевых метаболитов в процессах азотистого обмена (орнитиновом цикле млекопитающих).

Аргинин и оксиз азота — эффективны ли они в спортивном питании

Что такое оксид азота (NO) и L-Аргинин, влияют ли они на рост мышц, и за счет чего работают популярные предтренировочные комплексы-энергетики?

Что такое оксид азота?

Оксид азота (II) – NO или Nitric Oxide – вещество с высокой проникающей способностью, способное инициировать образование и рост новых кровеносных сосудов. В большинстве случаев встречается в виде газа, поражающего дыхательные пути.

Рекламируя спортивное питание, и упоминая этот самый оксид азота, производитель, конечно же не имеет в виду, что он там содержится. Чаще подразумевается, что состав продукта может усилить внутреннюю выработку оксида азота.

Оксид азота и рост мышц

Реклама спортивного питания, повышающего уровень NO в крови, обещает такие положительные эффекты, как увеличение объема мышц, прорисовку вен и увеличение силы. Все это, по словам рекламы, достигается за счет повышения притока крови в мышцы.

Частично это правда, и оксид азота действительно способен усилить как кровоток так и количество кровеносных сосудов. Но нет никаких подтвержденных данных, что эти процессы ведут к ощутимому росту мышечной ткани.

L-аргинин как дозатор азота

Производители спортивного питания утверждают в рекламе, что аминокислота L-Аргинин вызывает существенное повышение выработки организмом оксида азота. Важно отметить, что прямых доказательств этому заверению не существует.

Исследования, на которые дают отсылки производители, заключались во внутривенном введении L-Аргинина крысам. Во-первых, сложно сказать, аналогичен ли процесс у людей, а во-вторых, эта аминокислота разрушается в желудке, да и вообще плохо усваивается.

Читайте так же:  Жиросжигатели для похудения женщин рейтинг

Предтренировочные добавки-энергетики

Большинство предтренировочных энергетиков, таких как Nitrix или NO-Xplode обещают резкое увеличение силы и выносливости мышц за счет оксида азота, а так же за счет «волшебных» форм креатина при полном отсутствии сахара в составе.

Производитель умалчивает, что в состав входит молекулярно измененная D-глюкоза, огромное содержание которой вызывает существенное повышение уровня инсулина, который, в свою очередь, действительно увеличивает видимость вен.

Как работают предтренировочные комплексы?

Видимый эффект объясняется не чудодейственным L-Аргинином, а физическими нагрузками и повышенным уровнем инсулина. Кроме того, не забудем об обычном креатине, который ответственен за увеличение объема мышц.

Кроме того, в состав входят натуральные амфетамины (аналоги гормона адреналин), огромные дозы кофеина и витамина D. Конечно, все это дает некоторый эффект, но чрезвычайно плохо сказывается на здоровье организма.

[2]

L-Аргинин, скорее всего, не влияет на его выработку оксида азота в организме. Эффективность продуктов с его добавлением обусловлена содержащихся в них энергетиках, выматывающих организм. Вне сомнений, что обычный креатин лучше и безопаснее.

Описание оксида азота и его синтез

Оксид азота (NO) – газ, хорошо известный химикам и физикам, в последнее время привлек пристальное внимание биологов и медиков. Интенсивное изучение биологического влияния NO началось с 80-х годов, когда Р. Фуршготт и Дж. Завадски показали, что расширение кровеносных сосудов под влиянием ацетилхолина происходит только при наличии эндотелия – эпителиоподобных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность всех сосудов. Вещество, выделяющееся эндотелиальными клетками в ответ не только на ацетилхолин, но и на многие другие внешние воздействия, приводящие к расширению сосудов, получило название «сосудорасширяющий эндотелиальный фактор». Несколько позже было доказано, что это вещество является газом NO и в клетках имеются особые ферментные системы, способные его синтезировать.

В настоящей работе предпринята попытка проанализировать известные на сегодняшний день данные и представить по возможности полную картину физиологической и метаболической роли данного медиатора.

По своей химической структуре оксид азота относится к нейтральным двухатомным молекулам. Благодаря наличию неспаренного электрона на внешней π-орбитали молекула NO обладает высокой реакционной способностью и свойствами свободного радикала.

Синтез оксида азота

В организме человека и млекопитающих оксид азота главным образом образуется в результате окисления гуанидиновой группы аминокислоты L-аргинина с одновременным синтезом другой аминокислоты цитруллина под влиянием фермента NO-синтазы. Фермент был назван синтазой, а не синтетазой, поскольку для его работы не требуется энергия АТФ.

Схема синтеза окиси азота из L -аргинина

Кроме L-аргинина NOS может использовать в качестве субстратов гомоаргинин, аргиниласпарагин, метиловый эфир аргинина, гуанидинотиолы. При недостатке субстрата в клетках или Н4B фермент начинает восстанавливать кислород до супероксид радикала и перекиси водорода. Такие условия могут быть следствием как нарушения транспорта аминокислоты (в некоторых тканях она не синтезируется), так и недостатка в пище, поскольку синтез L-аргинина при этом в организме не увеличивается.

Структура NO -синтазы. Основные типы фермента

NO-синтаза – это сложно устроенный фермент, представляющий собой гомодимер. То есть он состоит из двух одинаковых белковых субъединиц, к каждой из которых присоединено несколько кофакторов, определяющих каталитические свойства фермента. Активность фермента проявляется только при объединении двух его субъединиц.

Фермент является димером, состоящим из двух одинаковых белковых молекул, каждая из которых связана с необходимыми для работы фермента кофакторами: НАДФ, ФАД, ФМН, гемовая группа, содержащая железо, кальмодулин, и тетрагидробиоптерин (ВН4). Связь между белковыми субъединицами происходит в области их N0конца, где с ними связаны гемовые группы. Стрелками показан перенос электронов.


Виды оксида азота

NO-синтазы составляют семейство, то есть имеется группа ферментов, несколько различающихся по аминокислотной последовательности белковой части молекулы и механизмам, регулирующим их активность, но тем не менее, катализирующих одну и ту же реакцию превращения аминокислот с образованием оксида азота. В настоящее время хорошо изучена структура разных изоформ NO-синтазы (NOS), известны механизмы, регулирующие их активность, и хромосомная локализация генов, ответственных за синтез ферментов, проведено клонирование (получение большого числа копий) этих генов, получены генетические модификации мышей без генов разных изоформ фермента (так называемые нокаут мыши).

Синтезировать и выделять NO способны большинство клеток организма человека и животных, однако наиболее изучены три клеточные популяции: эндотелий кровеносных сосудов, клетки нервной ткани (нейроны) и макрофаги – клетки соединительной ткани, обладающие высокой фагоцитарной активностью. В связи с этим традиционно выделяют три основные изоформы NO-синтаз (NOS): нейрональную, макрофагальную и эндотелиальную (обозначаются соответственно как NO-синтаза I, II и III). Нейрональная и эндотелиальная изоформы фермента постоянно присутствуют в клетках и называются конститутивными, а вторая изоформа (макрофагальная) является индуцибельной – фермент синтезируется в ответ на определенное внешнее воздействие на клетку.

Молекулы всех изоформ фермента NOS содержат N-терминальный оксигеназный домен и С-терминальный домен редуктазы. Домен оксигеназы с примерно 500 аминокислотными остатками включает участки для связывания гемовой группы, кофактора Н4В и субстрата L-аргинина. Домен с редуктазной активностью, состоящий из 570-625 аминокислотных остатков, участвует в связывании молекул ФАД, ФМН и НАДФ*Н. между этими доменами расположена последовательность из 30 аминокислотных остатков для связывания белка кальмодулина (СаМ) – переносчика электронов с флавина на железо гемовой группы оксигеназы.

Читайте так же:  Сильные жиросжигатели для похудения в аптеке эффективные

Каждый изофермент имеет специфическую N-терминальную лидирующую последовательность аминокислотных остатков, не участвующую в катализе и, вероятно, определяющую внутриклеточную локализацию фермента. Так, N-терминальная последовательность эндотелиального фермента включает три участка ацилирования жирными кислотами, которые играют важную роль в процессе связывания с мембраной. Нейрональная NOS содержит в N-концевом домене PDZ-фрагмент из 100 аминокислотных остатков. Это фрагмент, участвуя в процессе узнавания белка, определяют субклеточную локализацию молекул NOS.

Все три типа NOS в своей активной форме – гомодимеры. В образовании димера принимает участие оксигеназный домен NOS. Процесс димеризации инициируется присоединением к субъединицам гемовых простетических групп. Последующее присоединение Н4В стабилизирует образовавшийся димер NOS. Без гемовой группы NOS является мономером, не проявляющим NO-синтазной активности. При этом мономерная форма NOS обладает полной цитохром-с-редуктазной активностью и способностью связывать ФАД и ФМН.

Последовательность редуктазного домена на 50% гомологична другим ФМН и ФАД-содержащим редуктазам (например, цитохром Р-450 редуктаза), что свидетельствует о сохранении основных признаков этого класса ферментов для редуктазы NOS. Так, экспрессируясь отдельно или как часть холофермента, домен редуктазы может непосредственно переносить электроны с НАДФ*Н на оксигеназный домен и другие акцепторы, такие как цитохром с и феррицианид. Редуктаза NOS стабилизируется одноэлектронным восстановлением флавина и может принимать, по крайней мере, 3 электрона с НАДФ*Н.

Одним из самых важных кофакторов является внутриклеточный кальцийсвязывающий белок кальмодули. При повышении содержания ионов кальция в клетке он присоединяется к молекуле NO-синтазы, что приводит к активации фермента и синтезу NO. Такое свойство фермента имеет большое значение для клеток, поскольку ферментативная активность, а значит, и синтез NO прямо зависят от функционального состояния клетки, определяющегося во многом внутриклеточным уровнем ионов кальция – высокоактивных посредников, влияющих на многие процессы в клетках. Среди других регуляторных механизмов фермента следует отметить возможность фосфорилирования белковой части молекулы и влияние особых белков, участвующих в связывании двух субъединиц фермента в единый функционально активный комплекс.

Активность конститутивных (т.е. нейрональная и эндотелиальная) изоформ фермента прямо зависит от внутриклеточной концентрации ионов кальция или кальмодулина и, таким образом, повышается под влиянием различных агентов, приводящих к увеличению их уровня в клетке. Конститутивные изоформы NO-синтазы имеют преимущественно физиологическое значение, поскольку количество образуемого NO относительно невелико.

Индуцибельные (т.е. макрофагальные) изоформы NO-синтазы проявляют активность через некоторое время (как правило, 6-8ч – время, необходимое для активации генов и начала синтеза фермента) после внешнего воздействия на клетки, продуцируют огромные (в 100-1000 раз больше, чем конститутивные изоформы фермента) количества NO. Поскольку высокие дозы NO токсичны для клеток, эта форма фермента считается патологической в отличие от конститутивной. Активность индуцибельной NO-синтазы не зависит от уровня кальция/кальмодулина, поскольку, как полагают, кальмодулин постоянно и прочно связан с ферментом.

Локализация NO -синтазы

В настоящее время показано, что не только макрофаги, но и многие другие клетки (нейтрофилы, гепатоциты, гладкомышечные клетки, клетки астроглии) способны при определенных внешних воздействиях, в основном в условиях патологии, синтезировать индуцибельную изоформу NO-синтазы. Нейрональная NOS обнаружена не только в нервных клетках, но и в скелетных мышцах. Эндотелиальная NOS обнаружена в эндотелиальных клетках, клетках эпителия и кардиомиоцитах. Нейрональная и макрофагальная формы фермента находятся в клетках преимущественно в растворенном состоянии – в цитозоле, а эндотелиальная NO-синтаза обычно связана с клеточными мембранами.

N-концевая последовательность NOS подвергается миристоилированию и пальмитоилированию, что определяет ее субклеточную локализацию и косвенно ее активность. Так, для фиксации эндотелиальной NOS в плазматической мембране необходимо ацилирование N-терминальных остатков глицина в молекулах фермента с образованием амидных связей.

Нейрональная изоформа NOS связана с мембраной за счет взаимодействия N-концевого PDZ-фрагмента с белками типа PSD-95, PSD-93 и дистрофинсвязанным белком – синтрофином.

В отличие от конститутивных изоформ, индуцибельная NOS, не связанная с мембранными белками, является цитозольным ферментом. Однако сравнительно недавно в митохондриях была выявлена конститутивно экспрессируемая NO-синтаза. По основным характеристикам митохондриальная NOS сходна с макрофагальной. Сравнивая скорости продукции NO интактными митохондриями, митохондриальным гомогенатом и субмитохондриальными частицами (1.4, 4.9 и 7.1 нмоль/мин на мг белка соответственно) можно сделать вывод, что mtNOS фиксирована на внутренней мембране митохондрий, тогда как iNOS является цитозольным ферментом. Вопрос о том, что представляет собой митохондриальная NOS – отдельную изоформу фермента или же модифицированную во время трансляции или после нее индуцибельную NOS (как это имеет место в скелетных мышцах для нейрональной) – остается открытым.

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

Физико-химические характеристики NO -синтаз человека

Источники


  1. Будем спортом заниматься. — М.: Музыка, 2009. — 500 c.

  2. Чередова, В. Лыжный спорт в школе / В. Чередова. — М.: Физкультура и спорт, 2000. — 164 c.

  3. Кашенина, Е.К. Астрология и здоровье человека / Е.К. Кашенина. — М.: Бумажная галерея, 2003. — 416 c.
  4. Ситель, Анатолий Гимнастика будущего / Анатолий Ситель. — М.: Метафора, 2010. — 128 c.
Образование оксида азота из аргинина
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here