Исследователи нашли новый новый принцип передачи сигналов в кровеносных сосудах

Одной из простых молекул, которая играет важную роль в организме, является оксид азота (NO), который помогает снижать давление, расслабляя сосуды. Однако долгое время оставалось неясным как именно это происходит. Исследователи из Каролинского института в Швеции представили совершенно новый принцип, который оспаривает гипотезу, удостоенную Нобелевской премии, о том, что оксид азота подаёт сигнал именно в своей газообразной форме. Их результаты опубликованы в журнале Nature Chemical Biology.

Известно, что оксид азота (или азотистый оксид, NO) выполняет функцию сигнального вещества во многих важных физиологических процессах. Например, его роль была отмечена Нобелевской премией по физиологии и медицине в 1998 году. Одной из его функций является инициирование сигнальной цепи, которая заставляет гладкие мышцы сосудов расслабляться, расширяя сосуды и снижая кровяное давление. Поэтому нитроглицерин, который высвобождает NO, давно применяется для лечения стенокардии.

Однако новые результаты указывают на то, что активным участником химической взаимодействия не является сама молекула NO.

Это можно назвать существенным изменением в данной области", - говорит профессор Йон Лундберг, который является главным автором статьи вместе с Андреем Клешовым и Маттиасом Карлстремом, все они работают в Департаменте физиологии и фармакологии Каролинского института.

NO образуется в эндотелии, ткани, составляющей внутреннюю оболочку сосудов. Почти 40 лет гипотеза твердила в том, что NO затем диффундирует как газ, распространяясь случайным образом до тех пор, пока не встретит фермент, называемый гуанилилциклазой, в гладкой мускулатуре сосудов, после чего сосуд расслабляется. Это путешествие на расстояние менее миллиметра, но для молекулы это долгий путь.

"Трудно поверить, что это может работать, так как NO настолько реактивен и летуч, что ему, кажется, должно быть трудно выжить в этом путешествии", - говорит профессор Лундберг.

Так как также было трудно продемонстрировать наличие свободного NO в клетках, механизм сигнализации долгое время оставался загадкой.

Группа исследователей из Каролинского института проверила гипотезу о том, что NO образует связь с "гем-группой", комплексом, окружающим один атом железа и находящимся в гемоглобине, а также свободно доступным в эндотелиальных клетках. Вместе они формируют новое и гораздо более стабильное соединение: NO-феррогем.

Исследователи обнаружили, что NO-феррогем значительно расширяет сосуды у мышей и крыс, и что в контролируемых экспериментах прямо активирует гуанилилциклазу, действуя как сигнальное вещество в сигнальной цепи.

"Теперь нам нужно установить, что эндогенный NO-феррогем, образующийся в эндотелиальных клетках, действительно является истинным сигнальным веществом и выяснить, как именно оно синтезируется в организме", - говорит профессор Лундберг.

Их результаты могут предоставить более детальное понимание химического взаимодействия и, в конечном итоге, открыть путь к новым усовершенствованным методам лечения сердечно-сосудистых заболеваний.