pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2016-26-6-753-759pulmo-800Research ArticleОБЗОРЫREVIEWОсобенности цикла оксида азота при респираторных заболеванияхParticularities of nitric oxide cycle in respiratory diseaseСоодаеваС. К.SoodaevaS. K.

105077, Россия, Москва, ул. 11&я Парковая, 32, корп. 4;

119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2

д. м. н., профессор, заведующая лабораторией клинической и экспериментальной биофизики Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медикобиологического агентства», профессор кафедры патологии человека Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М.Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; тел: (495) 4655264

ul. Odinnadtsataya Parkovaya 32, build. 4, Moscow, 105077, Russia;

ul. Trubetskaya 8, build. 2, Moscow, 119991, Russia

Doctor of Medicine, Professor, Head of Laboratory of Clinical and Experimental Biophysics, Federal Pulmonology Research Institute, Federal Medical and Biological Agency of Russia; Professor at Department of Human Pathology, I.M.Sechenov First Moscow State Medical University, Healthcare Ministry of Russia; tel.: (495) 4655264

soodaeva@mail.ruКлимановИ. А.KlimanovI. A.

105077, Россия, Москва, ул. 11&я Парковая, 32, корп. 4

к. м. н., старший научный сотрудник лаборатории клинической и экспериментальной биофизики Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства»; тел: (495) 4655264 

ul. Odinnadtsataya Parkovaya 32, build. 4, Moscow, 105077, Russia

Candidate of Medicine, Senior Researcher at Laboratory of Clinical and Experimental Biophysics, Federal Pulmonology Research Institute, Federal Medical and Biological Agency of Russia; tel.: (495) 4655264

igorklimanov@yandex.ruНикитинаЛ. Ю.NikitinaL. Yu.

628007, Ханты&Мансийск, ул. Мира, 40

д. м. н., заведующая кафедрой терапии факультета дополнительного профессионального образования Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия»; тел.: (908) 8828620, факс: (3467) 324588

ul. Mira 40, Khanty-Mansiysk, 628007, Russia

Doctor of Medicine, Head of Department of Therapy, Faculty of Postgraduate Physician Training, Khanty Mansiysk State Medical Academy; tel.: (908) 8828620, факс: (3467) 324588

lidiya_nikitina@mail.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства России» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М.Сеченова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияFederal Pulmonology Research Institute, Federal Medical and Biological Agency of Russia I.M.Sechenov First Moscow State Medical University, Healthcare Ministry of RussiaRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства России»РоссияFederal Pulmonology Research Institute, Federal Medical and Biological Agency of RussiaRussian FederationБюджетное учреждение высшего образования «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия»РоссияKhanty-Mansiysk State Medical AcademyRussian Federation201628022017266753759Copyright © Соодаева С.К., Климанов И.А., Никитина Л.Ю., 20172017Соодаева С.К., Климанов И.А., Никитина Л.Ю.Soodaeva S.K., Klimanov I.A., Nikitina L.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.pulmonology.ru/pulm/article/view/800

В обзоре охарактеризованы уникальные звенья функционирования цикла оксида азота (NO) в организме. Расширена концепция цикла NO, включающая и NOсинтазную, и NOсинтазанезависимую составляющую его синтеза, и сопутствующий каскад окислительно-восстановительных, в разной степени обратимых реакций; показана роль неNOсинтазных составляющих цикла. Дана развернутая характеристика субстратов для синтеза NO в организме человека, которыми могут служить NO, нитрит и нитратанионы, органические нитраты, а также нитраты и нитриты пищевых продуктов. Показана роль микробиоты человека в цикле NO. Определена роль значимых компонентов нитрит и нитратредуктазных систем в цикле NO, механизмы их активации и дезактивации (участие ферментов, кофакторов, гомеостатических показателей и др.) при р зличных условиях, что позволяет детализировать механизмы регулирования цикла NO для таргетного воздействия терапевтических агентов.

This review describes unique components of nitric oxide (NO) cycle in humans. The NO cycle involves NOsynthase, NOsynthase independent component and oxidationreduction reactions. Substrates for NO synthesis could be nitric oxides, nitrite and nitrate anions, organic nitrates, and food nitrates and nitrites. A role of human microbiota has been discussed. A role of important components of nitrite reductase and nitrate reductase systems in the NO cycle, activation and deactivation mechanisms were also described including enzymes, cofactors, homeostasis parameters, etc. These findings help to understand regulatory mechanisms of NO cycle that is important for targeted treatment.

оксид азотанитритынитратынитритредуктазанитратредуктазаnitric oxidenitratesnitritesnitrite reductasenitrate reductaseReferencesМарков Х.М. О биорегуляторной системе Lаргинин – NO. Патологическая физиология. 1996; 1: 34–39.Markov Kh.M. About LargininNO bioregulatory system. Patologicheskaya fiziologiya. 1996; 1: 34–39 (in Russian).Ashutosh K. Nitric oxide and asthma: a review. Curr. Opin. Pulm. Med. 2000; 6 (1): 21–25.Ashutosh K. Nitric oxide and asthma: a review. Curr. Opin. Pulm. Med. 2000; 6 (1): 21–25.Осипов А.Н., Борисенко Г.Г., Владимиров Ю.А. Биологическая роль нитрозильных комплексов гемопротеинов. Успехи биологической химии. 2007; 47: 259–292.Osipov A.N., Borisenko G.G., Vladimirov Yu.A. Biological role of hemoprotein nitrosyl complexes. Uspekhi biologicheskoy khimii. 2007; 47: 259–292 (in Russian).Dhir A., Kulkarni S.K. Nitric oxide and major depression. Nitric Oxide. 2011; 24 (3): 125–131. DOI: 10.1016/j.niox.2011.02.002.Dhir A., Kulkarni S.K. Nitric oxide and major depression. Nitric Oxide. 2011; 24 (3): 125–131. DOI: 10.1016/j.niox.2011.02.002.Han X., Fink M.P., Uchiyama T. et al. Increased iNOS activity is essential for pulmonary epithelial tight junction dysfunction in endotoxemic mice. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2004; 286: 259–267. DOI: 10.1152/ajplung.00187.2003.Han X., Fink M.P., Uchiyama T. et al. Increased iNOS activity is essential for pulmonary epithelial tight junction dysfunction in endotoxemic mice. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2004; 286: 259–267. DOI: 10.1152/ajplung.00187.2003.Gustafsson L.E., Leone A.M., Persson M. et al. Endoge nous nitric oxide is present in the exhaled air of rabbits, quinea pigs and humans. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1991; 181 (12): 852–857. DOI: 10.1016/0006291x(91)91268h.Gustafsson L.E., Leone A.M., Persson M. et al. Endoge nous nitric oxide is present in the exhaled air of rabbits, quinea pigs and humans. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1991; 181 (12): 852–857. DOI: 10.1016/0006291x(91)91268h.Barnes P.J., Belvisi M.G. Nitric oxide and lung disease. Thorax. 1993; 48 (2): 1034–1043. DOI: 10.1136/thx.48.10.1034.Barnes P.J., Belvisi M.G. Nitric oxide and lung disease. Thorax. 1993; 48 (2): 1034–1043. DOI: 10.1136/thx.48.10.1034.Недоспасов А.А., Беда Н.В. Биогенные амины. Природа. 2005; 7: 35–42.Nedospasov A.A., Beda N.V. Biogenic amines. Priroda. 2005; 7: 35–42 (in Russian).Реутов В.П. Цикл оксида азота в организме млекопитающих и принцип цикличности. Биохимия. 2002; 67 (3): 353–376.Reutov V.P. Nitric oxide cycle in mammals and the rhythmicity. Biokhimiya. 2002; 67 (3): 353–376 (in Russian).Елисеева Т.И., Кульпина Ю.С., Соодаева С.К., Кубы шева Н.И. Содержание метаболитов оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха у детей с различным уровнем контроля бронхиальной астмы. Современные технологии в медицине. 2010; 4: 42–47.Eliseeva T.I., Kul'pina Yu.S., Soodaeva S.K., Kubysheva N.I. Nitric oxide metabolites in the exhaled breath condensate in children with bronchial asthma. Sovremennye tekhnologii v meditsine. 2010; 4: 42–47 (in Russian).Kubysheva N., Soodaeva S., Postnikova L. et al. Associations between indicators of nitrosative stress and levels of soluble HLAI, CD95 molecules in patients with COPD. COPD. 2014; 11 (6): 639–644. DOI: 10.3109/15412555.2014.898042.Kubysheva N., Soodaeva S., Postnikova L. et al. Associations between indicators of nitrosative stress and levels of soluble HLAI, CD95 molecules in patients with COPD. COPD. 2014; 11 (6): 639–644. DOI: 10.3109/15412555.2014.898042.Соодаева С.К., Климанов И.А., Ли Т.В. и др. Изменение метаболизма оксида азота при хронической обструктивной болезни легких в сочетании с хронической ишемией головного мозга. Пульмонология. 2012; 1: 31–34.Soodaeva S.K., Klimanov I.A., Li T.V. et al. Change in nitric oxide metabolism in comorbidity of chronic obstructive pulmonary disease and chronic cerebral ischaemia. Pul'monologiya. 2012; 1: 31–34 (in Russian).Soodaeva S., Li T., Klimanov I. et al. Nitric oxide metabolism in COPD comorbidities. Eur. Respir. J. 2014; 44 (Suppl. 58): P3822.Soodaeva S., Li T., Klimanov I. et al. Nitric oxide metabolism in COPD comorbidities. Eur. Respir. J. 2014; 44 (Suppl. 58): P3822.Weller R., Patullo S., Snith L. et al. Nitric oxide is generated on the skin surface by reduction of sweat nitrate. J. Invest. Dermatol. 1996; 107: 327–331.Weller R., Patullo S., Snith L. et al. Nitric oxide is generated on the skin surface by reduction of sweat nitrate. J. Invest. Dermatol. 1996; 107: 327–331.Tomasi A., Ozden T., Skulachev V. Free radicals, nitric oxide, and inflammation: molecular, biochemical, and clinical aspects. In: NATO: Life and behavioural sciences. 344. Amsterdam: IOS Press; 2003: 71–88.Tomasi A., Ozden T., Skulachev V. Free radicals, nitric oxide, and inflammation: molecular, biochemical, and clinical aspects. In: NATO: Life and behavioural sciences. 344. Amsterdam: IOS Press; 2003: 71–88.Chen Z., Zhang J., Stamler J. S. Identification of the enzymatic mechanism of nitroglycerin bioactivation. PNAS. 2002; 99 (12): 8306–8311.Chen Z., Zhang J., Stamler J. S. Identification of the enzymatic mechanism of nitroglycerin bioactivation. PNAS. 2002; 99 (12): 8306–8311.Огородова Л.М., Федосенко С.В.,. Попенко А.С. и др. Сравнительный анализ орофарингеальной микробиоты у больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой различной степени тяжести. Вестник РАМН. 2015; 70 (6): 669–678.Ogorodova L.M., Fedosenko S.V., Popenko A.S. et al. Comparative analysis of oropharyngeal microbiota in patients with chronic obstructive pulmonary disease and bronchial asthma. Vestnik RAMN. 2015; 70 (6): 669–678 (in Russian).Ленглер Й., Древс Г., Шлегель Г., ред. Современная микробиология. Прокариоты (пер. с англ.). М.: Мир; 2005.Lengeler J., Drews G., Schlegel H., eds. Current Microbiology. Prokaryotes (Translated from English). Moscow: Mir; 2005 (in Russian).SparacinoWatkins C., Stolzb J.F., Basu P. Nitrate and periplasmic nitrate reductases. Chem. Soc. Rev. 2014; 43: 676–706. DOI: 10.1039/c3cs60249d.SparacinoWatkins C., Stolzb J.F., Basu P. Nitrate and periplasmic nitrate reductases. Chem. Soc. Rev. 2014; 43: 676–706. DOI: 10.1039/c3cs60249d.Reimann F.J., Adelroth P. Proton transfer in bacterial nitric oxide reductase. Biochem. Soc. Trans. 2006; 34 (1): 188–190. DOI: 10.1042/bst0340188.Reimann F.J., Adelroth P. Proton transfer in bacterial nitric oxide reductase. Biochem. Soc. Trans. 2006; 34 (1): 188–190. DOI: 10.1042/bst0340188.Duncan C., Dougal H., Johnston P. et al. Chemical generation of nitric oxide in the mouth from the enterosalivary circulation of dietary nitrate. Nat. Med. 1995; 1: 546–551. DOI: 10.1038/nm0695546.Duncan C., Dougal H., Johnston P. et al. Chemical generation of nitric oxide in the mouth from the enterosalivary circulation of dietary nitrate. Nat. Med. 1995; 1: 546–551. DOI: 10.1038/nm0695546.Тазина Е.В., Клычникова Е.В., Матвеев С.Б. и др. Взаимосвязь уровня оксида азота с показателями эндогенной интоксикации при сепсисе. Клиническая лабораторная диагностика. 2013; 9: 58–61.Tazina E.V., Klychnikova E.V., Matveev S.B. et al. Relationships between nitric oxide level and endogenous intoxication in sepsis. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2013; 9: 58–61 (in Russian).Запруднова Е.А., Климанов И.А., Соодаева С.К. Новые подходы к раннему выявлению атопических состояний у детей. Пульмонология. 2010; 5: 70–73.Zaprudnova E.A., Klimanov I.A., Soodaeva S.K. Novel approaches to early diagnosis of atopy in children. Pul'monologiya. 2010; 5: 70–73 (in Russian).Хайруллин Д.Д., Жестков Н.Н. Гематологические и электрокардиографические показатели овец при отравлении нитратами и нитритами. Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н.Э.Баумана. 2011; 208: 288–293.Khayrullin D.D., Zhestkov N.N. Hematological and electrocardiographic parameters in nitrate and nitrite poisoning in ships. Uchenye zapiski Kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy meditsiny imeni N.E.Baumana. 2011; 208: 288–293 (in Russian).Ling W.C., Lau Y.S., Murugan D.D. et al. Sodium nitrite causes relaxation of the isolated rat aorta: By stimulating both endothelial NO synthase and activating soluble guanylyl cyclase in vascular smooth muscle. Vascular. Pharmacol. 2013; 74: 87–92. DOI: 10.1016/j.vph.2015.05.014.Ling W.C., Lau Y.S., Murugan D.D. et al. Sodium nitrite causes relaxation of the isolated rat aorta: By stimulating both endothelial NO synthase and activating soluble guanylyl cyclase in vascular smooth muscle. Vascular. Pharmacol. 2013; 74: 87–92. DOI: 10.1016/j.vph.2015.05.014.Tiso M., Tejero J., Basu S. et al. Human neuroglobin functions as a redoxregulated nitrite reductase. J. Biol. Chem. 2011; 286 (20): 18277– 18289. DOI: 10.1074/jbc.m110.159541.Tiso M., Tejero J., Basu S. et al. Human neuroglobin functions as a redoxregulated nitrite reductase. J. Biol. Chem. 2011; 286 (20): 18277–18289. DOI: 10.1074/jbc.m110.159541.Brunori M., Vallone B. A globin for the brain. FASEB J. 2016; 20 (13): 2192–2197. DOI: 10.1096/fj.066643rev.Brunori M., Vallone B. A globin for the brain. FASEB J. 2016; 20 (13): 2192–2197. DOI: 10.1096/fj.066643rev.Климанов И.А., Соодаева С.К. Механизмы формирования конденсата выдыхаемого воздуха и маркеры оксидативного стресса при патологиях респираторного тракта. Пульмонология. 2009; 2: 113–119.Klimanov I.A., Soodaeva S.K. Mechanisms of exhaled breath condensate occurrence and oxidative stress markers in respiratory diseases. Pul'monologiya. 2009; 2: 113– 119 (in Russian).Soodaeva S., Klimanov I., Lisitsa A., Zaprudnova E. The nitric oxide (NO) metabolites in monitoring and therapy of bronchial asthma. Eur. Resp. J. 2011; 38 (Suppl. 55): 738–739.Soodaeva S., Klimanov I., Lisitsa A., Zaprudnova E. The nitric oxide (NO) metabolites in monitoring and therapy of bronchial asthma. Eur. Resp. J. 2011; 38 (Suppl. 55): 738–739.Лисица А.В., Климанов И.А., Соодаева С.К. Метаболизм оксида азота при бронхиальной астме: возможности применения фосфолипидных препаратов. Saar brucken: Lap Lambert Academic Publishing; 2013.Lisitsa A.V., Klimanov I.A., Soodaeva S.K. Nitric Oxide Metabolism in Asthma: Treatment with Phospholipid Agents. Saarbrucken: Lap Lambert Academic Publishing; 2013 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.