Оксидом азоту називається інертний газ, який не має ароматичних якостей і кольорів. Є кілька з'єднань:
- Оксид (I) несолетворний. За умови високої концентрації може спровокувати порушення нервової системи. По-іншому його називають веселим газом. Своє застосування оксид азоту знайшов як наркоз слабкої дії у медицині;
- Монооксид азоту - це газ, що не має кольору. Властивістю оксиду азоту (II) є слабкий ступінь розчинності у воді;
- Оксид (III) – це рідина, що має темно-синій колір. У нормальних умовах виявляє нестійкість. За умови взаємодії з водою здатний утворювати азотисту кислоту;
- Оксид (IV) має газоподібну форму, його забарвлення – буре. У такому стані речовина важча за повітря, тому здатна легко стискатися. Однією з властивостей оксиду азоту є здатність взаємодіяти з водою та лужними розчинами;
- Оксид (V) є речовиною у кристалічній формі без кольору. Виявляє властивості сильного окисника.
Оксид азоту як харчова добавка має властивості антифламінгу та глазурователя. Дана сполука також відома під найменуваннями азотистий ангідрид, несолетворний оксид, діоксид азоту, азотний ангідрид, триоксид діазоту, монооксид азоту, пентаоксид діазоту, тетраоксид діазоту, нітрозилазид, тринітрамід.
Застосування оксиду азоту
З'єднання як добавка до продуктів харчування практично не використовується. Своє застосування оксид азоту знайшов при упаковці продуктів, що використовується з метою приготування аерозольних масел для збивання вершків.
Завдяки своїм особливим властивостям з'єднання використовується як газ-спрей у медичних флаконах. Завдяки здатності виявляти наркозний ефект оксид застосовується у хірургічній практиці.
Оксид азоту в організмі
Як було встановлено останніми роками, молекула оксиду азоту має широкий спектр біологічного впливу. Дану дію можна розділити на захисну, регуляторну та шкідливу.
Оксид бере участь у регуляції систем міжклітинної та внутрішньоклітинної сигналізації. Крім того, з'єднання відповідальне за ендотеліальне розслаблення гладкої мускулатури бере участь у процесах репродуктивної, імунної, нервової систем. Показує цитостатичні та цитотоксичні властивості.
Оксид клітинами імунної системи використовується для знищення клітин злоякісних пухлин та бактерій. У разі порушення метаболізму та біосинтезу оксиду азоту розвивається бронхіальна астма, ішемічна хвороба серця, первинна легенева гіпертензія, інфаркт міокарда, невротична депресія, цукровий діабет, нейродегенеративні захворювання, імпотенція, есенціальна артеріальна гіпертензія.
Оксид азоту у спорті
Напевно, багато хто чув про продукти, які здатні активізувати вироблення оксиду азоту. Ці продукти у сфері харчових добавок стали дуже популярними. Вважається, що за рахунок посилення виробітку оксиду збільшується приплив крові до м'язів скелета, що позитивно позначається на організмі атлета.
За даними вчених Техаського університету, стадія, яка обмежує швидкість тканини амінокислот, відповідає за транспорт через міжклітинну рідину та кров. Це означає, що посилення припливу крові до м'язів скелета разом із збільшенням концентрації амінокислот забезпечує більш інтенсивне поглинання м'язовими клітинами амінокислот.
Шкідливість оксиду азоту
Незважаючи ні на що, оксиди азоту шкідливі та небезпечні для людського здоров'я. Внаслідок цього харчова добавка відноситься до третього класу небезпеки. Наприклад, NO вважається сильною отрутою, яка впливає на центральну нервову систему, може призвести до ураження крові за рахунок зв'язування гемоглобіну. NO2 також виявляє високу токсичність, може спровокувати подразнення дихальних органів.
Популярні статтіЧитати більше статей
02.12.2013
Усі ми багато ходимо протягом дня. Навіть якщо у нас малорухливий спосіб життя, ми все одно ходимо – адже у нас не є...
607513 65 Детальніше
10.10.2013
П'ятдесят років для представниць прекрасної статі – це своєрідний рубіж, переступивши який кожна друга...
447015 117 Детальніше
02.12.2013
У наш час біг вже не викликає безліч захоплених відгуків, як це було років тридцять тому. Тоді суспільство б...
Вступ
Якщо уважно поглянути на азот у періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва, можна помітити, що він має змінну валентність. Це означає, що азот утворює відразу кілька бінарних сполук із киснем. Деякі з них були відкриті нещодавно, а деякі - вивчені вздовж та впоперек. Існують малостабільні та стійкі оксиди азоту. Хімічні властивості кожної з цих речовин зовсім різні, тому при їх вивченні слід розглядати щонайменше п'ять оксидів азоту. Ось про них і йтиметься у сьогоднішній статті.
Оксид азоту (I)
Формула - N 2 O. Іноді його можуть називати оксонітридом азоту, оксидом діазоту, закисом азоту або газом, що веселить.
Властивості
У звичайних умовах представлений безбарвним газом, що має солодкуватий запах. Його можуть розчиняти вода, етанол, ефір та сірчана кислота. Якщо газоподібний оксид одновалентного азоту нагріти до кімнатної температури під тиском 40 атмосфер, він згущується до безбарвної рідини. Це несолетворний оксид, що розкладається під час нагрівання і показує себе в реакціях як відновник.
Отримання
Цей оксид утворюється, коли нагрівають сухий Інший спосіб його одержання - термічне розкладання суміші "сульфамінова + азотна кислота".
Застосування
Використовується як засіб для інгаляційного наркозу, харчова промисловість знає цей оксид як добавку E942. З його допомогою покращують технічні характеристики двигунів внутрішнього згоряння.
Оксид азоту (ІІ)
Формула – NO. Зустрічається під назвами монооксиду азоту, окису азоту та нітрозил-радикалу.
Властивості
За нормальних умов має вигляд безбарвного газу, що погано розчиняється у воді. Його важко зріджити, однак у твердому та рідкому станах ця речовина має блакитний колір. Даний оксид може окислюватися киснем повітря
Отримання
Його досить просто отримати, для цього потрібно нагріти до 1200-1300 о С суміш азоту та кисню. У лабораторних умовах він утворюється відразу при кількох дослідах:
- Реакція міді та 30%-ного розчину азотної кислоти.
- Взаємодія нітриту натрію та соляної кислоти.
- Реакція азотистої та йодоводородної кислот.
Застосування
Це одна з речовин, з яких одержують азотну кислоту.
Оксид азоту (III)
Формула - N 2 O 3 . Також його можуть називати азотистим ангідридом та сесквіоксидом азоту.
Властивості
У нормальних умовах є рідиною, яка має синій колір, а в стандартних – безбарвним газом. Чистий оксид існує лише у твердому агрегатному стані.
Отримання
Утворюється при взаємодії 50% азотної кислоти і твердого оксиду тривалентного миш'яку (його також можна замінити крохмалем).
Застосування
За допомогою цієї речовини в лабораторіях одержують і її солі.
Оксид азоту (IV)
Формула - NO 2 . Також його можуть називати діоксид азоту або бурим газом.
Властивості
Остання назва відповідає одному з його властивостей. Адже цей оксид має вигляд або червоно-бурого газу або жовтуватої рідини. Йому притаманна висока хімічна активність.
Отримання
Даний оксид отримують при взаємодії азотної кислоти та міді, а також під час термічного розкладання нітрату свинцю.
Застосування
За допомогою нього виробляють сірчану та азотну кислоти, окислюють рідке та сумішеві.
Оксид азоту (V)
Формула - N 2 O 5 . Може зустрічатися під назвами пентаоксиду діазоту, нітрату нітроїлу чи азотного ангідриду.
Властивості
Має вигляд безбарвних і дуже летких кристалів. Вони можуть плавитися при температурі 32,3 про.
Отримання
Цей оксид утворюється при кількох реакціях:
- Дегідрація азотної кислоти оксидом пятивалентного фосфору.
- Пропускання сухого хлору над
- Взаємодія озону із оксидом чотиривалентного азоту.
Застосування
Через свою крайню нестійкість у чистому вигляді ніде не використовується.
Висновок
У хімії є дев'ять оксидів азоту, наведені вище є лише класичними сполуками цього елемента. Інші чотири - це, як було зазначено, нестабільні речовини. Однак їх все поєднує одна властивість – висока токсичність. Викиди оксидів азоту в атмосферу призводять до погіршення стану здоров'я людей, які живуть поблизу промислових хімічних підприємств. Симптоми отруєння будь-якою з цих речовин – токсичний набряк легень, порушення роботи центральної нервової системи та ураження крові, причина якого – зв'язування гемоглобіну. Тому з оксидами азоту необхідно обережно поводитися і здебільшого використовувати засоби захисту.
Оксид азоту є сигнальною молекулою, утвореною з азоту (N) і кисню (O), яка буквально зветься NO. Оксид азоту грає основну роль розслабленні судин (регуляція кров'яного тиску, еректильна дисфункція), імунної реакції, запаленні, антитромботичної активності та освіті пам'яті.
Також відомий як: NO
Біологічна значимість
Структура
Оксид азоту (надалі NO – зображений нижче) є невеликою сигнальною молекулою, що синтезується з амінокислоти L-аргініну за рахунок сімейства синтетаз оксиду азоту, що включають eNOS (ендотеліальна, NOS-III), iNOS (індуцибельна, NOS-II) і nNOS ( нейрональна, NOS-I). Дане сімейство ферментів діє як димери спільно з безліччю кофакторів, включаючи тетрагідробіоптерин, флавін аденін динуклеотид (FAD), флавін мононуклеотид (FMN), залізо і цинк. У той час як регулювання та модулювання кожної ізоформи значно різниться, всі ізоформи прискорюють реакцію L-аргініну з НАДФН та киснем для отримання NO, цитруліну та НАДФ (Ноульс та Монкада (1994); Марлетта (1994)).
Як оксид азоту передає сигнал
Пояснення дії оксиду азоту як сигнальної молекули газу призвело до присудження Нобелівської премії з психології/медичної медицини в 1998 р., оскільки було вперше виявлено, що молекула газу виробляється однією клітиною, негайно переноситься в інші клітини і потім діє як сигнальна молекула в клітинах . Наприклад, NO, що виробляється eNOS в ендотеліальних клітинах, переноситься в прилеглі гладком'язові клітини, де дає початок каскаду реакцій за рахунок активації розчинної гуанілат циклази, яка прискорює вироблення циклічного ГМФ. Зростання рівня цГМФ викликає активацію протеїнкінази G (PKG), яка у свою чергу фосфорилює фосфатази легких ланцюгів міозину (MLC) (у такий спосіб активуючи їх). У свою чергу активована MLC фосфатаза дефосфорилює MLC, що призводить до розслаблення гладких клітин і, таким чином, розслаблення судин. Оксид азоту передає сигнал за допомогою стимулювання свого рецептора, рецептора розчинної гуаніліл циклази та підвищення клітинного рівня сигнальної молекули під назвою циклічний гуанідин монофосфат (цГМФ). Додаткові учасники регуляції судинного тонусу включають сімейство фосфодіестераз (ФДЕ 1 - 11), які прискорюють гідроліз цГМФ в 3' кінцевий продукт ефективно зупиняючи обумовлене NO розслаблення судин. У зв'язку з обмеженим регулюванням вироблення eNOS і NO, важко модулювати розслаблення судин за рахунок впливу на активність eNOS. У зв'язку з фізіологічною значимістю ФДЕ у контролюванні рівня цГМФ вони стають популярною мішенню, коли справа стосується розслаблення судин і кровотоку. Прийоми включають препарати, такі як Віагра, Сіаліс і Левітра, всі з яких пригнічують ФДЕ-5, яка особливо виражена в клітинах гладком'язових в печеристому тілі пеніса. Оскільки пригнічення цих ферментів веде до акумулювання цГМФ, стає істотно можливим посилення розслаблюючої судини дії NO. Фосфодіестерази є негативними регуляторами цГМФ і цАМФ (вони гідролізують дані молекули). У той час як не всі ферменти ФДЕ можуть бути націлені на викликану цГМФ дію NO на гуанілат циклазу, невелика їх кількість має здатність контролювати передачу сигналу NO за допомогою руйнування ключової сигнальної молекули-посередника (цГМФ).
Окислювальний потенціал
NO теоретично може розпадатися в молекулу, відому як пероксинітрат (OONO-), яка є результатом реакції NO з супероксид-аніонами (O2-). OONO- також діє як реактивна сигнальна молекула, хоча кінцевим результатом є утворення деяких структур, які носять негативний характер для організму; OONO може нітрозилюватися (передавати азотну групу) щодо амінокислот з метою утворення таких сполук, як 3-нітротирозин або S-нітрозоцистеїн, утворення карбонилів білків або нітрозилювання фосфоліпідів, що містять поліненасичені жирні кислоти (PUFA). У цьому сенсі оксид азоту може використовуватися як субстрат супероксидом з метою утворення реактивних сполук, які негативно впливають на стан здоров'я, незважаючи на те, що NO порівняно сприятливий для організму. Оксид азоту може трансформуватися (за допомогою з'єднання з радикалами супероксиду) у форму пероксинітрату, який потім може утворювати безліч молекул, які зв'язуються з хворим станом і імовірно мають відношення до патологій.
Фармакологія
Додатковий оксид азоту
NO, який синтезується в організмі і згодом вивільняється в кров, має період напіввиведення в 5 секунд або менше, при цьому в лабораторних умовах можуть створюватися деякі комплекси для збільшення періоду напіввиведення до 445 с або близько з метою дослідження. Ці короткі періоди напіввиведення свідчать про швидкий розпад молекули оксиду азоту на складові (азот і кисень), при цьому належне зберігання NO може збільшувати термін зберігання, як було підтверджено лише до 5 днів, при використанні майларових балонів, які уповільнюють руйнування. У зв'язку з низькою стійкістю поза організмом, оксид азоту по суті ніколи не використовується як добавка, швидше використовуються сполуки, які можуть зберігатися в крові протягом часу, достатнього для безперервного вироблення нового NO. Оксид азоту по суті нестійкий та має короткий період напіввиведення; він надає корисну дію негайно, але не має значення як добавка і сам по собі. Добавка NO вимагає інших сполук, які впливають на внутрішню систему вироблення оксиду азоту.
Фізіологія
Серцево-судинна система
Оксид азоту має відношення до розслаблення гидких м'язів судин, що є механізмом, що лежить в основі кардіозахисної дії окису азоту (за рахунок зниження кров'яного тиску).
Нейрональна дія
Оксид азоту модулює іонні канали, вроджену збудливість, зумовлює синаптичну пластичність та може проникати через клітинні мембрани. Нейрональна синтаза оксиду азоту (nNOS) здатна утворювати димер з білком, відомим як PSD95, при цьому даний комплекс є позитивним регулятором депресії, оскільки інгібування взаємодії nNOS-PSD95 має антидепресивну дію. Цей комплекс активується після активації NMDA-рецептора.
Добавка
Донори оксиду азоту
Деякі добавки, націлені на вироблення NO, лише являють собою джерела азоту, який фермент NOS може використовувати для вироблення NO. Аргінін є стандартним донором NO в добавці, при цьому цитрулін є найбільш біологічно засвоюваною формою аргініну. Інші донори NO включають S-нітрозоглутатіон (утворюється ендогенно) або два класи N-діазеніумдіолати або S-нітрозотіоли, останні з яких містять ендогенний S-нітрозоглутатіон. Деякі сполуки лише надають ферменту азот для вироблення оксиду азоту.
Для широкої публіки цю тему вперше було позначено 1992 р., коли журнал " Science " назвав окис азоту (NO) молекулою року.
Виявилося, що виявлено не відому раніше регуляторну систему організму,характерну всім ссавців. Виявилося, що NO - це дуже важлива сигнальна молекула, вона регулює включення різних внутрішньоклітинних процесів.
Для широкої публіки цю тему вперше було позначено 1992 р., коли журнал " Science " назвав окис азоту (NO) молекулою року.
Минуло ще 6 років, і вчені, які відіграли особливу роль у її вивченні, отримали заслужену нагороду: 10 грудня 1998 р. у Стокгольмі (Швеція) трьом вченим із США Роберту Ф. Ферчготту, ЛуїсуДж. Ігнарро та Фериду Мураду було вручено Нобелівську премію за 1998 р. у галузі фізіології та медицини за відкриття ролі "оксиду азоту як сигнальної молекули в серцево-судинній системі". Молекула окису азоту виявилася універсальним біологічним агентом.
Ще років двадцять тому сама постановка питання про універсальну біологічну роль оксиду азоту здавалася дикою: оксид азоту - найсильніший промисловий забруднювач, його розглядали виключно з точки зору шкідливості для всього живого, окислення оксиду азоту в атмосфері обертається кислотними дощами. Величезна його кількість, що міститься в тютюновому димі, утворює канцерогенні речовини.
Все почалося ще в 1980 р., коли доктор Ф. Ферчготт, професор фармакології з Державного університету Нью-Йорка (Бруклін), проводив дослідження скорочувальної дії ліків на гладку мускулатуру судин. Але в одному з дослідів через неуважність молодого співробітника було порушено звичну схему експерименту, і при додаванні ліків (ацетилхоліну) замість очікуваного скорочення раптом почалося надзвичайно сильне розслаблення судин. Відкриттям таємничого чинника, що розслаблює судини, зацікавилися.
Дещо раніше доктор Ф. Мурад (керівник відділення інтегративної біології медичного факультету Техаського університету, Х'юстон), вивчав механізм дії нітрогліцерину. У 1977 р. під час роботи в університеті штату Вірджинія він виявив, що нітрати сприяють вивільненню окису азоту, який розслаблює гладкі м'язові клітини, що призводить до розширення судин. Доктор Л. Ігнарро (професор фармакології медичного факультету Каліфорнійського університету, Лос-Анжелес), в результаті серії досліджень прийшов у 1986 р. до висновку, що ці вищеперелічені експерименти по суті про одне і те ж, і таємничий фактор, що розслаблює судини - це і є окис азоту.
Нобелівською премією були відзначені наполегливі зусилля вчених, спрямовані на підтвердження головних біологічних ефектів, які надає окис азоту – ендогенний газ та водночас вільний радикал.
Наукові дослідження довели вирішальну роль, яку окис азоту грає в таких фундаментальних біологічних процесах, як регуляція артеріального тиску, імунітету та діяльності центральної нервової системи.
Але звідки береться оксид азоту в організмі?
У 1987 р. було виявлено, що окис азоту утворюється шляхом окислення атомом кисню амінокислоти L-аргінін у присутності специфічного ферменту (NO-синтази). Як виявилося окис азоту синтезується різними клітинами організму як ссавців, і людини.
Подальше активне вивчення окису азоту (NO) призвели до несподіваних заяв: "Наука XXI століття – біологія оксиду азоту!"Молекулярні біологи буквально накинулися на оксид азоту. Біологічній ролі NO присвячується близько чотирьох тисяч статей на рік. Тепер вже цілком очевидно, що це – не лише універсальний регулятор процесів життєдіяльності, а й важливий елемент імунної системи. Сьогодні важко знайти метаболічні шляхи, до яких би оксид азоту не мав відношення.
Виявилося, що виявлено не відому раніше регуляторну систему організму,характерну всім ссавців. Виявилося, що NO - це дуже важлива сигнальна молекула, вона регулює включення різних внутрішньоклітинних процесів. Ось результати деяких досліджень.
Гіпертонія.Встановлено, що хронічний дефіцит окису азоту в організмі призводить до розвитку гіпертонії. Професор Г. Г. Арабідзе: "в основі прогресування гіпертонії лежить порушення рівноваги між ангіотензином та оксидом азоту з надлишком першого та/або з недоліком другого". Дослідники відзначають, що при хронічних серцево-судинних захворюваннях, як правило, спостерігається зниження синтезу NO. І одна з причин цього – зниження доступності запасів L-аргініну.
Кишковий тракт.Давно відома хвороба дифузний спазм стравоходу викликається тонічним спазмом його гладких м'язів. В основі хвороби також лежить дефіцит NO, так як внутрішньовенне вливання нітрогліцерину (постачальника NO) супроводжується зникненням спазму (Konturek S., Konturek P., 1995). Можливо, що і в основі неправильної роботи клапана 12-палої кишки (а значить і виразок шлунка) теж лежить недостатня кількість NO, внаслідок чого цей клапан втрачає здатність функціонувати.
ІмунітетДосить давно і абсолютно незалежно від майбутніх нобелівських лауреатів вчені вивчали, як працюють макрофаги та нейтрофіли – клітини, відповідальні за підтримку імунітету. У 1970-ті роки було виявлено, що активність макрофагів пов'язана з накопиченням нітритів та нітратів у позаклітинному середовищі. Почала відкриватися природа клітинного імунітету, те, яким чином макрофаги та нейтрофіли вбивають клітини-мішені (бактерії, злоякісні клітини). У 1983 році вчені з'ясували, що одним із знарядь макрофагів є оксид азоту. Велика кількість оксиду азоту може вбивати клітини-мішені. Тобто. що більше в організмі оксиду азоту, то краще імунітет. Дефіцит оксидаазоту призводить до ослаблення імунітету.
Пам'ять та психікаСпираючись на дані про роль оксиду азоту в судинній системі, в 1988 році англійський дослідник Герсвейт з'ясував, що спеціально оброблені тонкі зрізи мозку розслаблюють судини - центральна нервова система виробляє оксид азоту. І він абсолютно необхідний, зокрема, для формування довготривалої пам'яті, адже вона лежить в основі мислення. Близько десяти відсотків нейронів у мозку мають ферменти, здатні вивільняти оксид азоту із різних хімічних сполук. Вегетативна нервова система також виробляє оксид азоту. Він виділяється в синапсах, нервових закінченнях, що іннервують різні органи.
Рак.“NO може регулювати і процес апоптозу – запрограмовану загибель клітин. Апоптоз – один із шляхів запобігання онкологічних захворювань, наш власний механізм “вибракування” злоякісних клітин. Причому в малих дозах оксид азоту його пригнічує, а у великих – посилює.” (доктор біологічних наук , професор А. Ф. Ванін) 30 років тому було виявлено у прямому експерименті, що добавка L-аргініну веде до зменшення випадків раку у мишей та до зменшення злоякісності. Cancer Res. 1975 Sep; 35 (9): 2390-3.
АдаптаціяУ 1998 р. була опублікована робота проф.Н.П.Аймашева "Анітістрессорний ефект адаптації до фізичних навантажень: роль оксиду азоту". Суть експериментів є такою. Щурів доводили до стресу, занурюючи по шию у воду. Внаслідок стресу досить швидко виникали виразкові ураження шлунка. Щурів витягували з води та вимірювали у них площу виразкової поразки. Другу групу щурів теж доводили до стресу, але давали їм препарати, що збільшують вміст оксиду азоту (донори NO) в організмі. Третя групу щурів доводили до стресу, але давали їм препарати, що знижують вміст NO (пастки NO) в організмі. Введення пасток No збільшувало площу виразок на 41% порівняно з контрольною групою. Було доведено і здатність NO обмежувати викид стресових гормонів (катехолаламінів). Отже, бачимо виняткову важливість окису азоту для організму. Недолік цієї біологічно активної речовини призводить до численних проблем. Тобто. для повноцінного постачання організму окисом азоту (NO) дуже важливо забезпечити щоденне, безперебійне постачання амінокислоти L-аргініну. Аргінін – це одна з двадцяти амінокислот, які беруть участь в утворенні білків. Аргінін – це незамінна амінокислота для дітей (для дорослих – замінна), тобто. організм дитини сам не може створювати таку амінокислоту, а має отримувати її з їжею. Аргінін також допомагає покращувати спортивну форму, оскільки поряд з гліцином є одним із головних інгредієнтів, з яких у печінці виробляється креатин.
Ефект у боротьбі зі старіннямЯк стверджують, позитивні ефекти аргініну включають поліпшення спалювання жирового нарощування м'язової тканини, зміцнення імунітету, боротьбу з раком, прискорення загоєння опіків та інших ран, захист печінки та знешкодження токсичних речовин, покращення чоловічої фертильності. Він також відновлює сексуальну функцію у чоловіків-імпотентів. Дослідники вважають, що аргінін є джерелом отримання оксиду азоту, що грає ключову роль в ініціації та підтримці ерекції.
Клінічне застосуванняЗвісно, аргінін – не панацея. Але довгий список захворювань, які викликані дефіцитом NO, а значить і, можливо, недостатнім надходженням разом із їжею аргініну, справді вражає. Ось зразкова анотація до аргініну:
L-Аргінін – ця умовно незамінна амінокислота, яка є одним із головних компонентів організму – донором азоту. Він забезпечує азотом систему ферментів, що називаються NO-синтазами, які синтезують N0, або нітрозо-групу. Нітрозо-група – це медіатор міорелаксації судин артеріального русла. Тобто нітрозо-група – це головна речовина, яка регулює тонус судин артеріального русла, від якого залежить діастолічний тиск. При нестачі L-Аргініну та недостатній активності NO-синтезу діастолічний тиск зростає.
L-Аргінін має чудовий психотропний ефект. Викликаючи збільшення до верхніх нормальних меж соматотропного гормону "СТТ" (або його інакше називають гормоном росту "ГР"), L-Аргінін сприяє покращенню настрою, робить людину активнішою, ініціативнішою і витривалішою, привносячи певної якості психічну енергію в поведінку людини. Недолік L-Аргініну в харчуванні призводить до уповільнення зростання. Використання L-Аргініну, викликаючи продукцію гормону росту, інтенсифікує зростання підлітків. Це реальна можливість для низькорослих батьків подбає про те, щоб їхні діти стали високорослими.
L-Аргінін використовується у профілактиці та лікуванні гіпертонічної хвороби.
L-аргінін використовується для профілактики атеросклерозу. Він перешкоджає утворенню кров'яних згустків та адгезії цих згустків на внутрішній стінці артерій – тим самим зменшується ризик виникнення тромбів та атеросклеротичних бляшок.
L-Аргінін використовується в лікуванні та профілактиці таких хвороб, як цироз та жирове переродження печінки.
L-Аргінін використовується для збільшення очисного потенціалу нирок з виведення кінцевих продуктів азотистого обміну.
L-Аргінін чудово збільшує швидкість заростання пошкоджених тканин – ран, розтягнення сухожиль, переломів кісток.
L-Аргінін дуже важливий для метаболізму м'язів (а тим самим і для їхньої питомої сили та маси).
L-Аргінін здатний збільшувати м'язову та зменшувати жирову масу тіла, в кінцевому результаті роблячи фігуру стрункішою та легшою.
L-Аргінін використовується у профілактиці та лікуванні артритів та захворювань сполучної тканини. При нестачі L-Аргініну підвищується ризик розвитку діабету 2-го типу (несприйнятливість інсулінозалежних тканин до дії інсуліну).
L-Аргінінактивізує імунітет та використовується при імунодефіцитних станах, у тому числі у лікуванні СНІДу.
L-Аргінінуповільнює зростання пухлин, у тому числі й багатьох ракових. У механізмах цього явища бере участь здатність: а) активувати протипухлинну цитотоксичність макрофагів; б) збільшувати число і функціональну активність Т-хелперів - основної ланки у розвитку імунної відповіді; у їхній прямій протипухлинній агресії.
L-Аргінін здатний збільшити силу та тривалість кровонаповнення статевих органів як у чоловіків, так і у жінок. Він продовжує час статевого акту, посилює приємні статеві відчуття і робить оргазм більш тривалим і глибоким. Насіннєва рідина дуже багата на L-Аргінін. При нестачі L-Аргініну в харчуванні дітей у них уповільнюється статеве дозрівання.
L-аргінін ефективний для інтенсифікації сперматогенезу, що використовується для лікування безпліддя у чоловіків;
L-Аргінінне рекомендується вагітним і жінкам, що годують.
L-Аргінінне показаний при шизофренії.
Оксид азоту (II) NO (моноксид азоту, окис азоту, нітрозил-радикал) - несолетворний оксид азоту. Він є безбарвним газом, погано розчинним у воді. Скраплюється насилу; у рідкому та твердому вигляді має блакитний колір.
Наявність неспареного електрона обумовлює схильність NO до утворення слабопов'язаних димерів N 2 O 2 . Це неміцні сполуки з ΔH° димеризації = 17 кДж. Рідкий оксид азоту (II) на 25% складається з молекул N 2 O 2 , а твердий оксид повністю складається з них.
Отримання
Оксид азоту(II) - єдиний із оксидів азоту, який можна отримати безпосередньо з вільних елементів з'єднанням азоту з киснем при високих температурах (1200-1300 °C) або в електричному розряді. У природі він утворюється в атмосфері при грозових розрядах:
N 2 + O 2 → 2NO - 180,9 кДж 2NO + O 2 → 2NO 2 .
При зниженні температури оксид азоту(II) розкладається на азот і кисень, але якщо температура падає різко, то оксид, що не встиг розкластися, існує досить довго: при низькій температурі швидкість розпаду невелика. Таке різке охолодження називається «загартуванням» і використовується при одному із способів одержання азотної кислоти.
У лабораторії його зазвичай отримують взаємодією 30%-ної HNO 3 з деякими металами, наприклад, з міддю:
3Cu + 8HNO 3 (30%) → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
Чистіший, не забруднений домішками NO можна отримати за реакціями:
FeCl 2 + NaNO 2 + 2HCl → FeCl 3 + NaCl + NO + H 2 O; 2HNO 2 + 2HI → 2NO + I 2 ↓ + 2H 2 O.
Промисловий спосіб заснований на окисленні аміаку при високій температурі і тиску за участю Cr 2 O 3 (як каталізаторів):
4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O.
Хімічні властивості
При кімнатній температурі та атмосферному тиску окислення NO киснем повітря відбувається миттєво:
2NO + O 2 → 2NO 2
Для NO характерні також реакції приєднання галогенів з утворенням нітрозілгалогенідів, у цій реакції NO виявляє властивості відновника:
2NO + Cl 2 → 2NOCl (нітрозилхлорид).
У присутності сильніших відновників NO виявляє окисні властивості:
2SO 2 + 2NO → 2SO 3 + N 2 .
У воді NO мало розчинний і з нею не реагує, будучи несолетворним оксидом.
Фізіологічна дія
Оксид азоту (білий) у цитоплазмі клітин хвойних порід дерев через годину після механічного впливу.
Як і всі оксиди азоту (крім N 2 O), NO – токсичний, при вдиханні вражає дихальні шляхи.
За два останні десятиліття було встановлено, що ця молекула NO має широкий спектр біологічної дії, яку умовно можна розділити на регуляторну, захисну та шкідливу. NO, будучи одним із месенджерів, бере участь у регуляції систем внутрішньо- та міжклітинної сигналізації. Оксид азоту, що виробляється клітинами ендотелію судин, відповідає за розслаблення гладких м'язів судин та їх розширення (вазодилатацію), запобігає агрегації тромбоцитів та адгезії нейрофілів до ендотелію, бере участь у різних процесах у нервовій, репродуктивній та імунній системах. NO також має цитотоксичні та цитостатичні властивості. Клітини-кілери імунної системи використовують оксид азоту для знищення бактерій та клітин злоякісних пухлин. З порушенням біосинтезу і метаболізму NO пов'язані такі захворювання, як асенціальна артеріальна гіпертензія, ішемічна хвороба серця, інфаркт міокарда, первинна легенева гіпертензія, бронхіальна астма, невротична депресія, епілепсія, нейродегенеративні захворювання (хвороба Альцгеймера, .
Оксид азоту може синтезуватися кількома шляхами. Рослини використовують неферментативну фотохімічну реакцію між NO2 та каротиноїдами. У тварин синтез здійснюють сімейство NO-синтаз (NOS). NOS-ферменти - члени гем-містить суперродини ферментів, названих монооксигеназами. Залежно від структури та функцій, NOS можуть бути поділені на три групи: ендотеліальні (eNOS), нейрональні (nNOS) та індуцибельні (iNOS). В активний центр будь-який з NO-синтаз входить залізопорфіриновий комплекс, що містить аксіально координований цистеїн або метіонін. Хоча всі ізоформи NOS каталізують утворення NO, всі вони є продуктами різних генів, кожна з них має свої особливості як у механізмах дії та локалізації, так і в біологічному значенні для організму. Тому зазначені ізоформи прийнято також поділяти на конститутивну (cNOS) та індуцибельну (iNOS) синтази оксиду азоту. cNOS постійно знаходиться в цитоплазмі, залежить від концентрації іонів кальцію та кальмодуліну (білок, що є внутрішньоклітинним посередником перенесення іонів кальцію) та сприяє виділенню невеликої кількості NO на короткий період у відповідь на стимуляцію рецепторів. Індуцибельна NOS з'являється в клітинах тільки після індукції їх бактеріальними ендотоксинами і деякими медіаторами запалення, такими як гамма-інтерферон, фактор некрозу пухлини та ін. У цьому продукція NO зберігається триваліше. Характерною особливістю NO є здатність швидко (менш ніж за 5 секунд) дифундувати через мембрану клітини, що синтезувала його, в міжклітинний простір і легко (без участі рецепторів) проникати в клітини-мішені. Усередині клітини він активує одні ензими та інгібує інші, таким чином, беручи участь у регуляції клітинних функцій. По суті монооксид азоту є локальним тканинним гормоном. NO відіграє ключову роль у придушенні активності бактеріальних та пухлинних клітин шляхом або блокування деяких їх залізовмісних ферментів, або шляхом пошкодження їх клітинних структур оксидом азоту або вільними радикалами, що утворюються з оксиду азоту. Одночасно в осередку запалення накопичується супероксид, який викликає пошкодження білків і ліпідів клітинних мембран, що пояснює його цитотоксичну дію на клітину-мішень. Отже, NO, надмірно накопичуючись у клітині, може діяти двояко: з одного боку викликати ушкодження ДНК і з іншого – давати прозапальний ефект. Оксид азоту здатний ініціювати ангіогенез (утворення кровоносних судин). Що стосується інфаркту міокарда оксид азоту грає позитивну роль, т.к. індукує новий судинний ріст, але при ракових захворюваннях той самий процес викликає розвиток пухлин, сприяючи харчуванню та зростанню ракових клітин. З іншого боку, внаслідок цього покращується доставка оксиду азоту до пухлинних клітин. Пошкодження ДНК під дією NO є однією з причин розвитку апоптозу (запрограмований процес клітинного самогубства, спрямований на видалення клітин, що втратили свої функції). В експериментах спостерігалося дезамінування дезоксинуклеозидів, дезоксинуклеотидів та неушкодженої ДНК при дії розчину, насиченого NO. Цей процес відповідальний за підвищення чутливості клітин до алкілуючих агентів та іонізуючого випромінювання, що використовується в антираковій терапії.
Кліренс NO (швидкість очищення крові від NO у процесі його хімічних перетворень) відбувається шляхом утворення нітритів і нітратів і становить у середньому трохи більше 5 секунд. У кліренс можуть бути залучені проміжні щаблі, пов'язані із взаємодією з супероксидом або з гемоглобіном з утворенням пероксинітриту. Оксид азоту може бути відновлений NO-редуктазою - ферментом, що тісно пов'язаним з NO-синтазою.
У 1998 році троє американців - Фурчготт, Ігнарро і Мюрад - були удостоєні премії Нобелівського комітету з фізіології «за відкриття окису азоту як сигнальної молекули в серцево-судинній системі».
Застосування
Отримання NO є одним із стадій отримання азотної кислоти .
Wikimedia Foundation. 2010 .