Оксид азота и регуляторы его синтеза при хронической обструктивной болезни легких

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Клиническая картина и отдалённый прогноз хронической обструктивной болезни лёгких (ХОБЛ) во многом зависит от коморбидных состояний, что делает актуальным поиск методов прогнозирования и предупреждения их развития. Известно, что среди больных ХОБЛ отмечается высокая распространённость сердечно-сосудистых заболеваний. Сердечно-сосудистые риски у больных ХОБЛ связаны с изменением активности вазоактивных медиаторов, среди которых ключевое место занимает оксид азота. Важная роль оксида азота в организме даёт основание для его изучения в качестве биомаркера многих заболеваний, однако малое время жизни молекулы и быстрое окисление препятствуют его определению в крови. В организме оксид азота образуется из L-аргинина с помощью группы ферментов NO-синтаз. Процесс синтеза оксида азота зависит от концентрации L-аргинина, аргиназы и асимметричного диметиларгинина, который оказывает ингибирующее действие на NO-синтазу. В представленном литературном обзоре освещены современные взгляды на значение оксида азота и регуляторов его синтеза в развитии ХОБЛ, указана их роль в формировании коморбидной патологии, освещены вопросы образования оксида азота в организме и процессы их регуляции.

Заключение. Продемонстрировано, что компоненты системы оксида азота, такие как метаболиты оксида азота, L-аргинин, аргиназа, диметиларгининдиметиламиногидролаза, асимметричный и симметричный диметиларгинин, могут рассматриваться в качестве потенциальных биомаркеров ХОБЛ, в особенности в условиях сердечно-сосудистой коморбидности. Дальнейшее изучение компонентов системы оксида азота может быть перспективно для оценки прогноза течения заболеваний и эффективности применяемой терапии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Олег Михайлович Урясьев

Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова

Email: Uryasev08@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8693-4696
SPIN-код: 7903-4609
Scopus Author ID: 57195313767
ResearcherId: S-6270-2016

д-р мед. наук, профессор

Россия, 390026, г. Рязань, ул. Высоковольтная, д. 9

Антон Валерьевич Шаханов

Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова

Email: shakhanovav@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5706-9418
SPIN-код: 6378-4031
Scopus Author ID: 57203685353
ResearcherId: W-2406-2017

кандидат медицинских наук, доцент кафедры факультетской терапии с курсом терапии ФДПО

Россия, 390026, г. Рязань, ул. Высоковольтная, д. 9

Жаркынай Канатбековна Канатбекова

Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова

Автор, ответственный за переписку.
Email: janya_kanatbekova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3314-760X
Россия, 390026, г. Рязань, ул. Высоковольтная, д. 9

Список литературы

  1. Singh D., Agusti A., Anzueto A., et al. Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Lung Disease: the GOLD science committee report 2019 // The European Respiratory Journal. 2019. Vol. 53, № 5. P. 1900164. doi: 10.1183/13993003.00164-2019
  2. Urban M.H., Eickhoff P., Funk G.-C., et al. Increased brachial intima-media thickness is associated with circulating levels of asymmetric dimethylarginine in patients with COPD // International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2017. Vol. 12. P. 169–176. doi: 10.2147/COPD.S118596
  3. Csoma B., Bikov A., Nagy L., et al. Dysregulation of the endothelial nitric oxide pathway is associated with airway inflammation in COPD // Respiratory Research. 2019. Vol. 20, № 1. P. 156. doi: 10.1186/s12931-019-1133-8
  4. Урясьев О.М., Никитина И.Н., Шаханов А.В., и др. Комплексная оценка эндотелиальной дисфункции с использованием компрессионной осциллометрии и определением уровня асимметричного диметиларгинина у больных бронхиальной астмой // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2020. Т. 8, № 3. С. 363–369. doi: 10.23888/HMJ202083363-369
  5. Урясьев О.М., Шаханов А.В. Роль полиморфизма синтаз оксида азота в формировании коморбидной патологии — бронхиальной астмы и гипертонической болезни // Казанский медицинский журнал. 2017. Т. 98, № 2. С. 226–232. doi: 10.17750/KMJ2017-226
  6. Ruzsics I., Nagy L., Keki S., et al. L-arginine Pathway in COPD Patients with Acute Exacerbation: A New Potential Biomarker // COPD. 2016. Vol. 13, № 2. P. 139–145. doi: 10.3109/15412555.2015.1045973
  7. Шаханов А.В., Никифоров А.А., Урясьев О.М. Полиморфизм генов синтаз оксида азота (NOS1 84G/A и NOS3 786C/T) у больных бронхиальной астмой и гипертонической болезнью // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2017. Vol. 25, № 3. С. 378–390. doi: 10.23888/PAVLOVJ20173378-390
  8. Fleming I. Molecular mechanisms underlying the activation of eNOS // Pflügers Archiv — European Journal of Physiology. 2010. Vol. 459, № 6. P. 793–806. doi: 10.1007/s00424-009-0767-7
  9. Chen Y., Xu X., Sheng M., et al. PRMT-1 and DDAHs-induced ADMA upregulation is involved in ROS- and RAS-mediated diabetic retinopathy // Experimental Eye Research. 2009. Vol. 89, № 6. P. 1028–1034. doi: 10.1016/j.exer.2009.09.004
  10. Kharitonov S.A., Lubec G., Lubec B., et al. L-arginine increases exhaled nitric oxide in normal human subjects // Clinical Science (London, England : 1979). 1995. Vol. 88, № 2. P. 135–139. doi: 10.1042/cs0880135
  11. Morris C.R., Poljakovic M., Lavrisha L., et al. Decreased arginine bioavailability and increased serum arginase activity in asthma // American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2004. Vol. 170, № 2. P. 148–153. doi: 10.1164/rccm.200309-1304OC
  12. Bratt J.M., Zeki A.A., Last J.A., et al. Competitive metabolism of L-arginine: Arginase as a therapeutic target in asthma // Journal of Biomedical Research. 2011. Vol. 25, № 5. P. 299–308. doi: 10.1016/S1674-8301(11)60041-9
  13. Mangoni A.A., Rodionov R.N., McEvoy M., et al. New horizons in arginine metabolism, ageing and chronic disease states // Age and Ageing. 2019. Vol. 48, № 6. P. 776–782. doi: 10.1093/ageing/afz083
  14. Bergeron C., Boulet L.-P., Page N., et al. Influence of cigarette smoke on the arginine pathway in asthmatic airways: increased expression of arginase I // The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2007. Vol. 119, № 2. P. 391–397. doi: 10.1016/j.jaci.2006.10.030
  15. Xu W., Comhair S.A.A., Janocha A.J., et al. Arginine metabolic endotypes related to asthma severity // PloS One. 2017. Vol. 12, № 8. P. e0183066. doi: 10.1371/journal.pone.0183066
  16. Scrimini S., Pons J., Agustí A., et al. Differential effects of smoking and COPD upon circulating myeloid derived suppressor cells // Respiratory Medicine. 2013. Vol. 107, № 12. P. 1895–1903. doi: 10.1016/j.rmed.2013.08.002
  17. Guzmán-Grenfell A., Nieto-Velázquez N., Torres-Ramos Y., et al. Increased platelet and erythrocyte arginase activity in chronic obstructive pulmonary disease associated with tobacco or wood smoke exposure // Journal of Investigative Medicine. 2011. Vol. 59, № 3. P. 587–592. doi: 10.2310/JIM.0b013e31820bf475
  18. Hodge S., Matthews G., Mukaro V., et al. Cigarette smoke-induced changes to alveolar macrophage phenotype and function are improved by treatment with procysteine // American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 2011. Vol. 44, № 5. P. 673–681. doi: 10.1165/rcmb.2009-0459OC
  19. Pera T., Zuidhof A.B., Smit M., et al. Arginase inhibition prevents inflammation and remodeling in a guinea pig model of chronic obstructive pulmonary disease // The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 2014. Vol. 349, № 2. P. 229–238. doi: 10.1124/jpet.113.210138
  20. Scott J.A., Gauvreau G.M., Grasemann H. Asymmetric dimethylarginine and asthma // European Respiratory Journal. 2014. Vol. 43, № 2. P. 647–648. doi: 10.1183/09031936.00080313
  21. Maarsingh H., Zaagsma J., Meurs H. Arginase: A key enzyme in the pathophysiology of allergic asthma opening novel therapeutic perspectives // British Journal of Pharmacology. 2009. Vol. 158, № 3. P. 652–664. doi: 10.1111/j.1476-5381.2009.00374.x
  22. Maarsingh H., Bossenga B.E., Bos I.S.T., et al. L-arginine deficiency causes airway hyperresponsiveness after the late asthmatic reaction // European Respiratory Journal. 2009. Vol. 34, № 1. P. 191–199. doi: 10.1183/09031936.00105408
  23. Jung C., Quitter F., Lichtenauer M., et al. Increased arginase levels contribute to impaired perfusion after cardiopulmonary resuscitation // European Journal of Clinical Investigation. 2014. Vol. 44, № 10. P. 965–971. doi: 10.1111/eci.12330
  24. Nara A., Nagai H., Shintani–Ishida K., et al. Pulmonary arterial hypertension in rats due to age-related arginase activation in intermittent hypoxia // American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 2015. Vol. 53, № 2. P. 184–192. doi: 10.1165/rcmb.2014-0163OC
  25. Rabe K.F., Watz H. Chronic obstructive pulmonary disease // The Lancet. 2017. Vol. 389, № 10082. P. 1931–1940. doi: 10.1016/S0140-6736(17)31222-9
  26. Wang X.-P., Zhang W., Liu X.-Q., et al. Arginase I enhances atherosclerotic plaque stabilization by inhibiting inflammation and promoting smooth muscle cell proliferation // European Heart Journal. 2014. Vol. 35, № 14. P. 911–919. doi: 10.1093/eurheartj/eht329
  27. Bitner B.R., Brink D.C., Mathew L.C., et al. Impact of arginase II on CBF in experimental cortical impact injury in mice using MRI // Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 2010. Vol. 30, № 6. P. 1105–1109. doi: 10.1038/jcbfm.2010.47
  28. Vallance P., Leiper J. Cardiovascular biology of the asymmetric dimethylarginine:dimethylarginine dimethylaminohydrolase pathway // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2004. Vol. 24, № 6. P. 1023–1030. doi: 10.1161/01.ATV.0000128897.54893.26
  29. Vögeli A., Ottiger M., Meier M.A., et al. Asymmetric Dimethylarginine Predicts Long-Term Outcome in Patients with Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease // Lung. 2017. Vol. 195, № 6. P. 717–727. doi: 10.1007/s00408-017-0047-9
  30. Tajti G., Gesztelyi R., Pak K., et al. Positive correlation of airway resistance and serum asymmetric dimethylarginine level in copd patients with systemic markers of low-grade inflammation // International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2017. Vol. 12. P. 873–884. doi: 10.2147/COPD.S127373
  31. Carraro S., Giordano G., Piacentini G., et al. Asymmetric dimethylarginine in exhaled breath condensate and serum of children with asthma // Chest. 2013. Vol. 144, № 2. P. 405–410. doi: 10.1378/chest.12-2379
  32. Zinellu A., Fois A.G., Mangoni A.A., et al. Systemic concentrations of asymmetric dimethylarginine (ADMA) in chronic obstructive pulmonary disease (COPD): state of the art // Amino Acids. 2018. Vol. 50, № 9. P. 1169–1176. doi: 10.1007/s00726-018-2606-7
  33. Hsu C.-N., Lu P.-C., Lo M.-H., et al. The Association between Nitric Oxide Pathway, Blood Pressure Abnormalities, and Cardiovascular Risk Profile in Pediatric Chronic Kidney Disease // International Journal of Molecular Sciences. 2019. Vol. 20, № 21. P. 5301. doi: 10.3390/ijms20215301
  34. Scott J.A., North M.L., Rafii M., et al. Asymmetric dimethylarginine is increased in asthma // American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2011. Vol. 184, № 7. P. 779–785. doi: 10.1164/rccm.201011-1810OC
  35. Scott J.A., Grasemann H. Asymmetric dimethylarginine: a disease marker for asthma? // Chest. 2013. Vol. 144, № 2. P. 367–368. doi: 10.1378/chest.13-0480
  36. Winnica D.E., Scott J.A., Grasemann H., et al. Chapter 19. Asymmetric-Dimethylarginine. In: Nitric Oxide. Biology and Pathobiology. 3rd ed. Elsiver; 2017. P. 247–254. doi: 10.1016/B978-0-12-804273-1.00019-3
  37. Palm F., Onozato M.L., Luo Z., et al. Dimethylarginine dimethylaminohydrolase (DDAH): expression, regulation, and function in the cardiovascular and renal systems // American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 2007. Vol. 293, № 6. P. H3227-Р3245. doi: 10.1152/ajpheart.00998.2007
  38. Antoniades C., Demosthenous M., Tousoulis D., et al. Role of asymmetrical dimethylarginine in inflammation-induced endothelial dysfunction in human atherosclerosis // Hypertension. 2011. Vol. 58, № 1. P. 93–98. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.110.168245
  39. Avci B., Alacam H., Dilek A., et al. Effects of asymmetric dimethylarginine on inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6 and IL-10) in rats // Toxicology and Industrial Health. 2015. Vol. 31, № 3. P. 268–273. doi: 10.1177/0748233712472524

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© ООО "Эко-Вектор", 2021



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-76803 от 24 сентября 2019 года