Оксид азота и регуляторы его синтеза при хронической обструктивной болезни легких
- Авторы: Урясьев О.М.1, Шаханов А.В.2, Канатбекова Ж.К.2
-
Учреждения:
- Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова
- Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова
- Выпуск: Том 29, № 3 (2021)
- Страницы: 427-434
- Раздел: Оригинальные исследования
- Статья получена: 05.03.2021
- Статья одобрена: 11.09.2021
- Статья опубликована: 06.10.2021
- URL: https://journals.eco-vector.com/pavlovj/article/view/62681
- DOI: https://doi.org/10.17816/PAVLOVJ62681
- ID: 62681
Цитировать
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.
Ключевые слова
Полный текст

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. 9Антон 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. 9Жаркынай 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
