W artykule opublikowanym w Journal of Biological Chemistry[1], Daniel Kim-Shapiro, profesor fizyki w Wake Forest, wraz z inni naukowcami wykazali, że odtleniona hemoglobina jest odpowiedzialna za wyzwalanie przemiany azotynów do tlenku azotu w procesie, który warunkuje prawidłowy przepływ krwi i powstawanie skrzepów.
„Pokazaliśmy, że konwersja azotyn do tlenku azotu przez odtlenioną hemoglobinę w czerwonych krwinkach zmniejsza aktywację płytek,” powiedział Kim-Shapiro. „To działanie może zostać wykorzystane w terapii w celu zmniejszenia krzepliwości w stanach patologicznych, w tym anemii sierpowatej i udarze mózgu.”
Rys. 1 Erytrocyty
W 2003 roku Kim-Shapiro współpracował z Markiem Gladwinem, pracującym na Uniwersytecie w Pittsburghu. Badania wykazały, że azotyny (które są również stosowane do konserwowania wędlin), nie są biologicznie obojętne, jak wcześniej sądzono. Wyraźnie wykazano, że mogą być przekształcone do innej ważnej cząsteczki sygnałowej – tlenku azotu(II) (NO) i tym samym zwiększyć przepływ krwi.
Głównym celem najnowszych badań było określenie sposobu, w jaki czerwone krwinki wykonują te funkcje sygnalizacyjne prowadzące do zwiększonego przepływu krwi. Naukowcy wykorzystali kilka biofizycznych technik pomiaru wytwarzania NO z azotynów i czerwonych komórek krwi oraz zbadali mechanizm produkcji NO.
Rys. 2 Wszystkie azotyny posiadają w swojej cząsteczce jon NO2– (rysunek na górze), a azotany jon NO3– (struktury rezonansowe jonu azotanowego przedstawiono na dolnym rysunku)
„Proces ten ulegał intensyfikacji w warunkach niskiego stężenia tlenu – azotyny zwiększają przepływ krwi w organizmie, gdy jest to potrzebne. Wykazaliśmy, że część czerwonych krwinek bierze udział w tym procesie. Jest to zgodne z naszą pierwotną hipotezą,” powiedział. „Wskazuje to na mechanizm i sposób, w jaki azotyny rozszerzają naczynia krwionośne i zmniejszają krzepliwość.”
Jako dyrektor Translational Science Center Wake Forest University, Kim-Shapiro i inni przeprowadzili badania, które pokazują jak azotyny oraz ich prekursorzy – azotany (znajdujące się np. soku z buraków), mogą być wykorzystane w terapii leczniczej przy różnych uwarunkowaniach. W badaniach z 2010 roku wykazano związek między spożyciem bogatego w azotany soku z buraków, a zwiększonym przepływem krwi do mózgu.
Kolejne etapy badań sprawdzą, czy wszystkie czerwone krwinki posiadają taką funkcję aktywacji i czy zmniejsza się ona w warunkach patologicznych bądź po różnych zmianach w organizmie (np. transfuzje).
- C. Liu, N. Wajih, X. Liu, S. Basu, J. Janes, M. Marvel, C. Keggi, C. C. Helms, A. N. Lee, A. M. Belanger, D. I. Diz, P. Laurienti, D. L. Caudell, J. Wang, M. T. Gladwin, D. B. Kim-Shapiro. Mechanisms of Human Erythrocytic Bioactivation of Nitrite. Journal of Biological Chemistry, 2014; DOI: 10.1074/jbc.M114.609222
- http://www.sciencedaily.com/releases/2014/12/141212085105.htm
Opracowała: Anna Marczewska
Korekta: Karol Madejczyk
