Kväveoxid Kväveoxid (NO), också känd som kvävemonooxid, är en mycket reaktiv gas och fri radikal som deltar i många kemiska reaktioner i kroppen. Det är en viktig signalmolekyl hos alla däggdjur som är involverad i många fysiologiska och patologiska processer.
Kväveoxid produceras av många celler i kroppen inklusive mjuk muskelvävnad i kroppens blodkärlsendotel och skelettmuskler.
Den viktigaste produktion sker i det vaskulära endotelet där den påverkar blodflödet. Denna gas har en kraftfullt avslappnande effekt på blodkärlens glatta muskulatur. Under lång tid har denna effekt använts i läkemedel som nitroglycerin och amylnitrit då dessa ämnen fungerar som förelöpare till kväveoxid.
Kväveoxid ska inte förväxlas med lustgas (nitrous oxide, N2O) eller med giftig luftförorenande kvävedioxid (NO2). OBS! Kväveoxid oxiderar snabbt i kontakt med luft till kvävedioxid. Utanför kroppen är kväveoxid en av de kväveoxider (NOx) som bland annat via bilavgaser bidrar till smog.
Kväveoxid har en livslängd om några sekunder i blodet – det halveras mycket snabbt. I stort beror detta på att superoxid-anjon har hög affinitet för NO (båda molekylerna har en oparad elektron som gör dem mycket reaktiva). På så sätt reducerar superoxid-anjon kväveoxidens biotillgänglighet. Kväveoxid har även en antiinflammatorisk effekt genom att hämma leukocyt-vidhäftning till vaskulärt endotel, vilket kan motverka superoxid-anjonen.
Kväveoxid via kosten Forskningen har upptäckt att nitrat och nitrit i kosten kan omvandlas till en grupp kvävemetaboliter inklusive kväveoxid. Detta via nitrat-/nitritreduktas i vävnader: oorganiska nitrater i kosten omvandlas till nitriter, vilka tillsammans med nitrit från kosten och andra källor till nitrit reduceras till kväveoxid och andra bioaktiva ämnen.
I korthet går detta til enligt följande: efter att ha intagit nitrat i kosten tas detta upp snabbt i den övre delen av matsmältningskanalen. Sedan cirkulerar det till spottkörtlarna där det extraheras och utsöndras in i saliven i munhålan. Där omvandlas nitrat till nitrit av bakterier innan det sväljs och kan nå den systemiska cirkulationen där kan reduceras ytterligare i blodkärl, hjärta, skelett och andra vävnader för att bilda bioaktivt kväveoxid.
Grönsaker som innehål er nitrat Nitratinnehål Grönsaker
Kronärtskocka, sparris, vitlök, lök, svamp, ärtor,
Broccoli, morot, blomkål, gurka, pumpa, cikoria.
Sellerirot, kinakål, endivesallad, fänkål, kålrabbi,
Selleri, krasse, körvel, rödbeta, spenat,
Nitrat i milligram per 100 gram färskvikt.
NO biosyntes Kväveoxid produceras framför allt vid omvandlingen av aminosyran L-arginin till L-citrullin via enzymatisk aktivitet hos kväveoxidsyntas, NOS. Det finns i huvudsak tre former av NOS:
1. cNOS, constitutive NOS, eller eNOS, endothelial NOS, typ III (stabil och konstant aktiv NOS),
2. iNOS, inducible NOS, type II, hittas i immunförsvarets makrofager, induceras när ett ämne
Under normala förhållanden i blodkärlen bildas kväveoxid kontinuerligt av cNOS. Aktiviteten hos cNOS är beroende av kalcium och aktivatorproteinet kalmodulin.
Stimuleringen av cNOS sker via två grundläggande omsättningsvägar, där både involverar frigörandet av kalciumjoner från subsarkolemala lagringssäten: för det första kan blodflödets egen kraft agera på det vaskulära endotelet vilket orsakar frigörelse av kalcium och därpå följande cNOS-aktivering – ökat blodflöde stimulerar bildandet av kväveoxid. För det andra kan endotela receptorer stimulera frigörandet av kalcium och därpå följande cNOS-aktivering. Receptorer som inkluderas i dessa processer är receptorer för acetylkolin, bradykinin, substans-P, adenosin m.fl. vasoaktiva substanser.
Den andra formen av endotel NOS är iNOS. Den huvudsakliga skillnaden mellan iNOS och cNOS är att iNOS inte är beroende av kalcium för att kunna aktiveras. Under normala, grundläggande förhållanden är aktiviteten hos iNOS mycket låg. Aktiviteten hos iNOS stimuleras vid inflammation av bakteriella endotoxiner (vanligen lipopolysackarider), cytokines som tumörnekrosfaktorer (TNF) samt interleukiner. Vid inflammation är den halt kväveoxid som produceras av iNOS tusen gånger större än den halt som produceras av cNOS.
3. nNOS, neural NOS, typ I, som fungerar som en transmittor i hjärnan och i olika nerver i det
perifera nervsystemet: i icke-adrenerga och icke-kolinerga (NANC) autonoma nerver kan nNOS stimulera erektil vävnad och andra specialiserade vävnader i kroppen att skapa utvidgning av vävnaden. Även nNOS ses som kalciumberoende.
Kofaktorer för NOS inkluderar:
• syre, • NADPH, (nikotinamid-adenin-dinukleotidfosfat), • tetrahydrobiopterin, och • flavin-adenin-nukleotider.
Intracel ulära mekanismer Vaskulär verkan Kväveoxid utvidgar och slappnar av mjuka muskler i artärväggarna. Vid varje systole frigör de endotelceller som klär blodkärlens väggar en ”puff” kväveoxid. Denna diffuserar (kväveoxid diffuserar fritt över alla cellmembran) sedan in i underliggande muskelceller som hjälper dem slappna av och på så sätt tillåta att blodet kan flöda lättare. Denna utvidgning och avslappning sker med hjälp av flera mekanismer:
• Ökad intracellulär cGMP vilket ökar kalciuminträdet i cellen och minskar intracellulär
kalciumkoncentration (cGMP står för cykliskt guanosinmonofosfat, en cyklisk nukleotid som bildas från guanosintrifosfat (GTP) i levande organismer. En viktig funktion av cGMP är som intermediär i cellsignaleringen).
• Aktivering av K+-kanaler vilket leder till hyperpolarisation och avslappning. • Stimulering av ett cGMP-beroende proteinkinas som aktiverar myosin lättkedjefosfatas,
enzymet som defosforylerar myosin lättkedjor, vilket i sin tur leder till avslappning av mjuk muskelvävnad.
cGMP har en central roll i NO-medierad utvidgning av mjuk muskelvävnad. Läkemedel (Viagra® m.fl.) som hämmar nedbrytningen av cGMP används för att förstärka NO-medierad vasodilation vid behandling av erektil dysfunktion. Ökad halt cGMP har också en viktig funktion i att motverka sammanklumpning av blodplättar samt risken för vidhäftning till det vaskulära endotelet.
Kväveoxid binder till hem-delen i hemoglobin i röda blodkroppar samt til hem-delen av enzymet guanylyl-cyklas, vilket hittas i vaskulär mjuk muskelvävnad och i de flesta andra celler i kroppen. När NO bildas via vaskulärt endotel diffunderar det snabbt in i blodet där det binder til hemoglobinet för att sedan brytas ned. Det diffunderar även in i den närliggande mjuka muskelvävnaden – kväveoxid agerar lokalt och påverkar bara celler nära ursprunget för omvandling – där det binds till och aktiverar guanylyl-cyklas. Det här enzymet katalyserar defosforylationen av GTP till cGMP vilket fungerar som en sekundär budbärare för många viktiga cellulära funktioner, speciellt för att signalera till de mjuka muskelcellerna att slappna av.
Förutom den direkta (flödesberoende och receptor-medierade) avslappningen av muskelcellerna kan en indirekt vasodilation ske genom att hämma angiotensin II och sympatisk sammandragning.
Brist på och/el er nedsatt funktion hos kväveoxid kan bland annat leda til :
• Sammandragning och kramp i blodkärl i hjärta och kärl, vilket kan leda till kärlkramp, högt
blodtryck, förstorade eller förträngning av blodkärl och andra hjärt-kärlsjukdomar.
• Trombos beroende på blodplättssammandragning och vidhäftning till vaskulärt endotel. • Inflammation beroende på uppreglerad leukocyt-aktivitet och vidhäftning av endotela
Låg produktion av kväveoxid är också viktigt för att skydda levern och andra organ från ischemisk skada.
Förbättra din prestationsförmåga När vi äter nitratrik mat ökar nivåerna av kväveoxid i kroppen som ger en rad positiva gensvar. Det leder till bland annat vidgade blodkärl, förbättrad cirkulation och på sikt även sänkt blodtryck.
Att få i sig nitrat via kost rik på grönsaker resulterar i lägre syrebehov under medelhård träning. Detta utan att mjölksyrakoncentrationen ökar, vilket tyder på att energiproduktionen blir mer effektiv.
Det stimulerade och ökade blodflödet bidrar till att leverera mer syre till musklerna samtidigt som det hjälper eliminera slaggprodukter från musklerna. Detta är mycket viktiga delar för förbättrad kondition och uthål ighet.
Referenser:
• • • http://ajpheart.physiology.org/content/278/6/H2134 • •
Melvin H. Williams, PhD, FACSM. Nitrates, Nitrites, Nitric Oxide and Exercise Performance. Eminent Scholar Emeritus, Department of Human Movement Sciences, Old Dominion University, Norfolk, VA 235290196
. Larsen FJ, Weitzberg E, Lundberg JO, Ekblom B. Effects of dietary nitrate on oxygen cost during exercise. Acta Physiol (Oxf). 2007 Sep;191(1):59-66. Epub 2007 Jul 17.
• Department of Physiology and Pharmacology, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden. • http://en.wikipedia.org/wiki/Nitric_oxide
PRACTICE CHARTER DR KENYON & PARTNERS, 19 BEAUMONT STREET WELCOME TO 19 BEAUMONT STREET We are very pleased that you have chosen to register with us. The Practice consists of a large team of doctors, practice nurses, district nurses, health visitors, physiotherapists, a midwife, an addictions specialist nurse, a practice-based counsellor, the practice manager, receptionists,
WHY PUT OFF TOMORROW WHAT YOU CAN DO TODAY? (Eight Steps to Overcoming Procrastination and Reclaiming Your Life)This article is easy for me to write because I see this in my daily life - from loved ones, co-workers, friends, and networking associates. Many people suffer from procrastination, and it can bring your life to a screeching halt unless you learn how to get a handle on the situation.