Азотен оксид - биологија
Молекуларен компас за порамнување на клетките
Она што ги прави лисјата стареат наесен
Демократијата на птиците за мршојадец
Околина на Екембо: Луѓето исто така живееле во отворени пејзажи
| Генетика | Земјоделство, шумарство и сточарство
Разновидноста на пченицата е создадена со вкрстување на диви треви
| Генетика | Земјоделство, шумарство и сточарство
Јачмен Пангеном: Мајстон на патот до фабриката за стакло
Со намален внес на храна, подолг живот
Метод без животни ја предвидува токсичноста на наночестичките
Миграција на клетки: новооткриена функција на познат протеин
Азотен оксид
безбоен и безмирисен гас [1] [2]
1,25 кг м − 3 (15 ° С, 1 бар) [3]
60 mg l-1 во вода (20 ° C) [3]
Азотен оксид е безбоен и токсичен гас со формулата НЕ. Тоа е хемиско соединение составено од елементите азот и кислород и спаѓа во групата на азотни оксиди. НЕ е радикал.
карактеристики
Азотниот моноксид има моларна маса од 30,01 g/mol, точката на топење е 3.163,6 ° C, точката на вриење е 1.151,8 ° C. Критичната температура за НЕ е −93 ° C, а критичниот притисок е 6,4 MPa. Азотниот оксид е слабо растворлив во вода. Под дејство на кислород и други оксидирачки агенси, НО многу брзо се оксидира во кафеав азот диоксид, кој е непропорционален со азотна и азотна киселина во вода. Покрај јодот, тој реагира со халогените и формира нитрозилни халоиди, како што е нитрозил хлорид. Под влијание на сулфур диоксид, азотниот оксид се сведува на азотен оксид.
Поради брзата конверзија во азот диоксид во воздухот, азотниот оксид има иритирачки ефект врз мукозните мембрани, а формирањето на метемоглобин има токсичен ефект. Формирањето на метахемоглобинемија се базира на реакција на HbO2 со самиот NO, при што се формираат нитрат и метахемоглобин, како и на реакцијата со нитрит формиран од NO. [7]
$ \ mathrm) -O-O ^ - + NO_2 ^ - + H_2O \ longrightarrow> $ $ \ mathrm) OH + NO_3 ^ - + OH ^ -> $ [8]
Производство
Во лабораториската технологија, НЕ може да се добие со намалување на околу 65 проценти азотна киселина со бакар. Сепак, производот е релативно нечист. Чист азот моноксид е достапен [9]
- од раствор на калиум нитрит и јодид на калиум во вода, во која се испушта сулфурна киселина:
- од нитрозил хидроген сулфат и жива
- од натриум нитрит и сулфурна киселина:
- од железо (II) сулфат и мешавина од натриум бромид и натриум нитрит. Крајниот производ на оваа едноставна реакција содржи 98,8% НЕ и 1,2% Н2.
Гасот се добива индустриски со каталитичко согорување на амонијак (процес на Оствалд). Во минатото, гасот се користеше и во индустриски размер од т.н. Согорување на воздухот добиени од азот и кислород во електричен лак. Користените процеси (процес на Биркеланд-Ејд, процес на Шонхер, процес на Поулинг) имаа за цел што пократок контакт помеѓу гасовите и лакот со многу топол пламен со цел да се префрли рамнотежата на реакцијата во азот моноксид. Бидејќи за ова е потребна голема електрична енергија, процесите не се конкурентни на Оствалд и повеќе не се користат.
употреба
Технички
Азотниот оксид се јавува како среден производ во техничкото производство на азотна киселина и се користи заедно со азот диоксид за производство на нитрити. Најчистиот азот моноксид се користи како тест гас за калибрирање на мерни уреди.
Медицински
Азотниот оксид ги проширува крвните садови во белите дробови. Таму, а исто така и при сепса, синтетизира протеин, ендотелијален азотен оксид синтаза (eNOS), кој припаѓа на ензимското семејство на НО синтези, синтетизира азотен оксид од аминокиселината Л-аргинин.
Мешавината на гасови INOmax од Linde AG беше одобрена во 1999 година од страна на Администрацијата за храна и лекови (ФДА) во САД [10] и во 2001 година од страна на Европската комисија во ЕУ [11] за третман на новороденчиња со откажување на белите дробови со висок крвен притисок во белите дробови (хипоксична респираторна инсуфициенција, "Пулмонална хипертензија") Тој е првиот медицински гас во светот одобрен како лек и содржи 100, 400 или 800 ppm (0,01%, 0,04% или 0,08%) азотен оксид како активна состојка, а остатокот е инертен азот. INOmax се продава како компримиран гас во алуминиумски шишиња со гас. За употреба, се додава во здивот, препорачаната доза е 20 ppm. [11] [12]
Азотниот оксид делува многу брзо, што го олеснува лекувањето на опасните по живот компликации. Во кардиохирургија (валвуларна болест, трансплантација на срце), НЕ може да се користи за лекување на зголемен пулмонален притисок. Терапевтски ефект на НЕ е докажан за третман на ARDS, тешка дисфункција на белите дробови што може да се појави по повреди на белите дробови, воспаленија и изгореници на иритантни гасови. [13] [14]
Физиолошка важност
Азотниот оксид е биоактивна молекула што може да влезе во редокс и во адитивни реакции со другите молекули. Поради својата мала големина, може за кратко време да премине низ биолошките мембрани и да извршува различни функции на локално ниво, од кои некои се деструктивни за соодветниот организам. Само во архејата е под знак прашалник дали азотниот моноксид има биолошка функција. Кај животните, ова се движи од трансдукција на сигнал во васкуларниот и нервниот систем до неговата улога како реактивен вид азот во неспецифичната имунолошка одбрана. И кај растенијата, неколку процеси се контролираат преку НЕ сигнали. Од деструктивна страна, треба да се спомене оштетувањето на протеините и ДНК, што е поврзано со хронични воспалителни процеси кај цицачите и како резултат на локално производство на НЕ. [15] Други предаватели на гас се јаглерод моноксид и водород сулфид. [16] [17]
приказна
На крајот на 1970-тите, фармакологот Ферид Мурад првпат станал свесен за физиолошките ефекти на азотен оксид (НЕ). За време на студиите со органски нитрати - група супстанции кои се користат за акутна болка во градите - открил дека тие ослободуваат НЕ, што предизвикува проширување на крвните садови (вазодилатација). Фармакологот Роберт Ф.Фурчгот исто така ги проучувал ефектите на лековите врз крвните садови. Откри дека најдлабокиот васкуларен слој (ендотел) произведува непозната супстанца (фактор), што предизвикува мускулен слој подолу да се релаксира (релаксира). Бидејќи не можеше да ја утврди супстанцијата, тој го именуваше како EDRF (фактор за релаксација добиен од ендотел, фактор за релаксација на васкуларниот мускул, добиен од ендотелот). Дури во осумдесеттите години беше можно да се дешифрира непознатата супстанција EDRF. Луис I. Игнаро и Роберт Ф. Фурчгот го идентификуваа EDRF како азотен оксид.
Во 1998 година Нобеловата награда за физиологија и медицина им беше доделена на Американците Роберт Фурчгот, Ферид Мурад и Луис I Игнаро. За прв пат, истражувачите успеаја да ја демонстрираат големата важност на НЕ за снабдувањето со крв на органи и неговата улога како гласничка супстанца во организмот. Знаењето за НЕ отвора нови можности во третманот на васкуларни заболувања и како резултат на оштетување на органите.
биосинтеза
НО се произведува од аминокиселината Л-аргинин со НИ синтези (NOS) со употреба на NADPH, тетрахидробиоперин (BH4), флавин аденин динуклеотид (FAD), флавин мононуклеотид (FMN), хем и врзувачки калциум протеин (CaM) и произведен кислород. Цитрулин и вода се произведуваат како понатамошни крајни производи. Денес се идентификувани четири НОС изоформи, од кои ендотелијалниот НОС (eNOS) и невронскиот НОС (nNOS) се конститутивно изразени, додека индуктивната НОС изоформа (iNOS) е индуцирана на транскрипциско ниво. Сите четири изоформи имаат висока низа хомологија со цитохром P450 редуктаза и се локализирани во специфични типови клетки.
Физиолошка адаптација
Како адаптација кон животот во висорамнините на 4000 метри, Тибетанците имаат десет пати повеќе НЕ во крвта од жителите на 200 метри надморска височина, што доведува до двојно зголемување на протокот на крв во споредба со низинските жители и со тоа до оптимизирано снабдување со кислород. [18]