A szervezetben keletkező oxigén szabadgyökök (reactive oxigen species - ROS), valamint nitrogén monoxid (NO) jelentős szerepet tölt be az endothelium működésének szabályozásában. Normális körülmények között az antioxidáns rendszerek egyensúlyban tartják ezen vegyületeket, hogy csak a kellő fiziológiás mennyiségben legyenek szabadon a szervezetben. A nitrogénmonoxidot a nitrogén monoxid szintáz (NOS) enzimek termelik. A reakció során L-argininből (L-Arg) L-citrullin és NO keletkezik. 21.- ábra.

 

 

A nitrogén monoxid szintáz (NOS) enzimeket hatásaik, méretük és elhelyezkedésük szerint az alábbiakban csoportosíthatjuk:

1. neuronális - nNOS (NOS I) 160 kDa konstitutív - Ca függő,

1. Elhelyezkedés: Neuronok
2. Szerep: Stroke, ishemia, izomsorvadás

2. indukálható - iNOS (NOS II) 130 kDa indukálható,

3. endotheliális -eNOS (NOS III) konstitutív-Ca függő,

Érkontrakciós vizsgálatok során megfigyelték, hogy az acetilkolin (Ach) csak az érendothelium nélküli preparátumokon okoz érösszehúzódást (vazokonstrikciót). Feltételezték, hogy az endothelium termel egy relaxációs faktort (EDRF). Később az EDRF-t azonosították, mint NO-t, és a hatás pontos mechanizmusát is leírták. A kutatási eredményeik alapján közös Nóbel díjat kaptak (Robert W. Furchgott, Louis J. Ignarro, Ferid Murad 1998).

A NO jelentős szerepet játszik az erek tágulásának (vazodilatáció) szabályozásában, és így a vérnyomás szabályozásában is. 22. ábra.

 

 

Az endothelium függő relxáció folyamat ábrája. Az endothelin membránon levő receptorok hatására megnő a Ca²⁺ beáramlás. A megnőtt Ca²⁺ szint a calmodulinnal együtt aktiválja a NOS-t. Ez tulajdonképpen egy oxigenáz enzim. Ko-szubsztrátjai a L-Arg és NADPH; kofaktorai a Flavin adenin dinukleotid (FAD), Flavin adenin mononukleotid (FMN) és tetrahidrobiopterin (BH₄). A keletkezett NO átdiffundál a simaizomsejtekbe és aktiválja a guanil ciklázt (GC), s ennek eredményeképpen megnő a cGMP szint, ami relaxációt vált ki. L-MMA, L-NAME gátolják a NOS működését, az O₂^- és HbO₂ pedig NO gyökfogók. A keletkezett és itt fel nem használt NO különben peroxinitritté alakulhat, mely káros hatású. Ach= acethil kolin, M = Ach muszkarinos receptora, B₂= bradikin B₂ receptor, GC= guanil cikláz, ONOO^-= peroxinitrit, cGMP=ciklikus gunanozin monofoszfát

A fokozott cGMP egy kinázt aktivál, amely hatására mérséklődik a sejtbe történő Ca²⁺  beáramlás, csökken a Ca-calmodulin rendszer Miozin könnyűlánc kinázra (MLCK) gyakorolt hatása.
Csökken a miozin könnyűlánc (MLC) foszforilációja (MLC-P), csökken a simaizom tónusa - vazodilatáció (23. ábra).

 

 

23.  ábra A cGMP vazodilatációs hatása

A keletkező NO szintjének csökkenése felborítja az endothélium szabályozó köreit, és magas vérnyomást eredményez.