シアン化物と一酸化窒素とシトクロムCオキシダーゼとの相互作用：急性シアン化物毒性への影響

急性シアン化毒性は、ミトコンドリア電子輸送の酸素還元成分であるシトクロムCオキシダーゼ（CCOX）の阻害に起因します。ただし、シアン化物のミトコンドリア作用は複雑であり、完全には理解されていません。状態-3酸素消費とCCOX活性は、ラットN27中脳細胞で研究され、シアン化物と一酸化窒素の機能的相互作用を調べました（NO）。KCNは、細胞呼吸の濃度依存性阻害をもたらしました。酸素消費量（13.2 +/- 1.8microm）のシアン化物の阻害濃度の中央値（IC50）は、CCOX IC50（7.2 +/- 0.1microm）よりも高かった。呼吸閾値分析に基づいて、酸素消費が減少する前にCCOXの60％の阻害が必要でした。高レベルの外因性NO（100micROM S-ニトロソ-N-アセチル-DL-ペニシラミン）の添加により、呼吸とCCOXの両方のシアン化物阻害が減衰しました。一方、内因性NO発生がNOS阻害剤（N（オメガ） - モノチル-L-アルギニンエステル）によってブロックされた場合、呼吸とCCOXの両方のシアン化物IC50は59.6 +/- 0.9micromおよび102 +/-に増加しました。それぞれ10micromは、したがって、構成的で低レベルのNO生産がシアン化物阻害を強化したことを示しています。レーザースキャンサイトメトリーは、シアン化物がミトコンドリアNOを上昇させ、阻害を強化するためにCCOXと相互作用するために利用可能であることを示しました。シアン化物の迅速で強力な作用は、NOのミトコンドリア生成によるものであり、CCOXの阻害を促進すると結論付けられています。低ミトコンドリアの酸素張力では、シアン化 - とノーの相互作用が増加します。また、亜硝酸ナトリウムの抗病原作用は、CCOX阻害に拮抗するNOの高ミトコンドリアレベルの生成によって部分的に説明されています。

Acute cyanide toxicity is attributed to inhibition of cytochrome c oxidase (CcOX), the oxygen-reducing component of mitochondrial electron transport; however, the mitochondrial action of cyanide is complex and not completely understood. State-3 oxygen consumption and CcOX activity were studied in rat N27 mesencephalic cells to examine the functional interaction of cyanide and nitric oxide (NO). KCN produced a concentration-dependent inhibition of cellular respiration. Cyanide's median inhibitory concentration (IC50) of oxygen consumption (13.2 +/- 1.8microM) was higher than the CcOX IC50 (7.2 +/- 0.1microM). Based on respiratory threshold analysis, 60% inhibition of CcOX was necessary before oxygen consumption was decreased. Addition of high levels of exogenous NO (100microM S-nitroso-N-acetyl-DL-penicillamine) attenuated cyanide inhibition of both respiration and CcOX. On the other hand, when endogenous NO generation was blocked by an NOS inhibitor (N(omega)-monomethyl-L-arginine ester), the cyanide IC50 for both respiration and CcOX increased to 59.6 +/- 0.9microM and 102 +/- 10microM, respectively, thus showing constitutive, low-level NO production enhanced cyanide inhibition. Laser scanning cytometry showed that cyanide elevated mitochondrial NO, which then was available to interact with CcOX to enhance the inhibition. It is concluded that the rapid, potent action of cyanide is due in part to mitochondrial generation of NO, which enhances inhibition of CcOX. At low mitochondrial oxygen tensions, the cyanide-NO interaction would be increased. Also, the antidotal action of sodium nitrite is partly explained by generation of high mitochondrial levels of NO, which antagonizes the CcOX inhibition.