Óxido nítrico: la sustancia nociva con funciones biológicas imprescindibles
En 1992 el óxido nítrico (NO) fue elegido como molécula del año por la revista “Science”, ¿qué es lo que la hace tan especial para merecer tal mérito? El NO es una molécula de estructura simple, que posee un electro desapareado, lo que le convierte en un radical libre altamente reactivo. De hecho, hasta finales de los años 80, solo era una pequeña sustancia tóxica, una de tantas que contribuía a contaminar el medio ambiente, destruir la capa de ozono e incluso carcinogénica.
Parece impensable que una sustancia tan nociva cumpla funciones biológicas muy dispares en los sistemas cardiovascular, inmunitario, nervioso y reproductor, incluso opera como un neurotransmisor atípico.
¿Cómo se produce el óxido nítrico en nuestro organismo?
La síntesis de NO la realiza la enzima Óxido Nítrico Sintetasa (NOS), la cual emplea como sustrato el aminoácido L-arginina, transformándolo mediante una reacción de dos pasos finalmente en L-citrulina y NO.
Existen dos isoformas de esta enzima la constitutiva y la inducible: la constitutiva, se considera la más importante ya que produce de manera continua pequeñas cantidades de NO. Mientras que la inducible produce NO en respuesta a otros mensajeros, a través de esta respuesta la cantidades producidas de NO pueden multiplicarse por mil a lo largo de varios días.
Además, el NO se puede producir en diferentes tejidos, y dependiendo del tipo celular en el que se sintetice tendrá una función fisiológica u otra. Entre las cuales destacan: regulación de la presión arterial, coagulación sanguínea, defensa inmune contra patógenos, neurotransmisión y memoria, entre otros.
¿Cómo regula el NO la presión arterial?
Para la regulación de la presión arterial, el NO es producido en las células endoteliales de los vasos. Este NO actúa en las células musculares lisas desencadenando una serie de reacciones, aumenta la guanosin monofosfato (GMP), disminuye el calcio libre causando la inhibición del aparato contráctil.
El incremento de GMP activa enzimas que producen la defosforilación de las cadenas ligeras de miosina y la relajación muscular. El incremento rápido y transitorio de óxido nítrico, además de producir vasodilatación, inhibe la adhesión y la agregación plaquetaria.
Actualmente se están realizando estudios sobre cómo defectos en la producción de NO, afectan a la presión arterial: como puede ser la hipertensión debida a un déficit en la producción de NO, y en el caso contrario caídas de presión producidos en el shock séptico. De este modo los inhibidores de la NO sintetasa elevan la presión arterial.
¿Cómo nos defiende el NO de patógenos?
A través de neutrófilos y micrófagos, los cuales ingieren microorganismos fagocitándolos, tras lo cual estos pasan a los fagolisosomas y son destruidos por sustancias bactericidas producidas por el fagocito. Entre estas sustancias se incluyen derivados tóxicos del oxígeno como superóxido, peróxido de hidrógeno, radical hidroxilo o óxido nítrico.
La acción que realiza el NO en concreto es atacando los grupos hierro de ciertas enzimas, entre las cuales están las que sintetizan DNA y los presentes en la cadena respiratoria; se detiene así el crecimiento y la división celular del microorganismo.
El NO como neurotransmisor
Los neurotransmisores producen las respuestas inmediatas del sistema nervioso, como la de transmisión de señales sensitivas hacia el encéfalo y de las señales motoras hacia los músculos. Estos se sintetizan en el citoplasma del terminal presipático y las vesículas liberan su transmisor que suele tener un efecto de milisegundos o menos. Lo más frecuente es que el efecto consista en incrementar o disminuir la conductancia que presentan los canales iónicos, sea para excitarla o inhibirla.
El óxido nítrico difiere de otros transmisores por su mecanismo de producción, no está formado con antelación y almacenado en vesículas dentro del terminal presináptico, como los demás transmisores. En su lugar, se sintetiza casi al instante según las necesidades y a continuación difunde fuera de los terminales presinápticos, durante un periodo de segundos en vez de ser liberados en paquetes vesiculares.
Es por este mecanismo de acción, por los que se cree que el óxido nítrico está involucrado en el aprendizaje y la memoria. En las neuronas postsinápticas, no solo suele alterar mucho el potencial de membrana sino que modifica las funciones metabólicas intracelulares.
Otras funciones del NO
EL óxido nítrico tiene un papel muy importante en la erección masculina, mediante la dilatación de los vasos sanguíneos del pene. Son los nervios pélvicos los que liberan esta sustancia respondiendo a una excitación sexual.
De hecho se ha comprobado que mediante inhibidores de la síntesis de NO, no se produce erección. En el caso de la disfunción eréctil, el envejecimiento afecta a los niveles de NOS en el cuerpo, y por tanto a la producción de NO en respuesta a excitación sexual siendo menores sus niveles. Por otra parte a nivel digestivo, se cree que el NO es el componente relajante de las ondas peristálticas intestinales durante la digestión.
Estos son algunos de los motivos por los que en 1992 la revista “Science” nombro al óxido nítrico (NO) molécula del año.
