Interacciones NO-O2.

El óxido nítrico puede reaccionar con el O2 generando intermediarios reactivos que, a su vez, pueden mediar otras reacciones oxidativas y/o nitrosativas adicionales. La formación de estos intermediarios se ha estudiado bastante en química atmosférica por su asociación con los efectos deletéreos de la polución del aire.

Está suficientemente demostrado que la autoxidación del NO en medios acuosos conduce a la formación de especies reactivas de óxido de nitrógeno como el N2O3, que es un potente agente nitrosante {Wink et al., 1998a; Wink y Mitchell, 1998; Grisham et al., 1999}. Sin embargo, debido a la rápida reacción del NO con otros sustratos biológicos como las hemoproteínas, esta reacción parece ocurrir a un ritmo demasiado lento como para tener alguna consecuencia notable in vivo.

Es importante considerar que en medios hidrofóbicos como el que caracteriza a la membrana celular, pueden acelerar esta reacción más de 1000 veces {Liu et al., 1998b}. Estudios de este mismo grupo {Liu et al., 1998a} demostraron que el ritmo al que el NO es secuestrado por los eritrocitos es aproximadamente 3 veces más lento que el ritmo de la reacción entre el NO y la oxihemoglobina purificada, lo que sugiere que las reacciones de nitrosación mediadas por el N2O3 pueden, de hecho, jugar un importante papel in vivo. Así, este agente nitrosante puede N- y S-nitrosar gran variedad de dianas biológicas y producir derivados nitrosaminas y nitrosotioles (RNSO) potencialmente carcinogénicos {Wink et al., 1998b; Wink et al., 1998c; Grisham et al., 1999}

Puesto que el N2O3 es el principal mediador del estrés oxidativo in vivo. Su química ha sido estudiada activamente durante muchos años. Este intermediario puede tanto nitrosar como oxidar diferentes sustratos {Wink et al., 1998a; Wink y Mitchell, 1998; Grisham et al., 1999}.

La generación de nitrosaminas por nitrosación de aminas tiene lugar probablemente sólo a través de la interacción del N2O3 con compuestos amino, por lo que las nitrosaminas son el mejor indicador de estrés nitrosativo en los organismos vivos. De hecho, varios estudios han demostrado que la N-nitrosación tiene lugar in vivo y puede tener importantes implicaciones en la asociación conocida entre inflamación crónica y transformación maligna {Wink et al., 1998a; Wink y Mitchell, 1998; Wink et al., 1998b; Wink et al., 1998c; Grisham et al., 1999}.

Otros marcadores de estrés oxidativo son los aductos de S-nitrosotiol (RSNO), que también se forman fácilmente durante la autoxidación del NO mediante la interacción entre N2O3 y ciertos tioles {Wink et al., 1998a; Wink y Mitchell, 1998}. Estos complejos juegan un importante papel en el transporte de NO, las rutas de transducción de señal y en la regulación de expresión génica {Grisham et al., 1999}.

Estos aductos podrían estimular la conversión de GTP a cGMP en la guanilato ciclasa y son los intermediarios clave en la acción de varios compuestos vasodilatadores relacionados con el óxido nítrico como el nitroprusiato sódico y la nitroglicerina {Ignarro, 1990}. La S-nitroso-albúmina es una de los nitrosotioles más abundantes en el plasma humano, con concentraciones de 5 mM {Stamler, 1994; Stamler et al., 1997; Grisham et al., 1999; Griffiths et al., 2002}. Y se piensa que el factor relajante derivado del endotelio debe ser, en última instancia, un aducto de RSNO {Griffiths et al., 2002}.

Muchos de los RSNOs de alto y bajo peso molecular liberan NO espontáneamente o a través de su metabolización, por lo que son capaces de mediar muchas de las funciones biológicas del NO. Además, se ha propuesto que un residuo de cisteína específico localizado en las subunidades b de la hemoglobina es S-nitrosado en el pulmón, liberando el grupo NO durante el tránsito arterio-venoso de los eritrocitos; y que este tipo de reacción puede aumentar el flujo sanguíneo durante la oxigenación del tejido {Stamler et al., 1997}. No obstante, en humanos aún no se conoce perfectamente el mecanismo exacto por el que la hemoglobina es S-nitrosada in vivo y cómo la S-nitrosohemoglobina puede afectar a la relajación del músculo liso de forma notable.

La formación de RSNO puede también jugar un papel importante en la adhesión del leucocito al endotelio microvascular. Por ejemplo, las RSNOs inhiben la adhesión del leucocito a las células del endotelio microvascular in vivo, presumiblemente a través de la liberación de NO. Sin embargo, también se sabe que los grupos –SH son esenciales para la adhesión normal leucocito-célula endotelial {Grisham et al., 1998}.

La S-nitrosación de estos grupos SH críticos en la superficie de las células endoteliales y/o de los polimorfonucleares neutrófilos (PMNs) podría disminuir la adhesión, limitando la infiltración de leucocitos. Es más, el O2 inhibe la formación de RSNOs “antiadhesivas” endógenas por agentes nitrosantes derivados del NO, sugiriendo que la mayor producción de O2 durante la inflamación puede promover la adhesión PMN-célula endotelial. De hecho, está bien establecido que los donadores exógenos de NO son muy efectivos como inhibidores de la adhesión de los PMNs in vivo {Granger y Kubes, 1996; Grisham et al., 1998}.

Además, el hecho de que el glutatión reducido (GSH) tenga una afinidad inusualmente alta por el N2O3 hace que éste juegue un papel crítico en la inhibición de la toxicidad del NO que tiene lugar cuando su producción esté aumentada {Wink y Mitchell, 1998}. La depleción del GSH con sulfoximina de butionina (BSO) hace a las células considerablemente más susceptibles a la toxicidad mediada por el NO {Wink y Mitchell, 1998}.

Por otro lado, la formación de RSNOs puede promover o perpetuar la inflamación crónica. Lander y cols. demostraron que la S-nitrosación de un residuo de cisteína específico en la proteína p21Ras en linfocitos es crítica para el intercambio de nucleótido de guanina y, consecuentemente, para la ruta de señalización, lo que desembocaría en la formación de citoquinas pro-inflamatorias como el factor de necrosis tumoral (TNF) {Lander, 1996; Lander et al., 1996}.


BIBLIOGRAFÍA

 

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