Parte sul monossido d'azoto

Monossido d’azoto (NO)

È un neurotrasmettitore a livello centrale e anche un trasmettitore a livello periferico, definito Ossido Nitrico.

È un gas che si forma in cellule e tessuti in seguito a reazione enzimatica tra L-arginina e ossigeno molecolare ad opera

dell’enzima NOS (ossido d’azoto sintetasi) aiutato da altri cofattori. Ha un emivita brevissima, di qualche secondo e non è

immagazzinato in vescicole e diffonde rapidamente (liberazione non esocitotica).

Sintesi di NO e meccanismo d’azione

La NO sintasi (avente diverse isoforme in diversi distretti), in presenza di O e del cofattore NADPH, trasforma la L-arginina in

2

L-citrullina e NO. Esistono inoltre farmaci donatori di NO.

Il NO, attraverso un’altra reazione, attiva la guanilil-ciclasi che trasforma GTP in cGMP, responsabile della vasodilatazione,

dell’inibizione piastrinica, della regolazione della muscolatura liscia e della regolazione immunitaria.

La L-NMMA inibisce la NO sintasi, quindi inibisce la produzione di NO.

Degradazione di NO

NO reagisce con l’ossigeno e forma N O (tetrossido di azoto), che a sua volta reagisce con l’acqua per dare ioni nitrato

2 4

(NO ) o ioni nitrito (NO ). Questi ultimi vengono ossidati a ioni nitrato per mezzo dell’emoglobina (sono ioni che diffondono

3- 2-

nel sangue). Inoltre, basse concentrazioni di NO sono relativamente stabili nell’aria: piccole quantità di NO prodotte nei

polmoni sfuggono alla reazione e possono essere misurate nell’aria espirata.

Formazione di composti tossici da NO

La produzione eccessiva di NO è dannosa. NO reagisce con anioni superossido (O ) per formare anioni perossinitriti

2 -

(ONOO ), specie chimica molto tossica che si decompone ulteriormente in intermedi altamente reattivi ed è responsabile di

-

effetti tossici di NO.

NO sintetasi (NOS)

NOS catalizzano la formazione di NO e citrullina a partire da L-arginina, O e NADPH.

2

Sono enzimi molto complessi, per esercitare l’attività enzimatica richiedono cofattori quali:

- FAD; - FMN; - calcio/calmodulina - tetraidrobiopterina (BH4)

Si conoscono tre isoforme (diversa struttura proteica) di NOS:

• Forma inducibile: iNOS (o NOS-II) → in tutte le cellule nucleate; non dipende dalla concentrazione di Ca

++

• Forma costitutiva endoteliale: eNOS (o NOS-III) → cellule endoteliali e altre; Ca /calmodulina dipendenti

++

• Forma costitutiva neuronale: nNOS (o NOS-I) → neuroni, rene, pancreas, polmoni; Ca /calmodulina dipendenti.

++

iNOS viene espressa in seguito a stimoli patologici (es: microrganismi invasori) in macrofagi e altre cellule; normalmente non

si trova nell’organismo. eNOS e nNOS sono presenti in condizioni fisiologiche nell’endotelio (controllo dello stato contrattile

del vaso sanguigno) e nei neuroni. eNOS è localizzata anche in altri tessuti (piastrine, miociti cardiaci, osteoblasti,

osteoclasti).

Attivazione di eNOS - Dipendente dalla concentrazione di Ca

++

A livello endoteliale media vasodilatazione e inibizione piastrinica, aumentando il flusso ematico (la serotonina induce

aggregazione piastrinica e vasocostrizione).

Il recettore metabotropico attiva la fosfolipasi-C, che produce IP e DAG.

3

L’IP si lega ai suoi recettori sul RE, provocando la fuoriuscita di calcio, che si lega alla calmodulina. In presenza di

3

calmodulina, del BH4 e dell’eNOS viene sintetizzato NO.

Il complesso Ca-calmodulina favorisce l’attivazione della eNOS (che poteva essere attivata da recettori o anche da

uno stress di stiramento meccanico, quindi sia stimoli neurotrasmettitoriali che meccanici). La NOS attiva

favorisce la sintesi di NO, il NO attiva la guanilato ciclasi, che provoca un aumento del cGMP, responsabile del

rilasciamento.

Attivazione di nNOS (Ca-dipendente)

I recettori per il glutammato fanno entrare il Ca, che si lega alla calmodulina. Ca-calmodulina attivata (insieme al BH4) attiva

(fosforila) la nNOS, la quale fosforila un’altra proteina per dar luogo al NO, che stimola la guanilato ciclasi; l’aumento di cGMP

favorisce la neurotrasmissione.

Attivazione di iNOS (Ca-indipendente)

L’interferone si lega al recettore per le citochine, che attraverso una trasduzione del segnale