Especies reactivas de nitrógeno
Reacciones que conducen a la generación de óxido nítrico y especies reactivas de nitrógeno. Tomado de Novo y Parola, 2008.[1]
Reacciones que conducen a la generación de óxido nítrico y especies reactivas de nitrógeno. Tomado de Novo y Parola, 2008. [1]

Las especies reactivas de nitrógeno ( RNS ) son una familia de moléculas antimicrobianas derivadas del óxido nítrico (•NO) y el superóxido (O 2 •− ) producidas a través de la actividad enzimática de la óxido nítrico sintasa inducible 2 ( NOS2 ) y la NADPH oxidasa respectivamente. La NOS2 se expresa principalmente en macrófagos después de la inducción por citocinas y productos microbianos, en particular interferón-gamma (IFN-γ) y lipopolisacárido (LPS). [2]

Las especies reactivas de nitrógeno actúan junto con las especies reactivas de oxígeno (ROS) para dañar las células y causar estrés nitrosativo . Por lo tanto, a estas dos especies se las suele denominar colectivamente ROS/RNS.

Las especies reactivas de nitrógeno también se producen continuamente en las plantas como subproductos del metabolismo aeróbico o en respuesta al estrés. [3]

Tipos

Las RNS se producen en animales a partir de la reacción del óxido nítrico (•NO) con el superóxido (O 2 •− ) para formar peroxinitrito (ONOO − ): [4] [5]

  • •NO (óxido nítrico) + O 2 •− (superóxido) → ONOO − (peroxinitrito)

El anión superóxido (O 2 − ) es una especie reactiva del oxígeno que reacciona rápidamente con el óxido nítrico (NO) en la vasculatura. La reacción produce peroxinitrito y agota la bioactividad del NO. Esto es importante porque el NO es un mediador clave en muchas funciones vasculares importantes, incluida la regulación del tono del músculo liso y la presión arterial, la activación plaquetaria y la señalización celular vascular. [6]

El peroxinitrito en sí es una especie altamente reactiva que puede reaccionar directamente con varios objetivos biológicos y componentes de la célula, incluidos lípidos, tioles, residuos de aminoácidos, bases de ADN y antioxidantes de bajo peso molecular. [7] Sin embargo, estas reacciones ocurren a un ritmo relativamente lento. Esta velocidad de reacción lenta le permite reaccionar de manera más selectiva en toda la célula. El peroxinitrito puede atravesar las membranas celulares hasta cierto punto a través de los canales aniónicos. [8] Además, el peroxinitrito puede reaccionar con otras moléculas para formar tipos adicionales de RNS, incluido el dióxido de nitrógeno (•NO 2 ) y el trióxido de dinitrógeno (N 2 O 3 ), así como otros tipos de radicales libres químicamente reactivos . Las reacciones importantes que involucran RNS incluyen:

  • ONOO − + H + → ONOOH ( ácido peroxinitroso ) → •NO 2 (dióxido de nitrógeno) + •OH ( radical hidroxilo )
  • ONOO − + CO 2 ( dióxido de carbono ) → ONOOCO 2 − (nitrosoperoxicarbonato)
  • ONOOCO 2 − → •NO 2 (dióxido de nitrógeno) + O=C(O•)O − (radical carbonato)
  • •NO + •NO 2 ⇌ N 2 O 3 (trióxido de dinitrógeno)

Objetivos biológicos

El peroxinitrito puede reaccionar directamente con proteínas que contienen centros de metales de transición. Por lo tanto, puede modificar proteínas como la hemoglobina, la mioglobina y el citocromo c oxidando el hemo ferroso en sus formas férricas correspondientes. El peroxinitrito también puede cambiar la estructura de las proteínas a través de la reacción con varios aminoácidos en la cadena peptídica. La reacción más común con los aminoácidos es la oxidación de la cisteína. Otra reacción es la nitración de la tirosina; sin embargo, el peroxinitrito no reacciona directamente con la tirosina. La tirosina reacciona con otras RNS que son producidas por el peroxinitrito. Todas estas reacciones afectan la estructura y la función de las proteínas y, por lo tanto, tienen el potencial de causar cambios en la actividad catalítica de las enzimas, alteración de la organización del citoesqueleto y alteración de la transducción de señales celulares. [8]

Véase también

Referencias

  1. ^ Novo E, Parola M (2008). "Mecanismos redox en la cicatrización de heridas crónicas hepáticas y fibrogénesis". Fibrogénesis y reparación tisular . 1 (1): 5. doi : 10.1186/1755-1536-1-5 . PMC  2584013 . PMID  19014652.
  2. ^ Iovine NM, Pursnani S, Voldman A, Wasserman G, Blaser MJ, Weinrauch Y (marzo de 2008). "Las especies reactivas de nitrógeno contribuyen a la defensa innata del huésped contra Campylobacter jejuni". Infección e inmunidad . 76 (3): 986–93. doi :10.1128/IAI.01063-07. PMC 2258852 . PMID  18174337. 
  3. ^ Pauly N, Pucciariello C, Mandon K, Innocenti G, Jamet A, Baudouin E, Hérouart D, Frendo P, Puppo A (2006). "Especies reactivas de oxígeno y nitrógeno y glutatión: actores clave en la simbiosis leguminosa-Rhizobium". Revista de Botánica Experimental . 57 (8): 1769–76. doi : 10.1093/jxb/erj184 . PMID  16698817.
  4. ^ Squadrito GL, Pryor WA (septiembre de 1998). "Química oxidativa del óxido nítrico: los papeles del superóxido, el peroxinitrito y el dióxido de carbono". Biología y medicina de radicales libres . 25 (4–5): 392–403. doi :10.1016/S0891-5849(98)00095-1. PMID  9741578.
  5. ^ Dröge W (enero de 2002). "Radicales libres en el control fisiológico de la función celular". Physiological Reviews . 82 (1): 47–95. CiteSeerX 10.1.1.456.6690 . doi :10.1152/physrev.00018.2001. PMID  11773609. S2CID  11395189. 
  6. ^ Guzik TJ, West NE, Pillai R, Taggart DP, Channon KM (junio de 2002). "El óxido nítrico modula la liberación de superóxido y la formación de peroxinitrito en los vasos sanguíneos humanos". Hipertensión . 39 (6): 1088–94. CiteSeerX 10.1.1.506.9055 . doi :10.1161/01.HYP.0000018041.48432.B5. PMID  12052847. S2CID  2519686. 
  7. ^ O'Donnell VB, Eiserich JP, Chumley PH, Jablonsky MJ, Krishna NR, Kirk M, Barnes S, Darley-Usmar VM, Freeman BA (enero de 1999). "Nitración de ácidos grasos insaturados por especies reactivas de nitrógeno derivadas del óxido nítrico peroxinitrito, ácido nitroso, dióxido de nitrógeno e ion nitronio". Chem. Res. Toxicol . 12 (1): 83–92. doi :10.1021/tx980207u. PMID  9894022.
  8. ^ ab Pacher P, Beckman JS, Liaudet L (enero de 2007). "Óxido nítrico y peroxinitrito en la salud y la enfermedad". Physiol. Rev. 87 ( 1): 315–424. doi :10.1152/physrev.00029.2006. PMC 2248324. PMID  17237348 . 
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