Mecanismos moleculares involucrados en la fisiopatología del estrés nitrooxidativo.
El estrés nitrooxidativo comprende los disturbios infligidos a células y orgánulos subcelulares por las especies reactivas del nitrógeno (ERN), fundamentalmente el peroxinitrito y los S – nitrosotioles. Los efectos deletéreos de estas ERN han sido mejor descritos sobre la membrana plasmática de las células endoteliales y las mitocondrias, por ser estas alteraciones las que fungen como resortes para diferentes estados patológicos.
Mecanismos moleculares involucrados en la fisiopatología del estrés nitrooxidativo.
Molecular mechanisms involved in the physiopathology of nitroxidative stress.
Autor principal: Lic. Daniel Eugenio Benítez Zequeira. Licenciado en Bioquímica. Profesor Auxiliar.
Coautores:
- Lic. Víctor de la Caridad Alfonso Mesa. Licenciado en Biología. Instructor.
- Dra. Ionmara Tadeo Oropesa, MD. Especialista de 1er grado en Embriología. Instructor.
- Dra. Gisela de los Ángeles Beltrán Pupo, MD. Especialista de 1er grado en Anatomía. Profesora Asistente.
- Lic. Alexia Inés Almeida Viruliche. Licenciada en Enfermería. Profesora Asistente.
- Lic. Anahy Molinet Buides. Licenciada en Enfermería. Especialista de 1er grado en Fisiología Normal y Patológica. Profesora Asistente.
Institución: Universidad Médica de La Habana. Facultad de Ciencias Médicas “Julio Trigo López”. Departamento de Morfofisiología.
Resumen
El estrés nitrooxidativo comprende los disturbios infligidos a células y orgánulos subcelulares por las especies reactivas del nitrógeno (ERN), fundamentalmente el peroxinitrito y los S – nitrosotioles. Los efectos deletéreos de estas ERN han sido mejor descritos sobre la membrana plasmática de las células endoteliales y las mitocondrias, por ser estas alteraciones las que fungen como resortes para diferentes estados patológicos.
En este trabajo de revisión se compilan los resultados de una década, obtenidos por los autores consultados en cuanto a los mecanismos moleculares a través de los cuales las especies reactivas del nitrógeno (ERN) desencadenan la disfunción endotelial, la disfunción mitocondrial, la inflamación y los eventos vasculares de la aterosclerosis. Para ello, se realizó una búsqueda exhaustiva basada en dos criterios de exclusión: artículos publicados en el periodo 2000 – 2010 y una selección de las revistas científicas que, a nuestro criterio, mejor hubiesen reflejado el contenido de interés.
Palabras clave: estrés nitrooxidativo, especies reactivas del nitrógeno, disfunción endotelial, disfunción mitocondrial, inflamación, aterosclerosis.
Abstract
The undesirable effects of reactive nitrogen species (RNS) have been better described on cell membrane and mitochondria for these alterations act as triggering factors for different pathological states. A review has been carried out in which results obtained by the consulted authors in the matter of both endothelial and mitochondrial dysfunction, as well as inflammation and atherosclerotic vascular events, triggered by RNS within a whole decade have been compiled. The purpose of reviewing was based on two excluding criteria: articles published from 2000 to 2010 and a fine selection of the science magazines which better exposed the content.
Mecanismos moleculares del Oxido Nítrico en la funcionalidad endotelial.
La vasodilatación es la respuesta primaria del endotelio ante el estímulo provocado por el estrés hemodinámico. Y es el óxido nítrico (ON) el protagonista principal de este efecto en su calidad de segundo mensajero químico (1).
El óxido nítrico (ON) es producido en el endotelio por la enzima óxido nítrico sintasa (NOS, del inglés nitric oxide synthase), de la cual se han identificado tres isoformas. Dos de ellas son constitutivas y dependientes de calcio – calmodulina: la propiamente endotelial (eNOS) y la neuronal (nNOS). Ambas enzimas producen óxido nítrico (ON) a concentraciones bajas o basales (2). La tercera isoenzima, también presente en macrófagos, no depende de las concentraciones intracelulares de calcio y es inducida (iNOS) por diferentes factores patológicos cuya diana es la membrana endotelial o del fagocito; estos factores pueden ser moléculas proinflamatorias, lipoproteínas oxidadas y agentes infecciosos (envolturas virales y exotoxinas y lipopolisacáridos bacterianos) (3).
Todas las isoenzimas de la enzima óxido nítrico sintasa (NOS) requieren de cofactores como flavín adenín mononucleótido (FMN), flavín adenín dinucleótido (FAD), tetrahidrobiopterina (BH4) y NADPH (4, 5).
La activación de la enzima óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS) se produce por fosforilación dependiente de calcio: este catión se une a la proteína calmodulina y el complejo binario resultante activa proteínas quinasas que fosforilan la sintasa. Por otra parte, los factores inductores mencionados anteriormente pueden activar la vía que involucra a la enzima fosfatidil inositol 3 quinasa (PI – 3K), lo cual a su vez activa factores de transcripción que incrementan la expresión y consecuente actividad de la enzima óxido nítrico sintasa inducida (iNOS) (6).
Cuando las NOS han sido activadas, se incrementa la concentración intracelular del ON, este se une al grupo hemo de la enzima guanilato ciclasa soluble induciendo un cambio conformacional de la proteína, lo que activa el sitio catalítico de esta. La guanilato ciclasa cataliza entonces la conversión del guanosín 5’ trifosfato (GTP) en guanosín 3’5’ monofosfato cíclico (GMPc) (7).