Las especies reactivas de nitrógeno ( RNS ) son una familia de moléculas antimicrobianas derivadas del óxido nítrico (• NO) y superóxido (O 2 • - ) producidos mediante la actividad enzimática de la óxido nítrico sintasa 2 inducible ( NOS2 ) y NADPH oxidasa respectivamente. 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 de nitrógeno reactivo actúan junto con las especies de oxígeno reactivo (ROS) para dañar las células y causar estrés nitrosativo . Por lo tanto, estas dos especies a menudo se denominan colectivamente ROS / RNS.
Las especies de nitrógeno reactivo también se producen continuamente en las plantas como subproductos del metabolismo aeróbico o en respuesta al estrés. [3]
Tipos
Los RNS se producen en animales a partir de la reacción del óxido nítrico (• NO) con 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 de oxígeno reactivo 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 de las células vasculares. [6]
El peroxinitrito en sí mismo 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 lenta velocidad de reacción le permite reaccionar de forma más selectiva en toda la célula. El peroxinitrito puede atravesar las membranas celulares hasta cierto punto a través de los canales de aniones. [8] Además, el peroxinitrito puede reaccionar con otras moléculas para formar tipos adicionales de RNS, incluidos 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)
Blancos biológicos
El peroxinitrito puede reaccionar directamente con proteínas que contienen centros de metales de transición. Por tanto, puede modificar proteínas como la hemoglobina, la mioglobina y el citocromo c oxidando el hemo ferroso en sus correspondientes formas férricas. El peroxinitrito también puede cambiar la estructura de la proteína a través de la reacción con varios aminoácidos en la cadena de péptidos. La reacción más común con los aminoácidos es la oxidación de cisteína. Otra reacción es la nitración de tirosina; sin embargo, el peroxinitrito no reacciona directamente con la tirosina. La tirosina reacciona con otros RNS producidos por el peroxinitrito. Todas estas reacciones afectan la estructura y 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 citoesquelética y alteración de la transducción de señales celulares. [8]
Ver también
Referencias
- ^ Novo E, Parola M (2008). "Mecanismos redox en la cicatrización y fibrogénesis de heridas crónicas hepáticas" . Reparación de tejido de fibrogénesis . 1 (1): 5. doi : 10.1186 / 1755-1536-1-5 . PMC 2584013 . PMID 19014652 .
- ^ Iovine NM, Pursnani S, Voldman A, Wasserman G, Blaser MJ, Weinrauch Y (marzo de 2008). "Las especies de nitrógeno reactivo 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 .
- ^ 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 .
- ^ Squadrito GL, Pryor WA (septiembre de 1998). "Química oxidativa del óxido nítrico: las funciones del superóxido, peroxinitrito y dióxido de carbono". Biología y Medicina de Radicales Libres . 25 (4–5): 392–403. doi : 10.1016 / S0891-5849 (98) 00095-1 . PMID 9741578 .
- ^ Dröge W (enero de 2002). "Radicales libres en el control fisiológico de la función celular". Revisiones fisiológicas . 82 (1): 47–95. CiteSeerX 10.1.1.456.6690 . doi : 10.1152 / physrev.00018.2001 . PMID 11773609 .
- ^ 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" . La hipertensión . 39 (6): 1088–94. doi : 10.1161 / 01.HYP.0000018041.48432.B5 . PMID 12052847 .
- ^ 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 de nitrógeno reactivo 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 .
- ^ a b Pacher P, Beckman JS, Liaudet L (enero de 2007). "Óxido nítrico y peroxinitrito en salud y enfermedad" . Physiol. Rev . 87 (1): 315–424. doi : 10.1152 / physrev.00029.2006 . PMC 2248324 . PMID 17237348 .
enlaces externos
- Breve artículo sobre química RN
- Artículo sobre las tendencias mundiales de RN