Las isoenzimas de la síntesis de óxido nítrico
Conociendo las vías enzimáticas que también influyen en un mejor bombeo muscular
La óxido nítrico sintetasa (NOS) es la enzima responsable de transformar la l-arginina en óxido nítrico (NO) en una catálisis orgánica de oxido-reducción (reacción RedOx), sin gasto de energía o ATP y lo hace través de hemeproteínas de la familia citocromo P450-like que son dependientes de las Lo2, NADPH, flavinas y biopterinas para ejercer su actividad; hasta el momento fueron aisladas y clonadas tres isoenzimas siendo dos constituídas en determinadas células y una inducible, recibiendo las siglas respectivas de cNOS, eNOS e iNOS.
En todos los tipos celulares en que se ha detectado el óxido nítrico, su precursor es la l-arginina, a partir del cual se forman la l-citrulina y el óxido nítrico; esta reacción la realiza esta familia de isoenzimas, las óxido nítrico sintetasas, las cuales se denominaron según la región donde fueron aisladas y clonadas; endotelial, neuronal e inducible y si bien estas enzimas tienen características moleculares similares su actividad de síntesis depende de la cantidad de óxido nítrico que necesiten producir en el tejido del órgano donde se localicen, de su interacción con otras moléculas y de la función del óxido nítrico en ese tejido.
Las tres isoenzimas son semejantes estructuralmente, sin embargo reguladas de modo diverso e inducidas a partir de genes localizados en los cromosomas 7; isoforma I, isoforma II e isoforma III.
- La cNOS neuronal o Isoforma I están presente en el cerebro y ya fueron purificadas en ensayos inicialmente en el cerebelo de roedores y cerdos; en la literatura esta enzima puede ser llamada también bNOS (brain NO synthase) o nNOS (neuronal NO synthase) y actualmente analogada del cerebro humano manteniendo una secuencia de aminoácidos altamente conservada entre las especies.
- La iNOS inducible o Isoforma II no está presente de modo habitual siendo inducida en los macrófagos y otras células por lipo-polisacarideas bacterianas y/o citoquinas; considerando que cualquier célula del organismo tiene la capacidad de producir iNOS bajo estímulos pertinentes ya que al ser inducida; la iNOS es capaz de producir óxido nítrico (NO) por largo tiempo implicándose en varios procesos patológicos, de hecho el alto nivel de óxido nítrico (NO) producido por macrófagos o por neutrófilos u otras células activadas que debería ser tóxico para microbios, parásitos o células tumorales puede también lesionar células saludables vecinas, siendo este mecanismo responsable por la mayoría de procesos inflamatorios y auto-inmunes.
- La eNOS endotelial o Isoforma III está presente en las células endoteliales llamada también EC-NOS (endothelial constitutive NO synthase); el código genético responsable por la isoforma III fue clonado a partir de células endoteliales de bovinos y humanos, confirmando la región preferencial de producción y acción.
Otra clasificación de las NOS es determinada por su dependencia de calcio para su activación; el Ca2+ es un importante señalizador citoplasmático, controlando a partir de conexiones con proteínas intracelulares receptoras específicas; una de estas proteínas citoplasmáticas (Ca2+ receptoras) es la calmodulina encontrada en prácticamente todas células.
- Cuando el Ca2+ se conecta a la calmodulina se forma el complejo Ca2+/calmodulina que es un elemento regulatorio de algunas actividades enzimáticas intracelulares.
- Cuando la concentración intracelular de Ca2+ decae, se deshace el complejo Ca2+/calmodulina y la actividad enzimática es desactivada.
- Este mecanismo Ca2+/calmodulina es responsable por la activación de las NOS.
En el caso de la cNOS, se sigue el mecanismo descrito por lo que es necesaria determinada concentración de Ca2+ intracelular para la actividad enzimática, ocurriendo una inactivación de la cNOS con caída del Ca2+ citoplasmático por debajo de determinado nivel.
Para la iNOS, el mecanismo de acción depende de la concentración intracelular de Ca2+ solamente para ativación, y en donde la caída del Ca2+ intracelular no inhibe la actividad de la iNOS; así se clasifican las NOS como calcio-dependientes (que son las isoformas I e III) y la calcio-independientes (la isoforma II).
El conocimiento de la vía de síntesis del óxido nítrico y la facilidad de contar con diferentes moléculas inhibidoras o donadoras del mismo, así como los ensayos realizados en roedores que carecen por algunas técnicas en laboratorio de alguna de las sintetasas, aportaron gran cantidad de conocimiento sobre la función de este mensajero celular en los diferentes sistemas donde se encuentra; sin embargo, falta aclarar sus varias asociaciones en el sistema nervioso por lo que se debe contar con varios inhibidores específicos para cada una de las sintetasas.
