Especies reactivas de nitrógeno - Reactive nitrogen species
![Reacciones que conducen a la generación de especies de óxido nítrico y nitrógeno reactivo. Tomado de Novo y Parola, 2008. [1]](https://wikipedia.org/wiki/File:Reactions_leading_to_generation_of_Nitric_Oxide_and_Reactive_Nitrogen_Species.jpg)
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).
Las especies reactivas de nitrógeno actúan junto con las especies reactivas de oxígeno (ROS) para dañar las células y provocar 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.
Tipos
Los RNS se producen en animales a partir de la reacción del óxido nítrico (• NO) con superóxido (O 2 • - ) para formar peroxinitrito (ONOO - ):
- • 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.
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. Sin embargo, estas reacciones ocurren a un ritmo relativamente lento. Esta lenta velocidad de reacción le permite reaccionar de manera más selectiva en toda la célula. El peroxinitrito es capaz de atravesar las membranas celulares hasta cierto punto a través de los canales aniónicos. 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)
Objetivos 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 peptídica. 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 provocar cambios en la actividad catalítica de las enzimas, alteración de la organización citoesquelética y alteración de la transducción de señales celulares.