L’acido nitrico (NO) è una piccola molecola con un doppio legame covalente tra azoto e atomi di ossigeno. È prodotto nel corpo umano da una sintesi in due fasi dall’aminoacido arginina, catalizzato dall’enzima ossido nitrico sintasi (NOS). NOS è presente in tre forme in diversi tessuti. Il NO altamente reattivo viene prodotto come risposta allo stress ed è sia una citotossina che un agente citoprotettivo.
Un ossido nitrico radicale libero ha effetti tossici sulle cellule ospiti e batteriche. La sua produzione nelle cellule epiteliali è controllata dall’ossido epiteliale sintasi (eNOS). L’ossido nitrico sintasi è legato nella membrana cellulare dal lato del citoplasma o nelle membrane di vari organelli. NO nelle cellule epiteliali è fondamentale nel controllo della contrazione e dilatazione vascolare. L’ancoraggio di eNOS nella membrana cellulare aiuta la cellula a limitare l’attività di NO a piccoli siti.
L’ossido nitrico sintasi inducibile (iNOS) è impiegato dal corpo per bloccare la crescita delle cellule nei tumori epiteliali, mammari e cerebrali gastrici. Il NO prodotto dall’azione di iNOS disabilita il metabolismo energetico reagendo con l’acido desossiribonucleico (DNA) della cellula e alla fine uccide la cellula. Un buon tessuto può essere ferito nella lotta per uccidere le cellule tumorali. Allo stesso modo, NO sintetizzato con eNOS combatte l’invasione delle cellule batteriche mentre uccide indiscriminatamente le cellule somatiche circostanti. Entrambi i tipi di morte delle cellule ospiti possono provocare shock tossici, una grave complicazione per i pazienti con sistema immunitario compromesso.
Dentro e intorno alle cellule nervose, NO agisce come un trasmettitore di segnale a breve termine, diffondendosi facilmente attraverso le membrane. L’ossido nitrico sintasi neuronale (nNOS) viene continuamente riciclato per produrre NO, poiché il NO è stabile per pochi secondi prima di essere neutralizzato dalle molecole d’acqua. L’espressione dell’enzima è regolata dalla concentrazione di ioni calcio. Si ritiene che NO sia coinvolto nella conversione della memoria a breve termine in memoria a lungo termine attraverso un processo chiamato potenziamento a lungo termine (LTP).
Gli inibitori dell’ossido nitrico sintasi sono neuroprotettivi, in quanto riducono la disponibilità del NO dei radicali liberi. I composti di questa classe includono vitamina C idrofila e vitamina E. idrofoba. Queste e altre molecole sono state studiate con la speranza di rallentare le condizioni neurodegenerative come il morbo di Parkinson. A partire dal 2010, i collegamenti diretti non sono stati dimostrati. Una paura è che diminuendo l’attività dell’ossido nitrico sintasi, i neuroni possano essere protetti ma i ricordi potrebbero andare persi.