L’acide nitrique (NO) est une petite molécule avec une double liaison covalente entre les atomes d’azote et d’oxygène. Il est produit dans le corps humain par une synthèse en deux étapes à partir de l’acide aminé arginine, catalysée par l’enzyme oxyde nitrique synthase (NOS). La NOS est présente sous trois formes dans différents tissus. Le NO hautement réactif est produit en réponse au stress et est à la fois une cytotoxine et un agent cytoprotecteur.
Un radical libre, l’oxyde nitrique a des effets toxiques sur l’hôte et les cellules bactériennes. Sa production dans les cellules épithéliales est contrôlée par l’oxyde nitrique synthase épithéliale (eNOS). L’oxyde nitrique synthase est lié dans la membrane de la cellule du côté du cytoplasme ou dans les membranes de divers organites. Le NO dans les cellules épithéliales joue un rôle dans le contrôle de la contraction et de la dilatation vasculaires. L’ancrage de l’eNOS dans la membrane cellulaire aide la cellule à restreindre l’activité du NO à de petits sites.
L’oxyde nitrique synthase inductible (iNOS) est utilisé par le corps pour ralentir la croissance des cellules dans les tumeurs épithéliales gastriques, mammaires et cérébrales. Le NO produit par l’action d’iNOS désactive le métabolisme énergétique en réagissant avec l’acide désoxyribonucléique (ADN) de la cellule et finit par tuer la cellule. Les bons tissus peuvent être blessés dans la lutte pour tuer les cellules tumorales. De même, le NO synthétisé avec eNOS combat l’invasion des cellules bactériennes tout en tuant sans discernement les cellules somatiques environnantes. L’un ou l’autre type de mort de la cellule hôte peut entraîner un choc toxique, une complication grave pour les patients dont le système immunitaire est affaibli.
Dans et autour des cellules nerveuses, le NO agit comme un émetteur de signal à court terme, diffusant facilement à travers les membranes. L’oxyde nitrique synthase neuronal (nNOS) est recyclé en continu pour produire du NO, car le NO est stable pendant quelques secondes avant d’être neutralisé par les molécules d’eau. L’expression de l’enzyme est régulée par la concentration en ions calcium. On pense que le NO est impliqué dans la conversion de la mémoire à court terme en mémoire à long terme via un processus appelé potentialisation à long terme (LTP).
Les inhibiteurs de l’oxyde nitrique synthase sont neuroprotecteurs, car ils réduisent la disponibilité du radical libre NO. Les composés de cette classe comprennent la vitamine C hydrophile et la vitamine E hydrophobe. Ces molécules et d’autres ont été étudiées dans l’espoir de ralentir les maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson. En 2010, les liens directs n’ont pas été démontrés. Une crainte est qu’en diminuant l’activité de l’oxyde nitrique synthase, les neurones puissent être protégés mais les souvenirs peuvent être perdus.