Oxit nitric, superoxide và peroxynitrit: những điều tốt, điều xấu và điều kinh khủng

Oxit nitric khác với hầu hết các chất truyền tín hiệu liên bào vì nó khuếch tán nhanh chóng và đồng nhất qua hầu hết các mô mà không bị phản ứng nhiều, nhưng không thể được vận chuyển qua hệ mạch do bị phân hủy nhanh bởi oxyhemoglobin. Sự khuếch tán nhanh chóng của oxit nitric giữa các tế bào cho phép nó tích hợp cục bộ các phản ứng của mạch máu với độ nhiễu, điều chỉnh tính dẻo synap trong các tế bào thần kinh và kiểm soát hành vi dao động của các mạng lưới thần kinh. Oxit nitric không nhất thiết chỉ tồn tại trong thời gian ngắn và về bản chất không phản ứng mạnh hơn oxy. Độ phản ứng của oxit nitric tự nó đã được ước lượng quá mức trong môi trường phòng thí nghiệm vì không có cơ chế nào để loại bỏ oxit nitric. Oxit nitric tồn tại trong dung dịch trong vài phút ở nồng độ micromolar trước khi phản ứng với oxy để tạo ra các chất oxy hóa mạnh hơn như nitrogen dioxide. Trong cơ thể sống, oxit nitric bị loại bỏ chỉ trong vài giây qua sự khuếch tán hơn 100 micromet qua các mô để vào hồng cầu và phản ứng với oxyhemoglobin. Độc tính trực tiếp của oxit nitric tương đối khiêm tốn nhưng được tăng cường lớn khi phản ứng với superoxide để tạo thành peroxynitrit (ONOO-). Oxit nitric là phân tử sinh học duy nhất được sản xuất với nồng độ đủ cao để cạnh tranh với superoxide dismutase cho superoxide. Peroxynitrit phản ứng tương đối chậm với hầu hết các phân tử sinh học, làm cho peroxynitrit trở thành chất oxy hóa chọn lọc. Peroxynitrit biến đổi tyrosine trong các protein để tạo ra nitrotyrosines, để lại dấu vết có thể phát hiện trong cơ thể sống. Việc nitrat hóa các protein cấu trúc, bao gồm neurofilaments và actin, có thể làm gián đoạn sự lắp ráp filament với những hậu quả bệnh lý nghiêm trọng. Các kháng thể chống lại nitrotyrosine đã phát hiện ra sự nitrat hóa trong xơ vữa động mạch người, thiếu máu cơ tim, phổi bị nhiễm trùng và căng thẳng, bệnh viêm ruột, và xơ cứng teo cơ bên.