Scanno Ossido Nitrico

Ossido nitricoOssido nitrico

Il monossido di azoto, definito anche nitrossido (Il monossido di azoto, definito anche nitrossido (NONO), è un ), è un semplice composto costituito da un atomo di azoto ed uno semplice composto costituito da un atomo di azoto ed uno di ossigenodi ossigeno

È un radicale libero assai instabile, con emivita molto breve È un radicale libero assai instabile, con emivita molto breve e con la peculiarità di diffondere attraverso le membrane e con la peculiarità di diffondere attraverso le membrane cellularicellulari

Negli anni ’80 si è iniziato a correlare il nitrossido a diversi Negli anni ’80 si è iniziato a correlare il nitrossido a diversi processi (fisiologici e non)processi (fisiologici e non)

Nel 1998 Furchgott, Ignarro e Mudar vincono il NobelNel 1998 Furchgott, Ignarro e Mudar vincono il Nobel

Il monossido di azoto è assai semplice da un punto di vista Il monossido di azoto è assai semplice da un punto di vista strutturale ma l’enzima che lo sintetizza, cioè la nitrossido strutturale ma l’enzima che lo sintetizza, cioè la nitrossido sintetasi (sintetasi (NOSNOS) è estremamente complesso) è estremamente complesso

In primo luogo sono state riconosciute diverse isoforme di In primo luogo sono state riconosciute diverse isoforme di tale enzima negli studi sui macrofagi attivati, sui neuroni e tale enzima negli studi sui macrofagi attivati, sui neuroni e sulle cellule endotelialisulle cellule endoteliali

Forma costitutiva (Forma costitutiva (cNOScNOS) e forma inducibile () e forma inducibile (iNOSiNOS))

neuroni (neuroni (CC) e nelle cellule endoteliali () e nelle cellule endoteliali (MM)) cNOScNOSmacrofagi (citochine e/o endotossine)macrofagi (citochine e/o endotossine) iNOSiNOS

Nel 1994 è stata identificata una famiglia di tre geni in Nel 1994 è stata identificata una famiglia di tre geni in grado di codificare la NOS; per tale fatto l’enzima è stato grado di codificare la NOS; per tale fatto l’enzima è stato classificato in tre tipi differenti (indipendentemente dal classificato in tre tipi differenti (indipendentemente dal fatto che fosse espresso nella forma costitutiva o fatto che fosse espresso nella forma costitutiva o inducibile)inducibile)

Tipo I NOSTipo I NOS attività dipendente da elevati livelli di attività dipendente da elevati livelli di Ca (70 nM) – neuroni Ca (70 nM) – neuroni (calmodulina ++)(calmodulina ++)

Tipo II NOSTipo II NOS attività indipendente dai valori di Ca attività indipendente dai valori di Ca

Tipo III NOSTipo III NOS attività dipendente da elevati livelli di attività dipendente da elevati livelli di Ca – cellule endoteliali Ca – cellule endoteliali (calmodulina ++)(calmodulina ++)

Tipo I NOSTipo I NOS neurotrasmettitoreneurotrasmettitore

Tipo II NOSTipo II NOS immunocitotossicitàimmunocitotossicità

Tipo III NOSTipo III NOS rilassamento cellulerilassamento cellule

muscolari liscemuscolari lisce

sintesi dell’ossido nitricosintesi dell’ossido nitrico

ArgininaArginina atomo di azoto atomo di azoto

OssigenoOssigeno atomo di ossigeno atomo di ossigeno

NADPHNADPH elettroni elettroni

diverso tipo di regolazione diverso tipo di regolazione dell’espressione e dell’attività delle dell’espressione e dell’attività delle

isoformeisoforme

ossido nitricoossido nitrico

MEHTA S. MEHTA S. (2005)

correlazione tra “acute lung injury” (ALI) e aumentata correlazione tra “acute lung injury” (ALI) e aumentata produzione endogena di NO (dovuta ad amplificata produzione endogena di NO (dovuta ad amplificata espressione ed attività della iNOS).espressione ed attività della iNOS).

tale situazione contribuisce in modo preponderante al tale situazione contribuisce in modo preponderante al mantenimento dei meccanismi fisiopatologici di tale quadro mantenimento dei meccanismi fisiopatologici di tale quadro clinico (sebbene una inibizione della produzione di NO non clinico (sebbene una inibizione della produzione di NO non gioca un ruolo significativo nella terapia dello stesso)gioca un ruolo significativo nella terapia dello stesso)

ossido nitrico ed ossigeno iperbaricoossido nitrico ed ossigeno iperbarico

ChiovelliChiovelli (1994) (1994)““effetto antalgico dell’ossigeno iperbarico”effetto antalgico dell’ossigeno iperbarico”

(Vezzani, Casti, Bacciottini – Parma)(Vezzani, Casti, Bacciottini – Parma)

10 volontari sani determinazione dei nitriti 10 volontari sani determinazione dei nitriti plasmatici (plasmatici () in relazione alla aumentata ) in relazione alla aumentata distruzione di NO durante il trattamento iperbaricodistruzione di NO durante il trattamento iperbarico

ossido nitrico ed ossigeno iperbaricoossido nitrico ed ossigeno iperbarico(2000)(2000)

DEMCHENKO IT et a.DEMCHENKO IT et a.

1) aprile1) aprile J. Appl. Physiol.J. Appl. Physiol.

2) dicembre2) dicembre Ross FiziolRoss Fiziol

3) dicembre3) dicembre Nitric OxideNitric Oxide

“ “ nitric oxide, hyperbaric oxygen, cerebral blood flownitric oxide, hyperbaric oxygen, cerebral blood flow ” ”



recenti evidenze hanno dimostrato che durante il recenti evidenze hanno dimostrato che durante il trattamento con Otrattamento con O22 iperbarico si determina una diminuzione iperbarico si determina una diminuzione del flusso cerebrale secondariamente all’inattivazione del flusso cerebrale secondariamente all’inattivazione dell’NO. dell’NO.

in ratti esposti per 30 min. ad Oin ratti esposti per 30 min. ad O22 a 5 ATA si aveva una a 5 ATA si aveva una riduzione del flusso cerebrale a livello della substantia riduzione del flusso cerebrale a livello della substantia nigra, del putamen, del caudato, dell’ippocampo e della nigra, del putamen, del caudato, dell’ippocampo e della corteccia parietale dal 23 al 37%. corteccia parietale dal 23 al 37%.



tale livello di riduzione del flusso cerebrale non si tale livello di riduzione del flusso cerebrale non si evidenziava in animali pretrattati con un’inibitore della NO evidenziava in animali pretrattati con un’inibitore della NO sintetasi. sintetasi.

dopo 30 min. a 5 ATA i livelli cerebrali di NO presentavano dopo 30 min. a 5 ATA i livelli cerebrali di NO presentavano una riduzione, analogamente al flusso cerebrale, del 31% una riduzione, analogamente al flusso cerebrale, del 31% (+/- 9%).(+/- 9%).

il decremento del flusso cerebrale era completamente il decremento del flusso cerebrale era completamente abolito dalla somministrazione di MnSOD, durante il abolito dalla somministrazione di MnSOD, durante il trattamento con Otrattamento con O22..



questi risultati indicano che la riduzione del flusso cerebrale questi risultati indicano che la riduzione del flusso cerebrale durante Odurante O22 iperbarico è associata ad un decremento della iperbarico è associata ad un decremento della concentrazione di NO ed ad un incremento della produzione concentrazione di NO ed ad un incremento della produzione cerebrale di ROS.cerebrale di ROS.

i dati supportano, inoltre, l’ipotesi che l’inattivazione dell’NO i dati supportano, inoltre, l’ipotesi che l’inattivazione dell’NO antagonizzi il rilasciamento basale dei vasi cerebrali durante antagonizzi il rilasciamento basale dei vasi cerebrali durante la Ola O22 terapia, sebbene non possa essere escluso un effetto terapia, sebbene non possa essere escluso un effetto dell’ossigenoterapia iperbarica sulla sintesi di NO.dell’ossigenoterapia iperbarica sulla sintesi di NO.


VEZZANI G. et a.VEZZANI G. et a.

produzione dell’energiaproduzione dell’energia

OO22 sintesi proteica ed ac. nucleicisintesi proteica ed ac. nucleici

produzione di R.O.S. produzione di R.O.S.



produzione di R.O.S.produzione di R.O.S.

stress ossidativostress ossidativo messaggeri intracellulari messaggeri intracellulari

trasduzione di segnali tra cellula ed trasduzione di segnali tra cellula ed ambienteambiente

attivazione genica (ROS , RNS)attivazione genica (ROS , RNS)

sintesi di proteine dello stress (HSP)sintesi di proteine dello stress (HSP)

stato di “allerta” delle cellulestato di “allerta” delle cellule



NO reagisce con ONO reagisce con O22, ROS, metalli di transizione , ROS, metalli di transizione composti composti intermedi instabili intermedi instabili ione nitrito e nitrato (che rappresenta il ione nitrito e nitrato (che rappresenta il metabolita terminale stabile – circa 90’ di emivita plasmatica)metabolita terminale stabile – circa 90’ di emivita plasmatica)

Sia in ipossia che in iperossia l’NO reagisce con OSia in ipossia che in iperossia l’NO reagisce con O22 e ROS e ROSsoggetti trattati con ossigeno iperbarico 100% a 2,8 ATA per 1ora soggetti trattati con ossigeno iperbarico 100% a 2,8 ATA per 1ora

diminuzione dell’NOdiminuzione dell’NO33 plasmatico (azione dell’ambiente ossidante sulla plasmatico (azione dell’ambiente ossidante sulla NOS)NOS)



studio su 57 casi di soggetti intossicati da studio su 57 casi di soggetti intossicati da monossido di carboniomonossido di carbonio

Anche il CO presenta delle analogie con il NO (stimolazione Anche il CO presenta delle analogie con il NO (stimolazione dell’enzima guanilato ciclasi e produzione di GMPc)dell’enzima guanilato ciclasi e produzione di GMPc)



57 casi di intossicati da CO 57 casi di intossicati da CO

determinazione prima e dopo il trattamento determinazione prima e dopo il trattamento iperbarico del NOiperbarico del NO33 plasmatico plasmatico

bassi livelli di NObassi livelli di NO33 sia prima che dopo il trattamento sia prima che dopo il trattamento con ossigeno iperbaricocon ossigeno iperbarico



bassi livelli di NObassi livelli di NO33 sia prima che dopo il trattamento sia prima che dopo il trattamento con ossigeno iperbaricocon ossigeno iperbarico

Interferenza con sistemi enzimatici (eme ossigenasi e NO Interferenza con sistemi enzimatici (eme ossigenasi e NO sintetasi)sintetasi)

Inattivazione delle NOS ( iNOS e cNOS)Inattivazione delle NOS ( iNOS e cNOS) Ipossia determina induzione della HO-1 (hsp32 proteina da Ipossia determina induzione della HO-1 (hsp32 proteina da

shock termico shock termico ++ CO) ++ CO)Aumento del GMPc Aumento del GMPc fosforilazione della NOS con sua fosforilazione della NOS con sua

successiva inattivazionesuccessiva inattivazione

ossido nitrico ed ossigeno iperbaricoossido nitrico ed ossigeno iperbarico

SATO T. et a.SATO T. et a. (2001) (2001)

changes in nitric oxide production and cerebral blood flow before development of changes in nitric oxide production and cerebral blood flow before development of hyperbaric oxygen-induced seizures in rats hyperbaric oxygen-induced seizures in rats

DEMCHENKO ET a.DEMCHENKO ET a. (2003)(2003)

oxygen seizures latency and peroxynitrite formation in mice lacking neuronal or oxygen seizures latency and peroxynitrite formation in mice lacking neuronal or endothelial nitric oxide synthases endothelial nitric oxide synthases

GUTSAEVA DR et a.GUTSAEVA DR et a. (2004) (2004)

nitric oxide and carbon dioxide in neurotoxicity induced by oxygen under pression nitric oxide and carbon dioxide in neurotoxicity induced by oxygen under pression


ZHILIAEV et a.ZHILIAEV et a.

la riduzione del flusso ematico cerebrale (CBF) durante il la riduzione del flusso ematico cerebrale (CBF) durante il trattamento con Otrattamento con O22 iperbarico era dovuto all’inattivazione iperbarico era dovuto all’inattivazione dell’NO da parte dell’anione superossidodell’NO da parte dell’anione superossido

iniezioni intravenose di CuZnSOD aumentano il flusso iniezioni intravenose di CuZnSOD aumentano il flusso ematico cerebrale (sia in aria che in iperbarismo)ematico cerebrale (sia in aria che in iperbarismo)

tali effetti scompaiono se c’è una preliminare inibizione della tali effetti scompaiono se c’è una preliminare inibizione della NOSNOS

La vasocostrizione durante OLa vasocostrizione durante O22 iperbarico si determina per iperbarico si determina per inattivazione di NO da parte dell’Oinattivazione di NO da parte dell’O22


YUAN LJ et a.YUAN LJ et a.

studio sul danno cartilagineo dei coniglistudio sul danno cartilagineo dei conigli i risultati istologici ed istochimici evidenziano che il i risultati istologici ed istochimici evidenziano che il

trattamento con Otrattamento con O22 iperbarico aumenta notevolmente la iperbarico aumenta notevolmente la ricostruzione cartilaginearicostruzione cartilaginea

attraverso tecniche di colorazione immunoistochimica si è attraverso tecniche di colorazione immunoistochimica si è dimostrato che il trattamento con Odimostrato che il trattamento con O22 iperbarico sopprime iperbarico sopprime l’espressione iNOS e diminuisce in modo considerevole l’espressione iNOS e diminuisce in modo considerevole l’apoptosi dei condrocitil’apoptosi dei condrociti


GROGER M et a.GROGER M et a.

oti e stress ossidativooti e stress ossidativo interazione tra oti, no e danno al dnainterazione tra oti, no e danno al dna sia il blocco di HO-1 che l’eccesso di NO possono sia il blocco di HO-1 che l’eccesso di NO possono

favorire l’insorgenza di danni a carico del dna favorire l’insorgenza di danni a carico del dna durante esposizione ad Odurante esposizione ad O22 iperbarico iperbarico


HUANG TYHUANG TY

L’OL’O22 iperbarico attenua il danno acuto polmonare indotto da iperbarico attenua il danno acuto polmonare indotto da LPS; tali benefici si rendono manifesti per inattivazione della LPS; tali benefici si rendono manifesti per inattivazione della NOS e conseguente biosintesi di NO. Sono stati condotti studi NOS e conseguente biosintesi di NO. Sono stati condotti studi sui ratti che confermano tali ipotesi. Inoltre l’attenuazione sui ratti che confermano tali ipotesi. Inoltre l’attenuazione dell’espressione iNOS da parte dell’O2 coinvolge l’induzione dell’espressione iNOS da parte dell’O2 coinvolge l’induzione della HO-1della HO-1

Health & Medicine

Scanno Ossido Nitrico