Ruolo della nitrosilemoglobina e dei nitriti plasmatici nel meccanismo endocrino di vasodilatazione dell’ossido d’azoto: analisi ESR e in chemiluminescenza

E’ stato di recente ipotizzato come il monossido d’azoto (NO), oltre ad esercitare un effetto paracrino, sia anche in grado di agire con meccanismo endocrino, inducendo una azione vasoattiva nei distretti distali rispetto al sito di biosintesi/somministrazione [1]. Data la breve emivita dell’NO nel comparto ematico (ca 2 ms), l’effetto endocrino dell’NO è attribuito alla formazione di depositi bioattivi (metabolismo conservativo), molecole in grado di stabilizzare l’NO e di veicolarlo distalmente al sito di biosintesi; tra le molecole deputatate a tale meccanismo, rivestono un crescente interesse la nitrosilemoglobina [HbFe(II)NO], addotto paramagnetico che si forma per reazione di addizione dell’NO al ferro eminico dell’emoglobina, e i nitriti, prodotto dell’ ossidazione metabolica dell’NO, che in condizioni ischemico/ipossiche agiscono da precursori dell’ NO per meccanismo di tipo riduttivo. Al fine di meglio chiarire le conoscenze di base sulle forme di trasporto dell’NO e sulle loro potenziali applicazioni farmacologiche, è stato sviluppato un programma di ricerca con le seguenti finalità: 1) determinare l’efficienza del metabolismo ematico dell’NO di tipo conservativo rispetto a quello ossidativo (2) valutare la stabilità ed il destino metabolico delle principali forme di deposito bioattive; (3) chiarire i meccanismi di rilascio di NO dalle forme di deposito, sia in condizione fisiologiche che patologiche. A tale scopo è stato impiegato un modello in vivo, utilizzando il suino quale animale da esperimento sottoposto ad una infusione endovenosa di una soluzione satura di NO (68 nmoli Kg-1 min-1 per 24 minuti). L’entità del metabolismo conservativo è stata determinata monitorando il contenuto ematico di HbFe(II)NO (analisi in risonanza di spin elettronico, ESR) e i livelli plasmatici di nitriti (analisi in chemiluminescenza); il contenuto ematico di metaemoglobina (analisi ESR) e i livelli plasmatici di nitrati (analisi in chemiluminescenza) sono stati utilizzati quale indice del metabolismo ossidativo. I risultati ottenuti dimostrano come l’infusione endovenosa di una soluzione satura di NO sia in grado di aumentare in maniera significativa i livelli ematici di HbFe(II)NO e nitriti, raggiungendo al termine dell’infusione (24 minuti) una Cmax rispettivamente di 7.99 ± 0.59 (pre-infusione= 1.45 ± 1.29 µM) e 4.22 ± 0.14 µM (pre-infusione= 2.10 ± 0.16 µM). Considerando un volume ematico totale di 2L, il 47% dell’NO somministrato è bioconservato (ca 36% in nitrosilemoglobina e ca 11% in nitriti) mentre una quota inferiore al 25% subisce un metabolismo ossidativo. L’analisi del contenuto ematico di HbFe(II)NO ai tempi successivi all’infusione di NO, indica come tale specie paramagnetica decade con una cinetica del primo ordine e un t1/2 di 15 min. Dato che un ciclo artero-venoso nel maiale impiega 0.6-0.7 min, i dati ottenuti dimostrano come HbFe(II)NO sia una forma di deposito relativamente stabile, in grado di veicolare l’NO a livello distale e quindi potenzialmente efficace nell’indurre una risposta emodinamica attraverso un meccanismo di tipo endocrino. L’infusione di NO non ha comportata un effetto emodinamico significativo a differenza della somministrazione di una dose equimolare di nitroprussito, a dimostrare come, in condizioni fisiologiche, non vi sia un rilascio di NO dalle forme di deposito bioattive. E’ attualmente in corso di studio il ruolo di HbFe(II)NO e dei nitriti come sistema di rilascio selettivo di NO in condizioni patologiche quali ischemia e/o ipossia e ipertensione. [1] LANE P., GROSS S. Nat. Med. 8:657-658 (2002).