Ossido Nitrico Sintasi (NOS)

Enzima che sintetizza l’Ossido Nitrico (NO) a partire dall’arginina (→ citrullina + NO). È un enzima calcio/calmodulina dipendente: nelle cellule che la esprimono, un aumento di Ca²⁺ ne provoca l’attivazione.

Isoforme

Esistono 3 isoforme (NOS I, II, III), distinte soprattutto per la modalità di espressione:

• Forme costitutivamente espresse — NOS I e NOS III: sempre presenti nelle cellule in cui devono operare, ma inattive finché non vengono indotte dall’aumento di Ca²⁺.
• Forma inducibile — NOS II: normalmente assente; viene indotta a livello trascrizionale, prevalentemente nelle cellule infiammatorie e dell’immunità innata. L’induttore della sua trascrizione è l’NF-κB (lo stesso fattore che induce anche la COX-2). Vedi Ossido Nitrico nell’Immunità Innata.

Tutte e tre le isoforme legano la Ca²⁺/calmodulina. Questo può sembrare contraddittorio per l’inducibile, ma non lo è: anche la NOS II è Ca/calmodulina dipendente e, una volta espressa, funziona subito perché le basta il calcio basale della cellula.

Localizzazione

• NOS neuronale (nNOS, NOS I): nei neuroni periferici e centrali (vedi Fibre NANC e Long-Term Potentiation (NO retrogrado)).
• NOS endoteliale (eNOS, NOS III): a livello dell’endotelio.

Nelle cellule endoteliali il Ca²⁺ che aumenta attiva la NOS (→ produzione di NO), un effetto distinto da quello del Ca²⁺ nella muscolatura liscia vasale (dove invece causa contrazione).

Regolazione della eNOS

Lo stimolo che fa aumentare il Ca²⁺ nella cellula endoteliale è soprattutto lo shear stress: canali meccanosensibili (shear stress channels) rispondono al flusso laminare che stira le cellule endoteliali, facendo entrare Ca²⁺. Si ha così un tono basale di calcio sufficiente a mantenere attiva la eNOS. (Storicamente si attribuiva all’acetilcolina, oggi considerata un’idea superata.)

A livello vascolare l’equilibrio non è tra parasimpatico e ortosimpatico (il primo sui vasi è quasi assente), ma tra ortosimpatico (costrizione) ed eNOS (dilatazione): l’NO è il vasodilatatore di base. Una disfunzione endoteliale che riduca la eNOS comporta ipertensione e rischio cardiovascolare. Il sistema è centrale anche nell’infiammazione (rubor, tumor, calor da vasodilatazione): la bradichinina ha i suoi recettori sulle cellule endoteliali e ne stimola la produzione di NO (se fosse sul muscolo darebbe l’effetto opposto, vasocostrizione).

Regolazione ormonale della eNOS:

• Estrogeni: la regolano positivamente (le donne fertili sono più protette dal punto di vista cardiovascolare rispetto alla menopausa).
• Glucocorticoidi: nel tempo inibiscono la trascrizione della NOS, contribuendo all’ipertensione e ai problemi cardiovascolari associati al loro uso prolungato.

🔗 Collegamenti

• Ossido Nitrico (NO) — ⬇️ prodotto dell’enzima
• Sistema NF-κB — ⬆️ induce la trascrizione della NOS II
• Fibre NANC — 🔗 sede della nNOS periferica
• Ossido Nitrico nell’Immunità Innata — 🔗 ruolo della NOS II inducibile
• Effetti del SNA sui Vasi — ⬇️ la eNOS è il dilatatore di base dei vasi