O que é o óxido nítrico e como ele é produzido?

Óxido nítrico é uma molécula - também conhecida como monóxido de nitrogênio ou de azoto - cuja fórmula química é NO. É uma substância apolar e, portanto, lipofílica e hidrofóbica; além disso, possui um elétron (do nitrogênio) desempalherado, constituindo, assim, um radical livre. É produzido pela combustão de componentes do ar atmosférico, em motores de carros movidos à combustão ou em usinas termelétricas (que queimam combustíveis fósseis para produzir energia), mas sua maior fonte de obtenção natural decorre de descargas elétricas durante tempestades com trovoadas. O óxido nítrico na atmosfera pode posteriormente se converter em ácido nítrico, um dos grandes responsáveis pelas chuvas ácidas.


Nos organismos de mamíferos, o óxido nítrico é produzido por macrófagos, hepatócitos, neurônios, miócitos do músculo liso, células endoteliais dos vasos sanguíneos e células epiteliais do rim. Sua síntese é feita a partir do isômero levógiro (L) do aminoácido arginina (que possui caráter alcalino) pela enzima NO-sintase (dependendo de NADPH e sendo estimulada pela interação da enzima com Ca2+- calmodulina), que se encontra em vários tecidos.* Essa enzima é dimérica, possui uma estrutura relacionada à NADPH-citocromo P-450-redutase e catalisa as duas etapas da reação, que consiste em uma oxidação com transferência de cinco elétrons. As subunidades enzimáticas possuem uma molécula de um diferente cofator ligada a si. Esses cofatores são tetraidrobiopterina, heme contendo , FAD (flavina adenina dinucleotídio) e FMN (flavina mononucleotídio). A síntese ocorre essencialmente a partir de oxigênio molecular (O2) e do nitrogênio guanídico da arginina. A reação pode ser esquematizada da seguinte maneira:

As aplicações do óxido nítrico no organismo humano são várias. Uma das atribuições dessa pequena molécula é atuar como mensageiro biológico para o relaxamento muscular. Inicialmente, pensava-se que a acetilcolina (um importante neurotransmissor, que é liberado pelo nosso organismo quando a pressão arterial se eleva) era a responsável direta por promover o relaxamento muscular. No entanto, descobriu-se depois que ela age dentro das células internas das artérias (células endoteliais), induzindo-as a liberar o óxido nítrico, esse, sim, o agente imediato que faz os vasos sanguíneos se dilatarem, provocando uma redução na pressão. Daí vem o grande uso dessa substância como fármaco contra a hipertensão. Em geral, em vez de receitar a ingestão do óxido em si (que é um gás em condições ambientes), recomenda-se a administração de nitroglicerina (líquida), nitrila de amila ou outro composto do grupo dos nitrovasodilatadores, os quais liberam óxido nítrico quando metabolizados.[1]

Outra importante função do óxido nítrico no organismo humano veio à tona quando cientistas começaram a perceber que havia um neurotransmissor (molécula que, assim como a acetilcolina, transmite mensagens de uma célula a outra na propagação de um impulso nervoso) que apresentava as mesmas propriedades do NO. Com o tempo, descobriu-se que os neurônios cerebrais secretam esporadicamente a substância, que é responsável pela memória e armazenamento de conhecimento no cérebro.Essa descoberta teve um impacto tão grande no meio científico, que fez do óxido nítrico a molécula do ano em 1992. Devido a essa e outras descobertas, criou-se também a Nitric Oxide Society (uma sociedade científica dedicada exclusivamente ao óxido nítrico) e deu-se o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia de 1998 a três pesquisadores que estudaram as propriedades sinalizadoras do óxido.


Fontes:http://www.crq4.org.br/quimica_viva__oxido_nitrico
https://en.wikipedia.org/wiki/Nitric_oxide
Nelson, David L. Cox, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2011.


* Por ser altamente apolar, o óxido nítrico é capaz de se difundir pela membrana citoplasmática, sem necessidade de um transportador específico, passando, assim, da célula em que se originou para as vizinhas. Contudo, sua elevada reatividade limita seu alcance para aproximadamente 1 mm a partir do local de sua síntese e impede seu armazenamento.

[1] É por esse motivo que a nitroglicerina pode ser usada para combater a angina do peito - uma doença vascular causada pelo estreitamento das artérias coronárias, privando o coração de oxigênio  e provocando fortes dores no peito. No entanto, a relação entre o alívio da dor provocada e a nitroglicerina já havia sido descoberta empiricamente antes. Na segunda metade do século XIX, operários com angina que trabalhavam em fábricas de explosivos (que usam a nitroglicerina como matéria-prima) relatavam um aumento da dor durante os finais de semana, quando estavam longe do trabalho. Assim, de tanto ouvir o mesmo relato, médicos acabaram associando a doença a seu fármaco.