Óxido nítrico: una molécula con mil caras

Hasta finales del siglo XX, un gas que solo tenía interés como contaminante ambiental se convirtió en la molécula del año por su fundamental valor biológico.

 

A finales del siglo XX, un científico dispuesto a imaginar una molécula que controlara la presión sanguínea, la erección y la apertura de orificios corporales, capaz de luchar contra bacterias, parásitos y tumores, y actuar como mensajero entre neuronas implicadas en el aprendizaje, la memoria, el sueño o el dolor, se habría ganado a pulso el apelativo de “profesor chiflado”.

Si, además, este genio loco responsabilizara de todas esas acciones a un gas tóxico y de estructura ridículamente simple (un átomo de oxígeno y otro de nitrógeno, los dos elementos más comunes en la atmósfera), sus colegas no se habrían molestado tan siquiera en rebatirlo.

Sin embargo, esta molécula mágica existe y, gracias a su estudio, hoy en día se salvan las vidas de cientos de niños con problemas congénitos respiratorios y se ayuda a engendrar nuevas vidas a pacientes impotentes. La historia del óxido nítrico (NO) ilustra la poca consistencia de los dogmas científicos y la forma en que, en ocasiones, algunos descubrimientos inconexos convergen en una idea brillante que mejora nuestra vida.

Un descubrimiento asombroso

En 1987 la revista Nature comunicaba el descubrimiento de la acción fisiológica del NO como vasodilatador arterial. Un hallazgo sorprendente y controvertido, pues se trata de una molécula inorgánica, gaseosa y extremadamente reactiva, características que la hacen única entre los mensajeros moleculares.

Hasta entonces, el NO tenía escaso interés para los científicos, preocupados únicamente por su actividad como contaminante ambiental: forma parte de las emanaciones tóxicas del escape de los coches y liberado en la atmósfera contribuye a la formación de lluvia ácida. Por esta razón, el científico guatemalteco Salvador Moncada, protagonista del descubrimiento, adaptó un instrumento empleado en el control de emanaciones de los tubos de escape en sus primeros experimentos para medir las concentraciones biológicas del gas.

Cinco años después, la revista Science proclamó al NO molécula del año y Salvador Moncada se consagró como uno de los científicos más citados de todos los tiempos.

Desde ese momento la investigación sobre el óxido nítrico no dejó de crecer: a su papel en el sistema cardiovascular se sumaron pronto otras acciones en los sistemas nervioso central e inmune. El éxito de Viagra, un fármaco que potencia los efectos de NO, acaparó la atención del público.

Viagra
Viagra

Una historia turbulenta

La historia de este patito feo de la química se remonta muchos años atrás de su “década prodigiosa”. A mediados del siglo XIX se descubrieron los efectos beneficiosos del amilonitrilo en el tratamiento de la angina de pecho. El nuevo fármaco pronto se convirtió en la joya de la corona en la medicina victoriana y así lo reflejó Arthur Conan Doyle en el relato de Sherlock Holmes «El caso del paciente residente». Sin saberlo, los médicos administraban una molécula que se descompone en el organismo liberando NO.

Tuvo que pasar más de un siglo para que se asociara el efecto del amilonitrilo con la acción fisiológica del NO. Sin embargo, este gas no era desconocido para los químicos del XIX. Su toxicidad había sido dramáticamente comprobada en 1829 por Humphrey Davy, padre de la electroquímica y descubridor de las propiedades anestésicas de otro óxido de nitrógeno, el NO2 o gas de la risa. Murió como consecuencia de inhalarlo.

Años más tarde, durante la Primera Guerra Mundial, los médicos destinados en fábricas de explosivos advirtieron en sus controles rutinarios que los operarios que manejaban nitroglicerina, otro compuesto liberador de NO, tenían la tensión anormalmente baja. Su aguda observación derivó en el desarrollo de las famosas píldoras sublinguales de nitroglicerina, administradas como vasodilatador de urgencia en caso de infarto.

Desde entonces, y hasta el revolucionario descubrimiento de Moncada, nadie podía sospechar que el NO era producido de forma natural por las células de muchos organismos desde hace más de 500 millones de años, constituyendo uno de los mensajeros moleculares de mayor éxito evolutivo.

Mirando dentro de la célula

El óxido nítrico se sintetiza dentro de las células a partir del aminoácido L-arginina con la ayuda de una proteína, la NO-sintasa. Rápidamente el gas difunde a través de las membranas celulares y en menos de 30 segundos se inactiva o se destruye.

Es una vida corta pero intensa, en la que desempeña papeles muy distintos según la concentración, el tejido y el ambiente químico donde se produzca: de protector contra los radicales libres o precursor de alguno de los más tóxicos, a mensajero inocuo entre células o poderosa arma química contra organismos invasores o tumores.

La NO-sintasa se expresa en varios tipos de células con objetivos muy distintos: en el endotelio, la capa celular que recubre el interior de las arterias, se libera NO para inducir la contracción del músculo arterial y provocar dilatación de los vasos. De esta forma el NO controla la presión sanguínea y previene la formación de trombos. En las neuronas, el NO se difunde rápidamente en todas las direcciones y a cortas distancias, activando sólo las células muy próximas. Este mecanismo esta implicado en multitud de procesos, desde el aprendizaje o el sueño a la motilidad intestinal, el dolor o la adicción a drogas. En los glóbulos blancos, la producción de elevadas cantidades de NO actúa como arma química destructora de bacterias, parásitos o células tumorales.

Así de poderoso es el óxido nítrico.

Miguel Ángel Sabadell

Miguel Ángel Sabadell

Me licencié en astrofísica pero ahora me dedico a contar cuentos. Eso sí, he sustituido los dragones y caballeros por microorganismos, estrellas y científicos de bata blanca.

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