Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Un Nobel gaseoso

Mariann Caprino, portavoz de los laboratorios Pfizer, fabricantes del medicamento Viagra, ha aprovechado que el Pisuerga pasa por Valladolid, (aunque posiblemente este hecho ella lo desconozca), para resaltar que los descubrimientos sobre el óxido nítrico, galardonados el pasado lunes con el Nobel de Medicina, contribuyeron al desarrollo de ese medicamento.

Hace aproximadamente un siglo desde que Alfred Nobel, un industrial sueco apasionado por los avances científicos, e inventor él mismo de la dinamita, dejó instituidos los Premios Nobel . Al final de su vida Nobel sufría de ciertas dolencias cardiacas y, para combatirlas, su médico le prescribió tomar nitroglicerina, el componente activo de la dinamita, hecho que el inventor, en una carta que escribió por aquel entonces, calificó de irónico. Lo cierto es que, desde el siglo pasado, se conocían los efectos beneficiosos de la nitroglicerina en los casos de dolores de pecho consecuencia de dolencias cardíacas. Pero hubieron de pasar casi cien años hasta que se clarificó el mecanismo de acción de la nitroglicerina, consistente en la liberación del gas conocido como óxido nítrico. Esta molécula, hace pocos años, ya había conseguido el mérito científico de ser denominada Molécula del Año. Ahora es la base de los Nobel de Medicina 1998. ¿Qué hace a esta sustancia ser tan importante?.

LA MOLÉCULA. En esta misma Sección de divulgación científica, bajo el título de "Gases en el cerebro", hace algo más de cinco años, ya describíamos las particularidades químicas, fisiológicas y farmacológicas más importantes de este gas, el NO, que no debe ser confundido con otro óxido de nitrógeno, el óxido nitroso, cuyos efectos le hacen merecedor de la denominación gas hilarante. Químicamente, el átomo de nitrógeno del óxido nítrico posee un electrón no compartido, es decir, que el NO pertenece al grupo de las sustancias radicales, muy reactivas e inestables aunque, en este caso, el óxido nítrico sea relativamente. Su descubrimiento químico se remonta al año 1620, cuando fue obtenido por primera vez por el científico belga van Helmont, siendo analizadas sus propiedades por el sacerdote, político y, simultáneamente, gran científico inglés Joseph Priestley (1733-1804).

En cuanto a su biología, hacia 1977, el farmacólogo Ferid Murad (uno de los tres premiados Nobel de Medicina 1998) investigaba el modo de acción de ciertos compuestos vasodilatadores como la trinitroglicerina, descubriendo que se liberaba el gas óxido nítrico que era el que actuaba como relajante de las células musculares lisas. El mundo científico acogió estos hallazgos con cierta incredulidad. Otro farmacólogo, Robert F. Furchgott, también ahora galardonado con el Nobel, con una línea de Investigación totalmente diferente, hacia 1980 llegó a la conclusión de que los vasos sanguíneos se dilataban porque sus células superficiales internas endoteliales producían un factor desconocido (el EDRF o factor relajante derivado del endotelio) que, a su vez, inducía el relajo de las células musculares lisas. Un tercer farmacólogo molecular, el tercer Nobel de Medicina de este año, Louis J. Ignarro demostró, en 1986, que el EDRF se trataba del óxido nítrico. Quedaba demostrado, por primera vez, que un gas podía funcionar como una importante señal química en el organismo.

Cómo acabamos de ver, el descubrimiento del NO estuvo, desde el principio, muy asociado a los problemas de la fisiología cardiovascular. Por ello, muchos fisiocardiólogos lamentan que los científicos del Karolinska Institute se hayan olvidado de incluir en el listado Nobel de este año a un gran fisiocardiólogo, Salvador Moncada, quien también ha realizado excelentes aportaciones sobre el papel del óxido nítrico en este campo.

EFECTOS MÚLTIPLES. El óxido nítrico es una molécula gaseosa muy interesante. Se forma en la combustión del nitrógeno, por lo que es uno de los contaminantes de los gases de combustión de los automóviles. Su gran reactividad le hace convertirse en nitrito o nitrato en unos diez segundos. El óxido nítrico está presente en la mayoría de las células vivas, desde bacterias a hombres, y se fabrica en muy diversas clases de células Su formación, en los seres vivos superiores, se realiza a partir del aminoácido arginina, mediante la enzima catalizadora de nombre sintasa del óxido nítrico (NOS), existiendo tres formas diferentes de NOS, con diferentes distribuciones en los tejidos y con genes ubicados en distintos cromosomas humanos. De este modo, se distingue entre la NOS neuronal, la NOS inducible y la NOS endotelial.

Actualmente sabemos que el NO posee múltiples acciones:

a) Es una molécula-señal en el sistema nervioso, donde se expande en todas direcciones y activa a las células vecinas, Con ello modula muchas funciones diferentes, como el comportamiento, la consolidación de la memoria, la movilidad gastrointestinal, el sentido del olfato, o las neuronas del plexo pélvico y, por ello, participa en la erección del pene.
b) Cuando se sintetiza en las capas internas del endotelio de las arterias, el NO se extiende a través de las membranas celulares y alcanza a las células musculares subyacentes, con lo que se paraliza su contracción, produciendo una dilatación arterial. Con ello el NO controla la presión sanguínea y evita la formación de trombos.
c) El NO se produce, como respuesta a las infecciones, en grandes cantidades, en las células blancas sanguíneas, tales como los macrófagos. Esa alta concentración es responsable de la muerte o de la inhibición del crecimiento de muchos agentes patógenos: bacterias, hongos, virus y parásitos. Su efecto citotóxico favorece la destrucción de las células hospedadoras y su efecto citostático presenta aplicaciones antitumorales.

Las alteraciones en el metabolismo del NO se relacionan con muchas enfermedades diferentes:

a) En la aterosclerosis el endotelio produce poco NO, lo que se alivia con la nitroglicerina, liberadora de su propio NO. La Farmacología pretende desarrollar drogas específicas capaces de estimular selectivamente la liberación de NO.
b) Diversas infecciones pueden producir sepsis y shock circulatorio, por lo que la respuesta inmunológica inmediata es sintetizar grandes cantidades de NO, de efectos muy dilatadores que pueden hacer caer tanto la presión sanguínea que, como consecuencia, se produzca la inconsciencia. En este caso los inhibidores de la síntesis del NO podrían ser muy útiles en las UCI correspondientes.
c) En diversas insuficiencias pulmonares en pacientes de cuidados intensivos, la inhalación del NO, dilatador e hipotensor, ha salvado ya muchas vidas de adultos y niños, aunque el control debe ser muy cuidadoso para no llegar a las concentraciones tóxicas.
d) El efecto citostático sobre las células tumorales del NO producido por las células del sistema inmune está siendo muy investigado para su aprovechamiento posible anticanceroso.
e) Diversas enfermedades inflamatorias (pulmonares, intestinales, etcétera) conllevan una mayor producción de NO, cuya determinación analítica puede ayudar a su pronto diagnóstico.
f) El NO dilata los vasos sanguíneos de los cuerpos eréctiles del pene lo que facilita la erección. Este conocimiento está facilitando el desarrollo de nuevos fármacos eficaces contra la impotencia masculina.

El óxido nítrico no es el único mensajero químico celular conocido. El monóxido de carbono también lo es y sus funciones fisiopatológicas se han de investigar más profundamente. Por ello no sería de extrañar que, dentro de unos años, pudiese concederse otro Nobel relacionado con otra molécula gaseosa importante en la Medicina.