Il monossido di azoto, o ossido nitrico (NO), è un radicale libero biatomico gassoso. Rientra tra gli inquinanti ambientali primari ed è immesso nell'atmosfera principalmente da combustioni antropogeniche di materiali fossili ed emissioni spontanee dal terreno.L'interesse biologico nei confronti di questa molecola nasce dal riconoscimento della fortissima analogia funzionale con il fattore di rilascio endotelio-derivato (EDFR) (89), che ha portato alla definitiva identificazione del NO come mediatore ubiquitario di vasodilatazione presente nei mammiferi, uomo compreso (90). In ambito pneumologico, il NO sembra avere un ruolo sempre più rilevante, per le implicazioni fisiologiche e fisiopatologiche a livello polmonare (91); è presente nell'aria espirata e la sua concentrazione, nell'ordine delle parti per miliardo (ppb), può essere misurata strumentalmente (92). La frazione di NO espirata (FeNO) risulta elevata in numerosi disturbi infiammatori del polmone, ivi compreso l'asma, cosa che ha portato a proporre il FeNO come marcatore non invasivo di infiammazione delle vie aeree (93). L'interesse crescente per questo parametro è testimoniato dalla cospicua attività di ricerca che ne è derivata: inserendo su PubMed i termini "exhaled" e "nitric oxide" dieci anni fa si ottenevano circa 2000 risultati (66); ad oggi le pubblicazioni in merito sono più che raddoppiate e ancora molto è da verificare sulle implicazioni e potenzialità di questo parametro. Numerosi elementi concorrono alla modulazione dell'attività delle NOS. Uno dei principali fattori limitanti alla produzione di NO è la disponibilità di substrato. La L-arginina infatti è processata anche da un altro enzima, l'arginasi: in questo caso viene trasformata in Lornitina, precursore di L-prolina e poliamine, molecole che a livello polmonare sono state associate a fenomeni di rimodellamento (97). L'arginasi esiste in due isoforme: mentre l'espressione dell'arginasi-II parrebbe costitutiva, l'arginasi-I risulta modulabile in risposta a stimoli di varia natura. Nell'uomo, molecole come la nicotina sembrano indurne sovraespressione, mentre potrebbe essere ridotta in presenza di infiammazione T2-mediata (IL-13) (98): in questo modo la produzione di NO è modulata rispettivamente da ridotta e aumentata disponibilità di substrato per la NOS.Un altro meccanismo agisce invece direttamente sulle NOS, con una modalità di inibizione competitiva a livello del sito di legame con il substrato. La dimetil-arginina asimmetrica (ADMA) è un prodotto della metilazione proteica in grado di agire in questo senso (99,100).Livelli elevati di ADMA sono associati ad alterazioni del metabolismo lipidico e, nella popolazione asmatica, sono più frequentemente osservati nei casi late-onset obesitàcorrelati: questo quadro risulta coerente con l'evidenza che in tali pazienti i valori di FeNO sono tipicamente bassi, a fronte di significativi sintomi respiratori e deterioramento marcato della funzionalità polmonare (101).Tali processi interessano equamente tutte le isoforme di NOS. Per quanto riguarda più specificamente l'isoforma inducibile, la sua espressione risulta di molto maggiore in condizioni di flogosi; questo meccanismo è stato osservato prevalentemente nell'epitelio bronchiale e ciò suggerisce un importante coinvolgimento di queste cellule residenti nella patogenesi infiammatoria dell'asma (102). Ruolo inducente è stato riconosciuto ad alcuni mediatori correlati all'infiammazione di tipo 2; in particolare sembra essere implicata l'attivazione del recettore IL-4Rα da parte dei suoi ligandi endogeni, IL-4 e IL-13 (98).All'interazione ligando-recettore segue la trasduzione del segnale attraverso una via JAK/STAT: l'attivazione di STAT6 (103) determina, tra gli altri effetti, la sovra-espressione di iNOS con doppio meccanismo di aumentata trascrizione e probabile maggior stabilità del RNA messaggero (mRNA) (98). Inoltre, l'evidenza di una riduzione del FeNO in individui trattati con inibitori selettivi di IL-4Rα ha corroborato con un approccio clinico l'ipotesi che l'espressione di iNOS sia determinata in modo significativo dall'attivazione di questo recettore (104).Parallelamente a questo meccanismo, è stata sottolineata l'esistenza di un processo di induzione omeostatica sostenuto dall'interferone (IFN) -γ, normalmente disponibile nelle vie aeree e verosimilmente prodotto dai macrofagi polmonari (66); a differenza della stimolazione da parte delle citochine T2, questa sembrerebbe prolungata nel tempo e virtualmente corticosteroido-resistente (105).Per quanto riguarda gli stimoli infettivi, non è stata confermata l'iniziale ipotesi di un meccanismo significativo di induzione da parte di lipopolisaccaridi batterici, se non in modo estremamente transitorio (66); al contrario le infezioni virali, principalmente quando sostenute da rinovirus, possono determinare induzione di iNOS attraverso up-regolazione di classi di IFN e ciò sembra essere correlato a una risposta immunitaria innata (106).Un'azione inducente sulla iNOS è attribuibile anche ai leucotrieni e in particolare al cisteinil-leucotriene D4 (LTD4): è stato dimostrato su modelli animali che inibitori selettivi di iNOS sono in grado ostacolare gli effetti dei cisteinil-leucotrieni e che gli effetti di LTD4 sono mediati dal NO (107).