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近來發(fā)現(xiàn)一氧化氮（nitricoxide，NO）廣泛分布于生物體內(nèi)各組織中，特別是神經(jīng)組織中。它是一種新型生物信使分子，1992年被美國Science雜志評選為明星分子。NO是一種極不穩(wěn)定的生物自由基，分子小，結(jié)構(gòu)簡單，常溫下為氣體，微溶于水，具有脂溶性，可快速透過生物膜擴散，生物半衰期只有3－5s，其生成依賴于一氧化化氮合成酶（nitricoxidesynthase,NOS）并在心、腦血管調(diào)節(jié)、神經(jīng)、免疫調(diào)節(jié)等方面有著十分重要的生物學(xué)作用。因此，受到人們的普遍重視。

1．NO生物活性的發(fā)現(xiàn)

醫(yī)學(xué)知識告訴我們，有兩種重要的物質(zhì)作用于血管平滑肌，它們分別是去甲腎上腺素和乙酰膽堿。去甲腎上腺素通過作用于血管平滑肌細胞受體而使其收縮。對于乙酰膽堿是如何作用于血管平滑肌使之舒張，其途徑尚不清楚，醫(yī)學(xué)界一起在致力于研究。

1980年，美國科學(xué)家Furchaout在一項研究中發(fā)現(xiàn)了一種小分子物質(zhì)，具有使血管平滑肌松馳的作用，后來被命名為血管內(nèi)皮細胞舒張因子（endothelium-derivedrelaxingfactor,EDRF）是一種不穩(wěn)定的生物自由基。EDRF被確認為是NO。眾所周知，硝酸甘油是治療心膠痛的藥物，多年來人們一直希望從分子水平上弄清楚其治療機理。近年的研究發(fā)現(xiàn)，硝酸甘油和其它有機硝酸鹽本身并無活性，它們在體內(nèi)首先被轉(zhuǎn)化為NO，是NO刺激血管平滑肌內(nèi)cGMP形成而使血管擴張，這種作用恰好同EDRF具有相似性。1987年，Moncada等在觀察EDRF對血管平滑肌舒張作用的同時，用化學(xué)方法測定了內(nèi)皮細胞釋放的物質(zhì)為NO，并據(jù)其含量，解釋了其對血管平滑肌舒張的程度。1988年，Polmer等人證明，L-精氨酸(L-argi-nine,L-Arg)是血管內(nèi)皮細胞合成NO的前體，從而確立了哺乳動物體內(nèi)可以合成NO的概念。

2．NO的生物學(xué)作用

（1）在心血管系統(tǒng)中的作用NO在維持血管張力的恒定和調(diào)節(jié)血壓的穩(wěn)定性中起著重要作用。

在生理狀態(tài)下，當血管受到血流沖擊、灌注壓突然升高時，NO作為平衡使者維持其器官血流量相對穩(wěn)定，使血管具有自身調(diào)節(jié)作用。能夠降低全身平均動脈血壓，控制全身各種血管床的靜息張力，增加局部血流，是血壓的主要調(diào)節(jié)因子。

NO在心血管系統(tǒng)中發(fā)揮作用的可能機制是通過提高細胞中鳥苷酸環(huán)化酶（guanylatecyclase,GC）的活性，促進磷酸鳥苷環(huán)化產(chǎn)生環(huán)一磷酸鳥苷（guanosine3′,5′?cyclicmonophosphatecGMP），使細胞內(nèi)cGMP水平增高，繼而激活依賴cGMP的蛋白激酶對心肌肌鈣蛋白Ⅰ的磷酸化作用加強，肌鈣蛋白c對Ca2+的親合性下降，肌細胞膜上K+通道活性也下降，從而導(dǎo)致血管舒張。

（2）在免疫系統(tǒng)中的作用研究結(jié)果表明，NO可以產(chǎn)生于人體內(nèi)多種細胞。如當體內(nèi)內(nèi)毒素或T細胞激活巨噬細胞和多形核白細胞時，能產(chǎn)生大量的誘導(dǎo)型NOS和超氧化物陰離子自由基（），從而合成大量的NO和H2O2，這在殺傷入侵的細菌、真菌等微生物和腫瘤細胞、有機異物及在炎癥損傷方面起著十分重要的作用。

目前認為，經(jīng)激活的巨噬細胞釋放的NO可以通過抑制靶細胞線粒體中三羧酸循環(huán)、電子傳遞和細胞DNA合成等途徑，發(fā)揮殺傷靶細胞的效應(yīng)。

免疫反應(yīng)所產(chǎn)生的NO對鄰近組織和能夠產(chǎn)生NOS的細胞也有毒性作用。某些與免疫系統(tǒng)有關(guān)的局部或系統(tǒng)組織損傷，血管和淋巴管的異常擴張及通透性等，可能都與NO在局部的含量有著密切的關(guān)系。

（3）在神經(jīng)系統(tǒng)中的作用有關(guān)L-Arg→NO途徑在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)方面的研究認為，NO通過擴散，作用于相鄰的周圍神經(jīng)元如突出前神經(jīng)末梢和星狀膠質(zhì)細胞，再激活GC從而提高水平cGMP水平而產(chǎn)生生理效應(yīng)。如NO可誘導(dǎo)與學(xué)習(xí)、記憶有關(guān)的長時程增強效應(yīng)（Long-termpotentiation,LTP），并在其LTP中起逆信使作用。

連續(xù)刺激小腦的上行纖維和平行纖維可引起平行纖維細胞的神經(jīng)傳導(dǎo)產(chǎn)生長時程抑制(Long-termdepression,LTD)，被認為是小腦運動學(xué)習(xí)體系中的一種機制，NO參與了該機制。

在外周神經(jīng)系統(tǒng)也存在L-Arg→NO途徑。NO被認為是非膽堿能、非腎上腺素能神經(jīng)的遞質(zhì)或介質(zhì)，參與痛覺傳入與感覺傳遞過程。

另據(jù)報道，NO在胃腸神經(jīng)介導(dǎo)胃腸平滑肌松馳中起著重要的中介作用，在胃腸間神經(jīng)叢中，NOS和血管活性腸肽共存并能引起非腎上腺素能非膽堿能（nonadrenergic-non-cholinerrgic,NANC）舒張，但血管活性腸肽的抗體只能部分消除NANC的舒張，其余的舒張反應(yīng)則能被N-甲基精氨酸消除。

NO作為NANC神經(jīng)元遞質(zhì)，在泌尿生殖系統(tǒng)中起著重要作用。成為排尿節(jié)制等生理功能的調(diào)節(jié)物質(zhì)，這為藥物治療泌尿生殖系統(tǒng)疾病提供了理論依據(jù)。

現(xiàn)已證明在人體內(nèi)廣泛存在著以NO為遞質(zhì)的神經(jīng)系統(tǒng)，它與腎上腺素能、膽堿能神經(jīng)和肽類神經(jīng)一樣重要。若其功能異常就可能引起一系列疾病。

3．NO的化學(xué)行為

NO在常溫下為氣體，具有脂溶性是使它在人體內(nèi)成為信使分子的可能因素之一。它不需要任何中介機制就可快速擴散通過生物膜，將一個細胞產(chǎn)生的信息傳遞到它周圍的細胞中，主要影響因素是它的生物半壽期。具有多種生物功能的特點在于它是自由基，極易參與與傳遞電子反應(yīng)，加入機體的氧化還原過程中。分子的配位性又使它與血紅素鐵和非血紅素鐵具有很高的親合力，以取代O2和CO2的位置。據(jù)研究報道，血紅蛋白-NO可以失去它附近的堿基而變成自由的原血紅素-NO，這就意味著自由的堿基可以自由地參與催化反應(yīng)，自由的蛋白質(zhì)可以自由地改變構(gòu)象，自由的血紅素可以自由地從蛋白中擴散出去，這三種變化中的任何一個或它們的組合，將在鳥苷酸環(huán)化酶的活化過程中起重要作用。

NO的生物學(xué)作用和其作用機制研究方興未艾，它的發(fā)現(xiàn)提示著無機分子在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中研究的前景。筆者相信還會有更多的無機分子在人體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)、被研究、被應(yīng)用于促進人類健康的研究領(lǐng)域中。
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