NO的理化性质

 

      无色无味气体，难溶于水的有毒气体。由于一氧化氮带有自由基，这使它的化学性质非常活泼。当它与氧气反应后，可形成具有腐蚀性的气体--二氧化氮(NO2)，二氧化氮可与水反应生成硝酸。方程式为:3NO2+H2O==2HNO3+NO。

 

NO的发现和研究进展

 

       一氧化氮最初时1935年Humphrey Davy在研究笑气（N2O）发现的，一直被看作有毒的气体分子，直到1980年，一位科学家完成一个精巧设计的实验，并据此发表了一篇论文。这不是一件多么重大的事情，但对于一氧化氮来说却是个转折点，虽然这一年科学界并不知道那种特别的物质就是一氧化氮。这位美国药理学家的名字叫做罗伯特·F。佛契哥特，他在著名的《自然》(Nature)杂志上发表论文，指出乙酰胆碱(ACh)的舒张血管作用依赖于血管内皮释放的某种可扩散物质。

 

         随后他们又发现缓激肽(BK)等多种物质扩张血管的作用也是遵循类似的机理，并将该物质命名为血管内皮舒张因子(EDRF)。到了1986年研究人员才提出EDRF的本质是NO，并获得证实。至此学术界普遍认为NO是机体内重要的信使分子和效应分子，NO的生物学和医学研究迅速发展。

 

       近年来关于NO的研究越来越多，1992年，NO被Science杂志选为明星分子，表明NO研究的重要性，随着NO在人体内多个系统的生理病理过程中起的重要作用被阐明，NO成为生物领域研究的热点和前沿之一。

 

NO在体内的生成

 

       NO在体内经一氧化氮合酶(NOS) 的催化下生成。NOS由1025个氨基酸残基组成，分子量为13 300道尔顿，广泛分布于机体内，其同功酶有三种亚型，即在正常状态下表达的神经元型一氧化氮合酶(nNOS)和内皮型一氧化氮合酶(eNOS)以及在损伤后诱导表达的诱导型一氧化氮合酶(iNOS)。来源于诱导型一氧化氮合酶和神经元型一氧化氮合酶的一氧化氮有神经毒性作用，来源于内皮型一氧化氮合酶的一氧化氮有神经保护作用。

 

       其中以海洋生物为主要原料提取出来的一种内皮一氧化氮合酶 学术名称:"一氧化氮海洋合酶" (NOSS)，这种酶的活性更高，可以在增强体内一氧化氮循环机制作用，源源不断的产生一氧化氮。但是这种酶很少见，必须是由海洋生物尖海龙、牡蛎、鱼精蛋白等海洋珍贵物种才能取提产生出来。

 

      nNOS主要存在于视网膜、自主神经纤维、大脑皮层、海马、垂体后叶、丘脑、嗅球区粒 细胞层、骨骼肌细胞和平滑肌细胞。eNOS主要存在于血管内皮细胞、支气 管内皮细胞和海马锥体细胞层。iNOS则主要存在于肝细胞、单核巨噬细 胞、内皮细胞和成纤维细胞。

 

 

NO的临床意义

 

       越来越多的研究表明，NO在治疗心血管疾病和许多其他重大的慢性疾病中具有重要作用，NO的主要生理功能包括对心血管系统、免疫系统、循环系统、中枢系统和泌尿生殖系统的作用。

 

对心脑血管的作用

 

       一氧化氮改善心脑血管的作用机理：在血管内皮细胞里产生的一氧化氮气体，由于它是脂溶性的，所以很快渗透出细胞膜向下扩散进入平滑肌细胞，从而作用于平滑肌细胞，使其松弛，扩张血管，最终导致血压的下降!同时也会很快渗透出细胞膜向上扩散进入血液，进入血小板细胞，使血小板活性降低，抑制其凝集和向血管内皮的粘附，从而防止血栓的形成，防止动脉粥样硬化的发生。

 

       从生化角度来讲，一氧化氮是一自由基气体，携带一个未配对电子，在体内极不稳定，这一特性恰好和其它游离自由基一样。这样两者就非常容易结合产生反应。从而使体内自由基数量大大减少。由于一氧化氮本身的合成需要一氧化氮合酶(NOS)的参与，但是正常情况下NOS的活性很低，需要硝基类药物或者皂甙类活性物质的激活。因此一氧化氮最佳的产生效果是和人参皂甙类物质一起协同作用。

 

在免疫系统中的作用

 

       研究结果表明，NO可以产生于人体内多种细胞。如当体内内毒素或T细胞激活巨噬细胞和多形核白细胞时，能产生大量的诱导型NOS和超氧化物阴离子自由基，从而合成大量的NO和H2O2，这在杀伤入侵的细菌、真菌等微生物和肿瘤细胞、有机异物及在炎症损伤方面起着十分重要的作用 。

 

       当前认为，经激活的巨噬细胞释放的NO可以通过抑制靶细胞线粒体中三羧酸循环、电子传递细胞DNA合成等途径，发挥杀伤靶细胞的效应。

 

       免疫反应所产生的NO对邻近组织和能够产生NOS 的细胞也有毒性作用。某些与免疫系统有关的局部或系统组织损伤，血管和淋巴管的异常扩张及通透性等，可能都与NO在局部的含量有着密切的关系。

 

在神经系统中的作用

 

       有关L-Arg → NO途径在中枢神经系统(CNS)方面的研究认为，NO通过扩散，作用于相邻的周围神经元如突出前神经末梢和星状胶质细胞，再激活GC从而提高水平cGMP水平而产生生理效应。如NO可诱导与学习、记忆有关的长时程增强效应(Long-term potentiation,LTP)，并在其LTP中起逆信使作用。

 

       连续刺激小脑的上行纤维和平行纤维可引起平行纤维细胞的神经传导产生长时程抑制(Long-term depression,LTD)，被认为是小脑运动学习体系中的一种机制，NO参与了该机制。在外周神经系统也存在L-Arg → NO途径。NO被认为是非胆碱能、非肾上腺素能神经的递质或介质，参与痛觉传入与感觉传递过程。

 

       NO在胃肠神经介导胃肠平滑肌松弛中起着重要的中介作用，在胃肠间神经丛中，NOS和血管活性肠肽共存并能引起非肾上腺素能非胆碱(nonadrenergic-non-cholinerrgic,NANC)舒张，但血管活性肠肽的抗体只能部分消除NANC的舒张，其余的舒张反应则能被N-甲基精氨酸消除。

 

在泌尿及生殖系统中的作用

 

       一氧化氮作为NANC 神经元递质，在泌尿生殖系统中起着重要作用，成为排尿节制等生理功能的调节物质，这为药物治疗泌尿生殖系统疾病提供了理论依据。现已证明在人体内广泛存在着以NO为递质的神经系统，它与肾上腺素能、胆碱能神经和肽类神经一样重要。若其功能异常就可能引起一系列疾病。

 

NO测定方法

 

       NO的测定包抗直接法和间接法，其中直接法大致包括：重氮化法、化学发光法、电子顺磁共振法、高铁血红蛋白分光光度法、气相色谱法和质谱法。

 

       间接测定NO的方法中最常用的亚硝酸盐比色法，又称Griess法：​NO在体内或水溶液中极易氧化成NO2，在酸性条件下，NO与重氮盐磺胺发生重氮反应，并生成重氮化合物，后者进一步与萘基乙烯基二胺发生耦合反应，该反应生成的产物浓度与NO浓度具有线性关系，在540nm处有最大吸收峰。除了Griess法，常用的间接测定NO的方法还有：NO合成酶（NOS）的定量测定等。