生物活性分子一氧化氮（NO)自發(fā)現(xiàn)開始,，其重要的生理功能日益為人們所認識，是目前所知最強的血管舒張因子和收縮因子,，其作用極其廣泛,，它可能作為介質(zhì)、信使或細胞功能調(diào)節(jié)因子而參與機體許多生理活動與病理過程,，并與部分疾病的發(fā)生有關(guān),。

20世紀70年代以前，人們普遍認為,，一氧化氮（nitric oxide,NO）只是大氣中的一種污染物,。1980年，F(xiàn)urchgott和Zawadzki發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮細胞能夠產(chǎn)生并釋放一種血管內(nèi)皮衍生的舒張因子（endothelium-derived relaxing factor,EDRF）,。1986年,，在一次研討會上，Ignarro和Furchgott獨立報告了他們各自的研究結(jié)果,，都證明EDRF的化學結(jié)構(gòu)就是NO.1998年,，諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了美國的三位藥理學家Robert F. Furchgott,、Louis J. Ignarro和Ferid Murad,以表彰他們在發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性NO的生物效應(yīng)及其對心血管系統(tǒng)的作用機制中所作出的卓越貢獻。此后,，生命科學領(lǐng)域?qū)O的研究有了高度關(guān)注,，發(fā)現(xiàn)它在哺乳動物的心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng),、免疫系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)等正常的生理活動和病理變化中發(fā)揮著重要的作用,。

NO在心血管系統(tǒng)中的作用
對NO的生物學功能最初就是從心血管系統(tǒng)開始的。作為心血管系統(tǒng)中的一個重要的信號分子,，NO從血管內(nèi)皮細胞合成后進入血管平滑肌細胞,，通過升高細胞內(nèi)cGMP的水平發(fā)揮擴張血管的作用，為肉芽組織中新生血管提供充足的血液供應(yīng),，有利于新血管的生長,。同時，NO還能夠抑制血管平滑肌細胞的增殖和血小板的聚集和黏附,。血管內(nèi)皮功能紊亂,，導(dǎo)致NO的合成障礙，是心血管中很多疾病發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵一步,。臨床試驗表明,，機體NO合成減少會引起高血壓。此外,，心力衰竭,、動脈粥樣硬化、血脂異常等心血管疾病的發(fā)生,，都與血管內(nèi)皮功能紊亂有密切的關(guān)系,。
有文獻報道，口服L-Arg 6個月的心衰患者,，血漿中內(nèi)皮素濃度降低且心衰的癥狀得到明顯緩解（Yetik等,，2006）。另一方面,，有文獻報道,，心力衰竭時，病人的氧化應(yīng)激狀態(tài)使心肌中的iNOS表達增加,，合成過多的NO,產(chǎn)生過氧亞硝基離子,，進一步引起心肌收縮功能障礙。由于至今還無法確定NO在心衰過程中的詳細作用機制,，因此,，NO的表達對心衰患者的利弊仍待探討。
急性冠狀動脈綜合征（acute coronary syndromes,ACS）是以冠狀動脈粥樣硬化斑塊破裂（rupture）或侵蝕（erosion）,，繼發(fā)完全或不完全閉塞性血栓形成為病理基礎(chǔ)的一組臨床綜合征,。在這個病理發(fā)展過程中，血小板來源的NO減少,，導(dǎo)致血小板聚集和活化,，是重要的致病因素之一（Raij L,2006）。
在血液循環(huán)系統(tǒng),，NO的過量表達可以破壞循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)平衡,，參與敗血癥性休克的發(fā)生。炎癥因子和內(nèi)毒素導(dǎo)致iNOS表達上調(diào),，合成大量NO,引起血管過度舒張,，降低血管張力，血壓下降,，血液滲出增加,，最終導(dǎo)致敗血癥性休克（Levy RM等，2005）,。

NO在神經(jīng)系統(tǒng)中的作用
自NO在心血管系統(tǒng)中的作用被認識后不久,，人們又發(fā)現(xiàn)其在神經(jīng)系統(tǒng)中扮演著重要角色。神經(jīng)系統(tǒng)是內(nèi)源性NO合成的重要場所,，NO在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)揮信息傳遞和功能調(diào)節(jié)的作用,，影響神經(jīng)元活動的多個方面。在中樞神經(jīng)系統(tǒng),，NO作為神經(jīng)遞質(zhì)參與記憶的形成及睡眠周期的調(diào)節(jié),；在外周神經(jīng)系統(tǒng)，NO能夠通過部分神經(jīng)調(diào)節(jié)呼吸系統(tǒng),、消化系統(tǒng)和泌尿生殖系統(tǒng)的血管擴張（Carcia和Stein,2006）,。NO低水平時有益，高水平時則有害,。哺乳動物在受到刺激后,，神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞能夠合成NO,進而抑制腺苷酸環(huán)化酶（AC），如果產(chǎn)生的NO過多,，對AC活性的抑制作用就會被逆轉(zhuǎn),，這時就會引發(fā)多種病癥，如腦缺血和神經(jīng)元退化性疾病,，或引發(fā)帕金森氏癥,。
當谷氨酸能神經(jīng)元中的N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體被激活后，能夠產(chǎn)生過多的NO,對周圍的神經(jīng)細胞產(chǎn)生毒性作用,。在體外培養(yǎng)大腦皮層神經(jīng)元時,，若加入NMDA,24h內(nèi)多達80%的細胞死亡，加入Arg或硝普鈉明顯加強這種毒性作用,；而換用無Arg培養(yǎng)液或加入硝基精氨酸或N-甲基精氨酸,，或加入血紅蛋白均可防止上述細胞毒性作用,，這提示NO能夠介導(dǎo)谷氨酸的細胞毒性作用（Dawson等，1991）,。

NO在免疫系統(tǒng)中的作用
NO在免疫系統(tǒng)中作為效應(yīng)分子介導(dǎo)免疫細胞的功能,，在腫瘤免疫、微生物免疫,、移植免疫等過程中發(fā)揮著重要作用,。NO本身的毒性特點使其能夠非特異性地殺滅微生物及癌細胞，NO還能夠通過影響各種細胞因子如TNF家族和IL家族的釋放來發(fā)揮其對免疫功能的調(diào)節(jié)作用,。NO能夠影響白細胞的游走和聚集,，間接調(diào)控炎癥反應(yīng)，同時NO能夠通過調(diào)控線粒體的超級化,，引起T淋巴細胞的活化,。T細胞瘤中顯示有高NOS活性，而在正常T淋巴細胞或激活的T細胞中檢測不到NOS活性,，用NOS抑制劑處理T細胞瘤,，能夠減少其對NO的產(chǎn)生和細胞增殖，這對于腫瘤治療具有重要意義,。
越來越多的研究表明NO在傷口愈合中起著重要作用,。NO是中性粒細胞、單核細胞和巨噬細胞活性的抑制劑,，對中性粒細胞,、單核細胞和巨噬細胞的趨化性有促進作用。這有利于中性粒細胞的浸潤,，將壞死組織與正常組織分隔開,，為創(chuàng)面修復(fù)創(chuàng)造條件。

NO在生殖系統(tǒng)中的作用
NO與生殖系統(tǒng)的關(guān)系,，認識相對較晚,，但研究進展很快，發(fā)現(xiàn)其與生殖系統(tǒng)密切相關(guān)?，F(xiàn)在已經(jīng)確認,，NO幾乎參與所有雌性生殖活動，如性行為,、類固醇激素的生成,、卵泡發(fā)育、卵母細胞減數(shù)分裂與卵子成熟,、受精過程,、囊胚植入和胚胎的發(fā)育等等（Dunnam等，1999;Faletti等，1999;Albina和Olson,2000;Dixit和Parvizi,2001）,。對雄性動物而言,，NO參與陰莖勃起、睪酮的分泌,、睪丸內(nèi)血流的調(diào)節(jié),、精子發(fā)生、精子活力的調(diào)節(jié),、精子獲能及頂體反應(yīng)等生理過程（卜淑敏和夏國良，2002;蔣廣龍等,，2004）,。
NO存在于下丘腦-垂體-性腺軸中的各個部分，能夠通過cGMP通路促進下丘腦GnRH的分泌（Moretto等,，1993）,，也能夠通過Ca2+依賴性機制作用于垂體而刺激促性腺激素FSH和LH的分泌（Pinilla等，1998）,。

NO在其他系統(tǒng)中的作用
NO也存在于肺中,，能夠保護氣管不發(fā)生過度收縮，并且能夠調(diào)節(jié)氣管的炎癥反應(yīng),。NO的生成減少會引起肺部血管的收縮,，導(dǎo)致肺動脈高壓，所以臨床上常采用吸入NO的方法,，治療急性肺高壓,、原發(fā)性肺高壓、新生兒頑固性肺高壓以及成人呼吸窘迫綜合癥的肺高壓等,。
NO在胃腸道同樣有分布,，尤其在肌間神經(jīng)叢，而在黏膜中分布較少,，NO對胃腸運動起重要的調(diào)節(jié)作用,，是胃腸道抑制性遞質(zhì)之一。在豚鼠的結(jié)腸中,，乙酰膽堿能夠促進結(jié)腸平滑肌釋放NO,負反饋地抑制平滑肌收縮,。
NO作為NANC（non adrenergic non cholinergic）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)。

NO功能的雙重性
近年來在多種細胞中研究發(fā)現(xiàn),，NO的作用具有雙重性,。如前所述，低濃度的NO能夠保護神經(jīng)的正常功能，高濃度時則導(dǎo)致神經(jīng)退行性變化（Contestabile等,，2003）,。在小鼠的研究也證實了NO對卵母細胞的體外成熟也具有雙向調(diào)節(jié)作用（Bu等，2003）,。一方面,，作為重要的信使分子，NO可以參與細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程,；另一方面,，作為一種自由基，NO又具有細胞毒性作用,。這種雙重作用主要取決于NO的生成量,，pmol（10-12mol/L）水平的NO主要起信息傳遞和免疫的功能，一般來說對機體是有益的,；但是,，當NO在局部生成過多達到nmol（10-9mol/L）水平時則常常引起細胞毒性作用。雙重性作用與NO的氧化還原狀態(tài)有關(guān),，當NO以NO+（氧化型）狀態(tài)存在時有保護作用,，以NO-（還原型）狀態(tài)存在時則有神經(jīng)毒作用。另外,，還與環(huán)境的PH值有關(guān),，NO-與O2-形成的ONOO-在堿性條件下（PH 7.40~8.00）相當穩(wěn)定，一旦低于生理PH,立即分解為OH自由基和NO自由基,，具有很大的細胞毒性,。NOS是NO生成的最主要限速因素，由cNOS催化產(chǎn)生的NO持續(xù)時間很短,，濃度低,，通常起生理信使作用，而由iNOS催化產(chǎn)生的NO一經(jīng)誘導(dǎo)生成,，持續(xù)時間長,，濃度高，主要參與免疫炎癥反應(yīng)和細胞毒性作用（Valenti等,，1999;卜淑敏,，2003）。