神奇的一氧化氮.MagicalNitricOxide

一氧化氮的作用范文一氧化氮（Nitric Oxide, NO）是一种无色无味的气体，具有多种作用和重要的生理功能。

首先，一氧化氮在生物体内广泛存在，并且是一种重要的细胞信号分子。

它是一种非传统的神经递质，主要通过一氧化氮合酶（NO synthase, NOS）在神经系统中产生。

在神经系统中，一氧化氮参与了多种生理过程，包括神经传导的调节、调节血管平滑肌的张力、影响中枢神经系统的神经传递、参与学习和记忆过程等。

此外，一氧化氮对于感觉器官的功能和调节也具有重要意义。

其次，一氧化氮还是一种强效的血管扩张剂。

在血管内皮细胞中合成的一氧化氮通过作用于血管平滑肌细胞的鸟苷酸环化酶（guanylate cyclase, GC）增加细胞中的环磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate, cGMP）水平，进而通过激活蛋白激酶G依赖的信号通路，引起血管平滑肌舒张，促进血管舒张，从而导致血管扩张。

这种血管扩张的作用使得一氧化氮被广泛应用于心血管疾病的治疗，如心绞痛、高血压和冠心病等。

此外，一氧化氮还参与调节肺动脉和气道的通透性，对于肺功能的调节也具有重要意义。

除了作为生理信号分子和血管扩张剂的作用，一氧化氮还具有其他多种生理作用。

例如，一氧化氮对免疫系统的调节作用非常重要。

它可以通过促进嗜中性粒细胞的黏附和吞噬细菌，增强免疫细胞杀菌作用，起到抗菌和抗病毒的作用。

此外，一氧化氮对于血小板聚集的抑制、血栓形成的防止以及白细胞黏附分子表达的调节也具有重要意义。

一氧化氮还具有抑制炎症反应、减轻损伤和促进修复的作用，对于一些炎症性疾病和慢性病的治疗也有一定的潜力。

此外，一氧化氮在心血管系统、呼吸系统、消化系统、生殖系统等多个系统中都具有重要的生理作用。

例如，在呼吸系统中，一氧化氮通过调节气道平滑肌的张力，参与了气道的舒张和收缩，对呼吸的调节起到重要作用。

在消化系统中，一氧化氮通过调节肠胃平滑肌的张力，参与了肠道蠕动和胃肠道的血流调节。

一氧化氮与生命科学一氧化氮〔Nitric oxide〕是大家早已熟习的一个小分子，临时以来，在生命迷信中不时没有惹起人们的留意。

但是，８０年代末，迷信家发现，一氧化氮在各种生化进程中，起着关键的作用，具有神奇的生理调理功用。

对一氧化氮的研讨，迅速开展成为一门目前最生动的生命迷信前沿范围。

近期的研讨已说明，一氧化氮具有免疫调理、神经传递、血压生理调控和血小板凝聚的抑制等生理功用。

在许多组织中，虽然其真正的释放量目前尚难于检测，但已确知会释放出不同浓度的一氧比氮，且浓度的变化与机体的生理机能严密相关。

许多疾病，包括基因突变〔癌变，动脉硬化等〕和生物机体中毒等，能够是一氧化氮的释放或调理的不正常惹起的。

进一步的研讨还发明，一些药物可以经过新陈代谢来调理一氧化氮的生理机能，使其变成有益的分子，肃清机体内有害的代谢物，鉴于一氧化氮的神奇生理调理作用，一旦其奥秘的调理机理被迷信家们所揭开，人们就可以开发与一氧化氮相关的药物，来治疗许多人类至今无法攻克的顽症，例如高血压、偏头痛、动脉硬化，甚至癌症。

可见，与一氧化氮相关的药物，其潜在的价值是庞大的。

如今许多国际上有名的药物消费厂家，竞相在这一研讨范围，投入少量的人力物力，以期在剧烈的竞争中，占拥有利的位置。

生命迷信的迅速开展，主要标志是由微观描画末尾向分子水平和生命进程的研讨，它的特点是学科交叉，正如诺贝尔奖取得者Arthur Kornberg教授谈到：〝分子生物学己打破到细胞化学的边界，但缺少化学方法和训练是不能够翻开这个穹窿的。

〞随着学科交叉的不时开展，化学成了生命迷信强有力的工具，化学测量和方法是解析一氧化氮效果关键的一个组成局部。

在生命体系中，细胞释放的一氧化氮量是很少的，平均每个细胞仅释放１～２００attomol(1attomol=10-18mol)．如何现场定性和定量检测一氧化氮，向化学家们提出了艰难而开拓性的义务，首先，Wennmalm等报导了把一氧化氮和牛血洁白蛋白共价结合，然后用色谱柱分别，直接测量了一氧化氮的浓度。

神奇的“气”：一氧化氮本篇文章来源于科技网|原文链接：/kjrb/content/2011-02/24/content_277697.htm弗里德·穆拉德从小刻苦学习，成绩优异，获得了德堡大学（De Pauw）的全额奖学金。

1965年，他从Phi Beta Kappa（美国大学优等生荣誉学会）毕业，并获得了医学和药理学双博士学位。

1970—1981年穆拉德博士在弗吉尼亚大学医学院做教授期间，开始一氧化氮的研究，并成为弗吉尼亚大学最年轻的教授。

1977年，成为德克萨斯州休斯敦大学的首位综合生物及药理学系主任。

1981年被斯坦福大学聘请为内科系主任，在此期间进一步进行一氧化氮研究工作，1999年成为分子医学研究所的主任。

穆拉德教授整个研究生涯中一共培养了124位研究生和研究员，其中有60人在美国成为系主任或学院院长。

穆拉德博士的研究集中于一氧化氮和环鸟嘌呤核苷酸在不同细胞信号过程中的形成、代谢和功能。

他因发现一氧化氮可以在心血管系统中作为一种信号分子，与另外两名教授共享1998年诺贝尔生理学或医学奖。

■以下是记者对穆拉德进行采访的内容生命信使一氧化氮□一氧化氮是什么？穆拉德：化学式NO，分子量30，氮的化合价为+2。

无色气体，难溶于水。

NO分子中有一未配对电子，可形成自由基，和其它分子如氧分子、超氧自由基，或过度金属反应。

在体内极不稳定，是一短寿分子，半衰期仅为3—5秒。

NO具有脂溶性，可以快速透过生物膜扩散，在体内迅速被血红蛋白、氧自由基或氢醌等灭活。

一氧化氮在细胞中作为细胞之间沟通的信使，能舒张血管。

人体有60万亿细胞，一氧化氮在体内扮演着细胞间的传导因子，也是重要的“信号分子”，被誉为生命信使。

□每个人都是由受精卵细胞经过不断复制分裂形成眼、耳、口、鼻、舌等器官组成人体的，每个人是由60到100万亿细胞组成的。

那么，一氧化氮参与细胞和细胞之间、眼耳口鼻舌之间的信号传递么？穆拉德：我们知道，人机体内有很多信号系统，它们可以调节全身的血管网络，将含氧血送到组织和器官当中，让人体血压保持在适当水平。

一氧化氮神奇生物化学作用正在揭示中吴国庆北京师范大学化学系９５年夏天在北京举行的第２７届国际化学奥林匹克有一道以ＮＯ的生物化学功能为主题的竞赛试题、反映了试题编制者们力求的先进性、趣味性和新颖性，受到广泛欢迎。

下面是有关这个曾被美国某杂志选为明星分子的小小无机分子神奇功能的一些新近报道的综述，读者通过阅读本文也许还可以感受到，化学对生命的研究已经进步到什么地步。

本文主要是根据Ｃ ＥＮ，ＭＡＹ６、１９９６：３８～４２上一长篇报道改写的。

你也许知道有一种叫做硝酸甘油酯的药物，已经用了１００多年了，它可以用来治疗突发的心绞痛。

其实，这是利用了这种药物在生理条件下释放出的一氧化氮，它或许是一氧化氮作为药物的最老应用，尽管是不自觉的，只是到了近年，人们才认识到一氧化氮对动物有着多种重要作用。

例如，已经知道，它是神经脉冲的传递介质，有调节血压的作用，能引发免癌功能等；如果人体不能及时制造出足够的一氧化氮，会导致一系列严重的疾病：高血压、血凝失常、免疫功能损伤、神经化学失衡、性功能障碍以及精神痛苦等等；使用释放ＮＯ的新药甚至可能对抑制癌症有重要作用。

对一氧化氮的认识首先要归功于微量分析技术的发展，因为一氧化氮在生命体内的浓度是极低的，仅达微摩尔级甚至更低。

而且、一氧化氮在细胞间存留的寿命也很短，因为ＮＯ是单电子分子，很活泼，一旦生成,很快被反应掉。

因此，测试太难，这就不难理解，这样简单的分子为什么这样晚才被人有所认识。

ＮＯ的生成一氧化氮分子在生命体中是在一氮化氮合成酶（下文用缩写ＮＯＳ）的催化作用下生成的。

这种酶有多种存在形式，但其功能都是氧化精氨酸的两个胍基氮之一生成瓜氨酸和一氧化氮。

反应所需的电子来自辅酶II[即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（ＮＡＤＰＨ）］, 后者同时被氧化。

分子态氧是一氧化氮的氧源。

ＮＯ在生物体里的主要反应在生物体内ＮＯ的攻击目标首先是蛋白质辅基里的金属离子，特别是血红蛋白里的铁，它与金属原子形成亚硝酰加合物。

一氧化氮的作用NO它是一种新型生物信使分子，广泛分布于生物体内各组织中，1992年被美国Science杂志评选为明星分子。

NO具有舒张血管、降低血压、抑制平滑肌细胞增殖和血小板黏附，参与免疫反应、杀灭肿瘤细胞和微生物等重要的生理作用；在高血压、心肌缺血、脑卒中等许多心血管疾病的发病和自身免疫性疾病、退行性疾病及炎症的发生演变中具有重要的临床意义。

NO功能失调是导致心脑血管疾病发生发展的重要因素。

一氧化氮（Nitric oxide）是大家早已熟悉的一个小分子，长期以来，在生命科学中一直没有引起人们的注意。

但是，８０年代末，科学家发现，一氧化氮在各种生化过程中，起着关键的作用，具有神奇的生理调节功能。

对一氧化氮的研究，迅速发展成为一门目前最活跃的生命科学前沿领域。

近期的研究已表明，一氧化氮具有免疫调节、神经传递、血压生理调控和血小板凝聚的抑制等生理功能。

在许多组织中，尽管其真正的释放量目前尚难于检测，但已确知会释放出不同浓度的一氧比氮，且浓度的变化与机体的生理机能紧密相关。

许多疾病，包括基因突变（癌变，动脉硬化等）和生物机体中毒等，可能是一氧化氮的释放或调节的不正常引起的。

进一步的研究还发明，一些药物可以通过新陈代谢来调节一氧化氮的生理机能，使其变成有益的分子，清除机体内有害的代谢物，鉴于一氧化氮的神奇生理调节作用，一旦其神秘的调节机理被科学家们所揭开，人们就可以开发与一氧化氮相关的药物，来治疗许多人类至今无法攻克的顽症，例如高血压、偏头痛、动脉硬化，甚至癌症。

1. 一氧化氮对于血管平滑肌的特殊功能Nitric Oxide 氨基酸在体内有充分的酵素状态下才可顺利转化，转化时会产生一氧化氮(Nitric Oxide)，然而一氧化氮分子由血管内皮细胞转入平滑肌细胞，细胞连锁反应使细胞收缩因子Myosin 与Actin 分离，平滑肌细胞放，致使血管扩张，血管放松、柔软，保持弹性，一氧化氮放松血管，有利预防血垢油脂物质沉淀，蓄积在血管内壁，造成动脉硬化或阻塞、高血压、中风、心绞痛等疾病。

神奇的一氧化氮（二）和抗疲劳的有效方法之一。

疲劳与一氧化氮有着密切的关系。

在外周疲劳机制中，高水平一氧化氮能扩张骨骼肌血管，保证骨骼肌血流量的提高，降低氧消耗，维持较高的氧摄取率，有利于延缓运动疲劳的产生。

在中枢神经系统中，一氧化氮能降低较强运动负荷引起的脑组织内皮素-1信使核糖核酸（ET-lmRNA）的表达，从而改善大脑局部缺血、缺氧反应，有利于调节中枢疲劳的产生。

由于一氧化氮的双重作用，所以为机体补充一氧化氮能够发挥抗疲劳的作用。

光阴催人老，岁月白人头。

探究衰老之奥秘，注重养生之道，寻觅延年益寿之良药，历来是人类经久不衰的课题之一。

每个人都希望自己健康长寿，古人为我们描绘的“上寿百二十，中寿百岁，下寿八十”的美好蓝图，是人类追求长寿的最高理想。

但是，由于种种原因，真正能够实现这一理想者，实在是寥若晨星，少之又少，其中最主要的原因是不懂养生，以至不能“尽其天年”。

如何“尽其天年”呢？在漫长的人类历史长河中不断地探索健康长寿的秘诀，智慧的自然总在不经意间给我们以启示，散落在全世界极为稀少的长寿村就是自然给我们的最好答案，根据世界卫生组织长达数十年的跟踪调查研究，每十万人中有七个超过百岁的健康老人就算是长寿地区，据世界卫生组织统计，现在全世界范围内最长寿的地区有五个，他们分别是日本的冲绳岛；希腊的西米岛；意大利的凯姆波帝迈勒；巴基斯坦的罕沙；中国广西的巴马。

据世界卫生组织统计，这些地区超过百岁的长寿人口比例远远超过了世界卫生组织之前提供的平均百岁人口的数据7/100000，达到了惊人的30/100000 ！科学家经过长年累月的调查研究发现这些世界上最长寿的地区都有着非常明显的特征，可以总结归纳为健康长寿的四大秘诀：合理的饮食、科学的运动、平和的心态、优越的自然环境。

这四大健康秘诀在这些世界上最长寿的地区缺一不可，然而这四大秘诀究竟是如何在这些地区起作用的呢？合理的饮食：多吃蔬菜、水果、杂粮民以食为天，每个人都离不开吃。

神奇的一氧化氮酶生性一氧化氮技术酶生性一氧化氮，是由一氧化氮合成酶催化L-精氨酸和氧发生反应后生成的，同时产生瓜氨酸。

此反应过程由两步组成：第一步，L-精氨酸中的两个电子被氧化；第二步，生成一氧化氮和L-瓜氨酸。

反应过程中，需要黄素腺嘌呤二核苷酸(FDA)、黄素单核苷酸(FMN)、血红素和四氢叶酸(BH4) 作为NOS 的辅基。

一氧化氮作为血管内皮活性因子和一种信号传递分子，它的升高是由一氧化氮合酶（NOS）的表达水平调控的。

人体组织中有三种一氧化氮合酶：神经型一氧化氮合酶、内皮型一氧化氮合酶和诱导型一氧化氮合酶，它们分别分布于神经元细胞、血管内皮细胞和巨噬细胞中。

非酶生一氧化氮技术非酶生一氧化氮来自体表或摄入的无机氮的化学降解/转化。

扩血管药物如硝酸甘油依赖半胱氨酸的疏基生成一氧化氮, 硝普钠通过化学还原反应释放一氧化氮, 但这不是体内合成一氧化氮的主要途径。

一氧化氮的生理作用一氧化氮“血管清道夫”，可将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走，还可以在细胞中作为细胞之间沟通的信使，并使血管扩张。

人类有60 万亿细胞，一氧化氮在人体内扮演着细胞间的传导因子的角色，也是重要的“信号分子”。

一氧化氮的神奇功效血液循环系统：预防心脑血管疾病的发生，如高血压、高血脂、动脉硬化、心梗、中风等。

促进血液循环，保持血管洁净通畅。

中枢神经系统：帮助睡眠，增强记忆和学习能力，使人精力充沛。

免疫系统：增强免疫力，抗炎，抑制肿瘤细胞生长。

泌尿及生殖系统：增强膀胱肌肉运动及促进勃起功能。

一氧化氮在心血管系统中的作用一氧化氮在维持血管张力恒定、调节血压的稳定性及清除血管壁上的脂肪和胆固醇中起着重要作用。

在生理状态下，当血管受到血流冲击、灌注压突然升高时，一氧化氮作为平衡使者维持其器官血流量相对稳定，使血管具有自身调节作用。

它能够降低全身平均动脉血压，控制全身各种血管床的静息张力，增加局部血流，是血压的主要调节因子。

一氧化氮在心血管系统中发挥作用的机制是通过提高细胞中鸟苷酸环化酶（Guanylate Cyclase, GC）的活性，促进磷酸鸟苷环化产生环一磷酸鸟苷（3 , 5 -cyclic guanosine monophosphate, cGMP），使细胞内cGMP 水平增高：1. 激活cGMP 依赖性蛋白激酶，使胞浆内钙离子向胞外流动或贮存于胞内钙离子库中，并抑制钙离子内流，致使胞浆内游离钙离子浓度降低，导致血管平滑肌舒张，血流量增加。

神奇的一氧化氮分子神奇的一氧化氮分子美国SCIENCE杂志自1989年起，每年度评选一个对于科学发展和社会受益有重要影响的分子，授予明星分子的荣誉称号。

NO分子曾是一个不起眼的小分子，1992年因其神奇的生物活性被评选为明星分子。

（1）NO分子的结构根据分子轨道理论，第二周期电子数小于或等于14的双原子分子其能级次序与N2分子相同，电子数等于或大于16的双原子分子的能级次序与O2分子相同，那么电子数为15的NO分子能级次序究竟同O2还是同N2呢？有人根据NO与O2+为等电子分子，提出能级次序同O2，然而量子化学计算和NO分子的紫外光电子能谱表明，NO 分子能级次序同N2，其电子组态为1σ22σ23σ24σ21π45σ22π1。

N 和O之间的三键由一个双电子σ键、一个双电子π键和一个三电子π键组成，NO与N2、O2分子键长、键解离能与磁性比较见表1：NO的相对分子质量为30.01，熔点为-163.6 ℃，沸点为-151.8 ℃，密度为1.340 2 g·L-，微溶于水，但不与水反应，溶于乙醇，具有脂溶性，这使NO不需要任何中介机制就可快速扩散通过生物膜。

（3）NO分子的生物活性NO生物活性最早发现于1980年。

美国科学家Furchaout在一项研究中发现了一种小分子的物质，具有使血管平滑肌松弛的作用，后来被命名为血管内皮细胞舒张因子(简称EDRF)，是一种不稳定的生物自由基。

EDRF被确认为NO，NO在O2及O2-存在时可迅速被氧化成NO2，以NO3-和NO2-的形式存在于细胞内、外液中而失去生物活性；在超氧化物歧化酶(SOD)和酸性条件下化学性质较稳定。

细胞依靠一种名叫一氧化氮合成酶(NOS)的物质，以L-精氨酸和分子氧为底物，同时在某种辅助因子帮助下，从L-精氨酸上脱去5个电子而生成NO和另一种氨基酸。

NO的生物半衰期只有3～5 s。

（4）NO在神经系统中的作用NO有时承担着作为神经系统递质的作用。