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PROGRESS IN THE RESEARCH ON NEW HUMAN INTERCELLULAR INFORMATION TRANSMISSION MEDIATOR——NITROGEN MONOXIDE

第三军医大学烧伤研究所

齐顺贞综述杨家城审校

[内容摘要]NO是人们熟知的无机小分子化合物，但长期以来对其真正的生理功能却知之甚少。随着血管内皮衍生舒张因子（EDRF）化学本质即NO的揭示，历经数年对NO的多学科研究，发现体内主旋输氨酸（L－Arg）：NO合成造任广泛存在，并对其重要的生物学作用也已取得共识。NO兼有第二信使物质和神经递质的功能，因此它是一种新的细胞间信息传递的重要介质。广泛参与生理功能的调节。结构如此简单的NO在人体发挥如些重要的作用这一事实使科学家们大为吃惊，这一发现不仅深化和拓宽了对某些疾病的认识和研究，而且对其发病学及治疗学的某些观点带来了变革。

对NO作用机理的研究不仅有可能阐明许多过去未曾解释的生理现象，而且有可能为防治许多疾病提供新的思路及手段。正因为如此，近三年来 关于NO的研究发展迅速，某些领域的研究已经进入临床并展示了许多令人鼓舞的结果。

一、NO的发现

NO的最终发现决非们然，早在1977年就发现NO是鸟苷酸环化酶（GC）的一个很好的激动剂。在许多组织中，NO均可使环磷酸马背酸（CGMP）的 含量增加。而且当NO与硝普钠、迭氮化物一起使用时，cGMP的含量星相加变化。这就使研究者们认为含NO的化合物首先在介质里形成NO，然后 激活环氧化酶，使组织中cGMP含量增加。1979年，美国加洲大学医学院实验室研究人员将游离的牛冠状动脉条放入营养液中，发现加入NO后可使已收缩的动脉条舒张。1981年，Gilman等发现向灌注猪肺内吹入香烟烟雾（内含有NO），可使缺氧所致是收缩状态的肺血管舒张。1982年Keith用鼠胸主动脉实验，发现当硝酸甘油和硝普钠松弛动脉肌条时，CGMP水平的增高在前，肌条松弛在后，cGMP水平的指数增加与动脉肌条松弛的程度成正相关。到80年代初，一些对亚硝胶有致癌作用的研究者们基于在无菌大鼠尿液中亚硝酸盐（No2-）的排泄，推测细菌代谢可能并非NO2-的唯一来源。在大鼠体内内毒素可显著增加NO2-水平，而在巨 噬细胞（MO）遗传缺失的小鼠体内未见上述现象，因而进一步提出MO是NO2-的来源之一。并且这一观点被用培养的MO高体实验所证实。MO被激 活以后必须以氨基酸L-arg为前体，以NO为中间体生成NO2-和硝酸盐（NO3-）。与此同时，Hibbs等观察到L－arg可大大加强激活的MO的杀菌和 杀肿瘤细胞作用，而且NO具有相同的效应。

另一批研究者致力于研究血管内皮释放的E-DRF。美国心血管药理学家 Furchsott和Zawadzki在1980年首次报道乙酸胆碱（Ach）、缓微肽（BK）和ATP的舒血管作用具有内膜依赖性，而将内皮细胞重新覆盖后作用又恢复，当时他们尚不知此物质的同性，由于这种神奇的小分子具有松弛平滑肌的作用，故人们将其命名为EDRF。1981年，Gruet－ter等报告NO对动脉条的舒张作用可被血红蛋白（Hb）等物质所拮抗。他们的这一工作得到了其它学者的进一步证实。1981年，美国加洲大学Ignarro 发现硝酸甘油类扩血管药的作用来源于其活性代谢产物NO。

1986年在Minnesota举办的第四届国际血管扩张药物机制研讨会上，两位独立的研究者，Furchgott和lsnarro等同时提出，EDRF可能是NO，但他们提出时的条件是完全不相同的。Furch－gott是根据自酸性化学物质No2-行生而来的NO药理作用与EDRF药理作用的相似性，提出EDRF 可能是NO。而Ignarro的同事们的结论是建立在EDRF与NO在生化和药物学特性的相似性之上的。要证实EDRF是NO的重要一步是证明NO是否象EDRF那样由内皮细胞所释放，1987年，英国贝肯纳姆威康实验室的Palmer和MOncada与同事们采用瀑布式淋浴去内皮细胞的血管条进行生物 检测EDRF，并同时采用化学发光法直接测定NO的量，发现内皮细胞所释放的NO量，足以解释平滑肌舒张的程度。不久，美国的Ignarro也获得了同样的结果，同时还发现NO除松弛血管之外，还通过阻止血小板的凝固而抑制血液凝块。

1988年，Kelm与同事们也证实了NO由内皮细胞释放。嗣后，又经过众多研究者的各种实验研究。最后肯定了EDRF的化学本质即为NO。

二、NO的性质及生物学特性

NO常温下为一种合不成对电子的气体，具有高度化学反应能力，水中溶解度很有限（lmmol／L），极易造过细胞膜扩散，所以性质活泼且稳定，半衰期很短（5S左右），在O2和超氧离子存在条件下易失清，在超氧歧化酶（SOD）和酸性PH条件下较稳定，有很强的亲脂性，与Hb、肌球蛋白和GC上的Fe++有高度亲和性。NO可迅速与水、O2和机体中广泛存在的超氧自由基反应，生成NO3-和NO2-。体内NO由L-arg与O2在一氧化氮合成酶（NOS）作用下生成 NO和L-胍氨酸，用来合成NO的是L—arg肥基末端的氮原子，其中间产物为N-羟基-左旋精氨酸。高体实验表明NO的释放 量与L—arg呈剂量依赖性，但右旋精氨酸无此效应。NO合成可被L-arg类似物N-单甲基左旋精氨酸（L—NMMA）选择性抑制，同样N一甲基-D-天门冬氨酸（D—NMMA）无此作用，表明NO合成底物有严格的立体专一性。目前已基本证实存在L-arg；NO通路的组织或细胞有血管内皮细胞、血管平滑肌、血小板细胞、单核／MO、中性粒细胞。心室内皮细胞、胰岛p细胞、肾上腺细胞、乳腺细胞、脑细胞、肝星状细胞（Kupffers cell，KC）、神经小胶质细胞和肿瘤细胞等。研究发现，NOS与细胞色素P-45O还原醉同源，以还原型输酶II（NADPH）作辅助日子，四氢生物呻吟（BH4）可增强其活性表达，而这些酸类是真核生物中仅有的同时含有黄素嫖吟二核甘酸（FAD）和责索单核着酸（FMN）的黄素蛋白，用原始进化型。这都表明L—arg：NO通路广泛存在并具有普遍的生物学意义。

NOS是NO生物合成的关键因素，目前已被纯化或／和克隆的NOS至少存在三种同功酶，即脑NOS、内皮细胞NOS和巨噬细胞NOS。分为二种类型，即依赖于Ca++和钙调素（Calmodulin，CaM）的基础酶（cNos）和不依赖于 Ca++或CaM的诱生酶（iNbs）。前者主要存在于内皮细胞、血小板和脑， 随时可合成少量NO来完成精细的职能，它以单体发挥作用，不被L-豆氨酸抑制，对配基或物理刺激反应时，立即释放NO，参与信息传递。后者分布范围更广泛，主要以MO为代表，且以二聚体发挥作用，可被L-豆氨酸抑制，在内毒素以及白细胞介素1（IL—1）、肿瘤坏死因子（TNF）等细胞团子诱导下可转录合成大量NO，其NO活性可保持数小时或数天，具有复杂的病理生理效应，在多种疾病的发病机制中占有重要地位。因此，巨噬细胞NOE生成可被DNA转录抑制剂和蛋白质合成抑制剂所抑制。由于三种同功酶都存在CaM结合位点，而巨噬细胞NOS活性与Ca++无关令人感到意外。三种同功酶都有相同的蛋白做酶A、Ca++／CaM蛋白激酶和蛋白激酶C磷酸化位点，仅蛋白激酶C显示磷酸化后NOS活性降低。

三、NO释放的调节及作用机理

刺激NO释放的生理性调节机制目前仍不清楚。有资料表明：脉冲（pulsatile flow）和定常血流对血管壁产生的剪切应力（sheer stress）可能是生理性调节NO释放的两个主要决定因素。刺激NO释放的其它因素还有：五羟色胺（ 5—HT）、 ATP。 AXi：P、纤维蛋白酶、P物质（SP）、降钙素基因相关协 （CGRP）、Ach、去甲肾上腺素、血管加压素、血管活性肠肽（VIP）、BK、组胺、交感剧交感神经支配对血 管的影响等。线粒体所提供的ATP含量也影响NC的合成。有几类重要生理因子能抑制巨噬细胞NOS的产生，如：精皮质激素和多种细胞团子、MO抑制因子、IL—4和IL—1O等均可明显抑制内皮素（Enkothelin，ET）或IL一1诱导的NO合成。然而这些因素的影响机制目前仍不明确。所以不同细胞诱生Nos的条件不完全相同，但脂多糖（LPS）、 TNF—a与IL-1-p可做活多种细胞产生iNos,而另一些细胞团子可降低其诱生，如IL—8可下调中性粒细胞诱生NOS，转移生化因子p（TGFp）与血小板衍生生长因子（PDGF）可下调血管平滑肌细胞的iNos。此外，iNOS一旦诱生，可持续合成NO，直到底物耗尽或细胞死亡。

NO的基本生物学作用之一是细胞间信息交换，它在细胞内生成后，很容易释放到细胞外而付用于靶细胞。因半衰期短，所以只能在局都起作用 与劳分泌激素类似。NO的受体是GC上的活性中心Fe++，当NO到达靶细胞后，可迅速与GC上以Fe++结合，使GC的三维结构发生变化。从而提高酶的活性，使细胞内cGMP大量产生和堆积，继而发挥松弛血管平滑肌、抑制血小板聚集及中枢神经传导等生理功能。现有的资料表明L一arg：NO：cGMP通路在人类和动物多种组织和细胞中广泛存在，由于NO受体不同于经典的受体模型，它的这种作用方式非常独特，所以，它代表着一种细胞间信息传递和细胞功能调节的新的信号传导机制。 NO作为细胞情使的另一个显著特征是：NO能快速弥散通过细胞膜，即使在缺乏任何转运载体的细胞膜上，它也能弥散进入细胞内。因此它能允许一个细胞产生的信号迅速地在相邻的众多细胞中发挥生物学效应，而不受释放、摄取等机制的直接调控。

另一方面，MO等在做法或某些病理条件下能大量合成释放NO发挥细胞毒性作用，至于NO细胞毒性机理可能与下列二个因素有关：（1）NO能与生物系统中产生的超氧阴离子相互作用生成一种强氧化物即过氧化亚硝基化食物，它是一种自由基且足够稳定可扩散到其他细胞并造成显著的细胞损伤，（2）NO可引起核酸的硝基化反应可使DNA断裂，因此NO的慢性病理性合成可能是一个致癌性的细胞转化危险因素。

有人认为NO到达靶细胞后，使靶细胞膜电位发生超极化，启动Ca++依赖的K+通道，直接产生生物效应。近来研究表明，CNOS生成的NO可直接作为神经传递介质，也可作为某些神经介质发挥生物效应的终末介质。已经证实VIP调节的平滑肌松弛，cGRP的粘膜保护作用和ACh松弛血管平滑肌作用通过释放NO来完成的。iNOS所产生的NO浓度高，如果106细胞产生的NO达到或超过2nmol／h将出现毒性作用，造成细胞和组织损伤。

NO的化学性质极不稳定，半衰期为5S左右且可被氧自由基、Hb、氢醌等迅速灭活。NO极易与氧反应生成NO2、其在中性体液中迅速转化为NO3-而丧失生物活性，这个过程可能是NO失活的生理机制。

四、NO的生物学作用

（一）松弛血管平滑肌

NO有强大的松弛血管平滑肌作用，可降低全 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；而且发现，内源性NO、Nos和NoS抑制剂是一个调节血压的独立系统。其舒张血管降低血压的机制是在血管内皮细胞中，NO以弥散方式进入相邻的平滑肌细胞内，通过激活平滑肌细胞内的GC，使cGMP堆积而产生强大而短暂的松弛作用。NO对高体动脉和静脉的作用相似，但静脉平滑肌对NO更为敏感。该作用可被亚甲兰、Hb或L—NMMA抑制且该抑制效应可被L-arg翻转。由此可见内皮细胞的NOS提供了一个快速反应的生理调节机理，即以内皮细胞为信息转换器接受第一信号并持续释放一定量的NO调节血管基本张力，外周阻力，并且可以保护心脏灌流的侧支循环对心肌缺血和再灌注损伤具有保护作用：这一机制对外同阻力的相对密定至关重要。同时，还调节一系列局部内稳态过程，如高碳酸血症时介导脑 血管的舒张、缺氧肺动脉收缩时保护肺动脉等。相反，在内毒素或其它细胞团于刺激下整个血管壁系统还可使NOS活性水平大量增加，持续大量释放NO产生强大而持久的血管扩张作用甚至低血压及血管损伤。人体研究表明，人体内存在L—arg：NO通路，用L—NMMA抑制内源性NO合成可使前情血管阻力显著增加。

（二）抑制血小板聚集

外界刺激可使血小板内Ca++增加，一方面导致血小板的聚集，同时NOS被激活，催化L—arg 生成NO，减弱血小板的聚集，从而达到一种动态平衡。因而，NO可抑制由ADP、胶原、凝血酶、花生四烯酸和血栓素样不饱合脂肪酸等多种诱导剂诱导的血小板聚集。不仅如此，NO还能翻转富含血小板、血浆中的血小板聚集反应。L—arg可抑制由胶原诱导的血小板聚集并伴随血小板内CAMP水平的升高，而NOS抑制剂L—NMMA促进血小板聚集并阻止aAMP的升高，而L—AIg、 L一Har、L— Arg一ASP与L—Arg一OMC可逆转L—NMMA的抑制。这都表明在血小板聚集过程中L—arg：No通路的参与。抑制血小板聚集作用的机理与松弛血管平滑肌相似。即激活血小板内的GC升高。GMP水平。NO在其中发挥着自身分泌自身调节的作用，故 L—Arg：NO通路可能是血小板的一种负反馈调节系统。研究还表明L—arg的抗血小板聚集活性随着诱导剂不同而改变，对胶原、花生四烯酸最有效，而对ADP、凝血酶、钙离子载体A23187的作用较弱，这可能与凝血队A23187诱导血小板聚集的多途径有关，如M＆B22984（C GMP磷酸=酯醉选择性抑制剂）可增强L—Arg的抗聚作用，但HL725（CAMP磷酸=酯酶的选择性抑制剂）对其光明显影响，所以CGMP水平的升高仅抑制磷脂酶 A2（PLA2）途径介导的血小板聚集。

另外，NO和前列环素（PGI2）均可扩张血管、抑制血小板聚集，二者作用机理不相同但可互补，很可能这两种内皮原位介质协同作用来保持血管系统的完整性和维持血流。NO亦可抑创血小板粘附于血管内皮、胶原纤维、内皮细胞单层与基质等，但该作用似与PGI2无协同作用。

（三）神经传导功能

1988年Garthwaite首先提出中枢神经系统存在NOS活性。目前已知NO不仅是中枢神经系统 的信使物质，而且在外周神经系统中也具有同样的 功能。Knowles等和Bredt等先后已将脑组织中NOS互补DAN克隆出来，NO可通过激活脑细胞 N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体使CGMP水平升高，L—NMMA可完全阻断CGMP的行成NOS的活性，这一特异性的作用可被L—arg所翻转。并采用分子生物学的方法阐明TNOS基因在不同组织及胞内不同区域的表达情况，结果发现胞内NOS的mRNA的水平以小脑最高，嗅球、丘脑、 心马及大脑皮层mRNA水平依次递减，NOS和cGMP免疫组化染色可显示各自阳性神经细胞。在 中枢神经系统，兴奋性神经传导和CGMP水平有极大的相关性。兴奋性神经道质谷氨酸（GLU）从突触前释放后，通过其实她受体，可引起小脑CGMP水平激增。现已阐明，实触后GLU受体被激活刺激了NOS，引起NO合成；NO通过扩散作用于相邻的突触前种经末梢和周围的星状胶质细胞上，再激活GC，从而提高了cGMP水平而产生生理效应。虽然NO的半衰期只有知左右，但由于NO能迅速在细胞间扩散且神经传递的路径又很短，因此NO的半衰期与其它经典递质相比仍然是较长的，NO仍被认为是一种慢实触传递介质。其生物学意义可能与脑细胞的发育、脑细胞的学习和记忆过程、保护脑细胞避免毒物的攻击及脑缺血时调整防止供应有 关。NO小量释放可作为信使物质传递信息，但在病理情况下，NO过量释放，可致癫痫发作和脑损伤。释放NO的神经细胞自己却不受其损害，原因之一可能是维持NOS活性所必须的生理Ca++浓度对组织的可溶性GC具有抑制性作用。NO这一选择性的神经毒性作用在脑发育和某些病理过程中可能具有重要意义。在外同神经系统中尽管NO的释放量有限，免疫组化研究发现NOS的密度以脑垂体最高，下丘脑中神经末梢辐射给垂体视前核及室旁核的神经元亦含有丰富的NOS，这就意味着NO对垂体释放血管加压素及健产资有调节作用。它可以单独或与其它递质共同释放个导血管等平滑肌松弛。如非交感能非胆碱能神经（NANC）释放的NO可致肠平滑肌松弛，而从剧交感神经释放的NO可致同平滑肌松弛。同样，分布于血管组织NANC释放的NO既可直接引起血管扩张又可闻节递质的释放量．越来越多的资料表明：NANC这种模糊的 说法不久将会被取代，因为越来越多的实验证实这种神经元所释放的递质就是NO。

但值得注意的是NO可能又是一种最不典型的神经递质。它并非储存在突触颗粒中，不是以出 胞的方式释放而是以扩散的方式到达靶细胞，而且NOS在脑内的分布并不完全与GC分布相符，这种错配（dismatch）提示，NO可能还通过其他途径发挥作用。

（四）细胞导性及免设功能

充分的证据表明NO具有免疫功能，尤其是与机体“非特异性宿主防御”反应有关。人体免疫系统的重要成员MO被内毒素或T一细胞激活可表达L-arg：NO途路，合成iNos释放NO来杀伤外来的病原体和肿瘤细胞，Hibbs等报道，外源性NO对L10肝瘤细胞也有类似的作用。r-干扰素（IFN-r)和／或LPS可诱导KC表达L— arg：NO途路。Curran等发现激活的KC可诱导肝细胞（hepatocytes，HC）产生NO，同时明显降低HC的总蛋白合成。进一步研究表明，外源性NO与S—nitroso—N-acetylpenicilamine（NO产生剂）均呈现可逆与浓度依赖性地抑制HC的总蛋白合成．LPS也有此种作用，L—NMMA对此有明显抑制作用。MO等在激情或某些病理条件下大量合成NO而发挥细胞毒性，引起组织损伤、细胞坏死，杀死细菌、寄生虫等。MO对细菌生长的抑制作用有赖于L一arg，而且该作用可被L—NMMA阻止，为L—arg所加强，表明均是由NO所介导。

癌细胞在IFN—r、TNF等诱导下释放NO并在NO作用下停止繁殖，细胞因子介导的对疟疾病 原作的杀伤作用与血浆中NO水平有关。在大鼠器官移植研究中还发现排斥反应的开始与移植的器官和接受者血浆中NO一Heme信号的出现一致。另外，NO也在免疫系统中发挥细胞间信息传递的作用，Albina等研究表明，过量的MO（MO：SC为1：6）可抑制ConA诱导小鼠细胞（SC）的增殖反应，抑制强度与培养血清中NO2-的含量正相关，L-NMMA可逆转上述作用；抗IFN—r单克隆抗体可降低NO2-的产生和去抑制作用。这些说明在ConA诱导的SC／MO培养系统中，T细胞产生IFN—r，后者诱导MO表达L—arg:NO途径和产生NO，由此抑制淋巴细胞的增殖反应。

在脑细胞中，NO小量释放可作为信使物质传递信息，而大量释放时又可杀死脑细胞．奇怪的是释放大量NO的神经细胞本身却不受其害，NO这一选择性的神经毒性作用在脑发育和某些病理过程中可能具有重要意义，其机理目前还不明了。推测在中形粒细胞，肠道、脑细胞中大量存在的抗坏血酸可能是一种保护因子，另外GC的存在也可能对抗NO介导的毒性作用。在人体免疫方面虽然NO的作用还不明确，但间接证据表明NO在这一方面也有作用，如风湿性关节炎病人NO及NO2-代谢水平增加，结肠腺癌转移能力与NO是负相关等。

五、NO与临床症病

（一）循环系统

内皮细胞的CNOS依据不同的生理状态合成 和释放不同的数量的NO，从而松弛血管平滑肌和抑制内皮细胞增殖，同时释放ET收缩血管和促使内皮细胞增殖。ET和NO的相互关系，首先是ET诱生NO。Hirata等（1993）采用牛内皮细胞＜EC）培养结果显示，ET—1及ET—3可使EC迅速增加并生成NO，1分钟之内即达峰值。Emori等（1993）发 现，NO又可抑制ET一1的形成，此种抑制作用系 ET一工基因之表达水平的作用。从而或可认为，ET-1所致内皮NO生成及借CGMP之抑制ET一1合成与分泌的自反馈机制。在生理情况下，这一机制对维持血管外同阻力和局部血管舒缩状态起着重要作用。如NO可始抗窒息所致肺血管收缩，介导血中PCO2所致脑血管舒张，调整心脏灌注能力，控制侧支循环开放和对缺血再灌注的反应等。动物和人的研究表明，高血压、血管痉挛、高胆固醇血症和动脉硬化性心脏病等均与NO释放失调有关。

1．高血压

1991年，Schleiffer等首次报告，给正常大鼠静注L—NAME抑制NO的合成和释放，可产生高血压。Ikeda等给正常大鼠饮用L—NNA抑制NO的生成，3天后血压明显升高。若预先注射L一arg补充NO的前体，则可使血压恢复正常。这种作用主要是NO产生不足，血管强烈收缩和肾脏损害所致。Creager等给21例高血压患者协注Ach，发现前臂血管舒张反应显著低于正常受试者。Tiddei等给有高血压家族史的正常人前曾静注Ach，发现舒张反应如低于正常受试者。这提示内皮功能损害，NO合成不足，不仅是高血压形成的一个重要因素，而且也是易发高血压的一个主要的诱因。

Calver等发现高血压病人存在NO介导的血管舒缩功能异常。在高销引起的高血压中，由于NO释放受到抑制，同时血管内皮下层增厚，导致NO从EC扩散至血管平滑肌的距离增大，致使平滑肌对NO敏感性降低，引起血管舒缩功能的破坏。Luscher进一步证实NO参与高血压的发病机制。NO合成和释放减少还与先兆子病发生有关。以上说明，补充NO的前体，促进NO的合成和释放，延缓NO的降解，均可作为治疗高血压的手段。

2．冠心病

近年来NO与冠心病的关系R益受到重视。猪和人的研究发现，高胆固醇血症即出现冠状动脉对NO松弛功能失调。目前已经证实，硬化的冠状动脉均失去对NO的调节功能。因此，NO释放和功能紊乱在冠状动脉硬化、心肌缺血综合症和心肌梗塞中起着极其重要的作用。临床上广泛应用硝普钠和硝酸甘油等药物治疗高血压和冠心病，以往的观点认为这些药物直接作用于血管平滑肌，目前的研究发现，是通过产生NO达到松弛作用的。

3．休克

NO与休克发病机制的联系同样得到高度重视。内毒素可以刺激血管内皮大量合成和释放NO， 产生持久的血管扩张及低血压，回此抑制NO合成对治疗败血症休克有益。Kilbourn认为NO合成抑制剂可完全逆转TNF的致休克作用。Hibbs首先在接受IL-2等细胞团子治疗的病人血浆中检出高水平NO2-／NO3-，且与血压降低有关。Evans证实败血症病人NO水平增高。Shi发现新生地败血症患儿NO水平亦显著增高，且与休克发生发展过程有关。Mever等给牛内毒素血症模型静注25mp／kgL-NAME.48h后心输出量、平均动脉压和外用血管阻力指数均恢复正常。Petrols等也报道用Nos抑制剂治疗败血症休克病人的低血压，静注O．3- lins／kgL一NMMA能迅速升高血压，升压作用和剂量有关。由于与NO发生反应形成的特异血红蛋白（Hb—NO）于内毒素注射后5小时过高峰值，并可占总Hb的0．8％。Hb—NO水平可能在休克综合症患者中具有诊断价值。此外，目前还证实NO在出血性休克的一系列病理生理反应中办起着介质作用，并与心肌抑制因子（MDF）水平增高相关。NO还可介导内脏动脉栓塞性休克的发生发展过程。

（二）呼吸系统

1992年，Belvisi揭示在人类呼吸道存在不依赖于肾上腺素的神经性支配支气管扩张机制，这一机制完全由NO所介导，可被NOS抑制剂阻断，提示NO在支气管哮喘等呼吸道疾病中具有一定作用。同年Kaman等也发现NANC通过释放NO调节猪的气管平滑肌的松弛。说明NO在调节气管和支气管的舒缩功能中起重要的作用。已知急慢性肿损伤与活性吞噬细胞释放蛋白酶及氧基有关，近来显示在肺损伤中NO自由基已列为细胞毒分子。L-NAME确有保护大鼠免受免疫复合物引起的肺和血管损害作用。Marer等报告牛肺能使L-Arg转化成GC激活剂。由于CGMP可通过对微管集合部作用效肥大细胞免疫诱导性介质释放，提示NO介导的GC活性在过敏性疾病中有作用。Kharitonov已测定哮喘息者呼出的NO气体增加，可能反映了NOS的诱生性增加，对呼出的NO浓度进行监测，在临床上有利于监测和处理细胞活素介导的炎性肺病。Weitzberi首先以NO吸入法治疗缺氧所致肺动脉高压，认为低于五OPpm浓度的NO吸入对心 血管系统无影响。Dupny等给机械通气的豚鼠吸入NO能明显降低肺阻力；并发现吸入3OS即出现支气管扩张；吸入NO15PPm可降低肺阻力的50％；吸入10OPpm此并不产生明显正铁犯红蛋白（MHb）血症；因此，作者认为可用于临床治疗支气管哮喘等疾病。目前，吸入NO疗法广泛用于治疗成人呼吸窘迫综合症（ARDS），心脏移植术后肺高 压／右心衰竭、新生儿顽固性肺动脉高压症（PPHN)、慢性阻塞性肺疾病（COPD）、二尖瓣置换术后以及肺炎等疾患。

（三）神经系统

NO是特殊的中拒和外同神经传递介质。它产生后即刻释放，通过扩散方式而不是通过典型的细胞表面受体发挥调节作用。NO在调节发育期及成年的多信息传递途径中，和在海马小脑中作为逆行神经传递介质。NO的正常合成和释放对于神经细胞的学习和记忆功能十分重要。过量NO合成和释放则参与脑损伤和颠病发作的机制。Bcckman．认为胎儿脑缺血缺氧所致脑性瘫痪、智力低下和颁病与缺血再灌注后NO与氧自由基密切相关，应用NOS抑制剂和氧自由基清除剂可降低值缺血缺氧损伤。NOS选择性分布于慢性舞蹈病患者发生神经细胞降解的单元中，其毒性作用机制尚需探讨。

近年的研究发现，NANC在内脏的功能调节中起重要的作用，以往认为这种神经能释放兴奋性神经递质（以SP等为代表）和抑制性神经递质（以VIP为代表）。近年实验证实，NO是重要的抑制性神经传递和调节介质之一，在很多临床疾病的病理生理中起重要作用。调节NO释放的药物将在一些临床疾病的治疗中发挥重要作用。

（四）消化系统

早在1982年，Hegesh就发现婴儿腹泻患者血循环中可检出NOz－／NOs－。1990年BUlt等首先刺 激胃肠道NANC能释放NO。目前发现，哺乳动物及人消化道均有NOS，并且主要分布于迷走神经，可通过合成和释放NO而松弛胃平滑肌，与食物的消化和排空密切相关；NO还与细菌移位的发生发展过程相联系。近来动物实验和人组织体外研究均证实外源性NO能引起酷似NANC刺激的胃肠平滑肌正如极化和松弛作用；已证实，食管进入胃腔后引起近端胃扩张和增加胃容量的生理反射是通过释放NO来调节，肠蠕动的生理性下行性抑制作用也是靠NO来调节。Hutcheson证实NO有助于拮抗内毒素所致的急性肠损伤，维持肠壁血管完整性。NO还可能参与溃疡性结肠炎的发病机制。

大鼠实验证实迷走神经调节的胃和食管下括约肌松弛是通过释放NO来完成的。因此生成NO 的细胞密度改变，NO分泌量的多少和平滑肌对NO敏感性变化。可能在部分胃肠疾病如返流性食管炎、胆汁返流性胃炎、习惯性便秘、假性小肠梗阻和巨结肠综合症等疾病中起重要作用。已证实喷门失弛级综合症可能系食管下括约肌细胞缺乏NOS引起。近年的研究也证实NO对胃肠道粘膜有重要保护作用。对大鼠胃进行的研究发现，NO调节胃粘膜血管基础张力，抑制NO合成，能减少胃粘膜血流；而NO抬抗剂能减少五肽胃泌素引起的胃粘膜血流增加，说明NO不但直接扩张血管，而且是其它扩血管和增加粘膜血流的调节介质的协同剂或终末介质，局都应用NO或能释放NO的药物如硝酸甘油、硝普钢和L—Arg能减轻酒精引起怕冒粘膜出血。临床治疗胃溃疡的药物生胃团的胃粘膜保护作用也是通过释放NO来调节的。

（五）泌尿生殖系统

NO在维持、调节肾血流动力学方面具有一定作用，NO是血管紧张素II（AII）的拮抗剂。Terada应用多聚雨键反应（PCR）方法确定了NOS在肾脏的分布情况。NO对多种病原体有抵抗作用，但对正常组织也有损伤。callett发现试验小鼠肾毒性肾炎和原位免疫复合物性肾小球肾炎产生NO3-。而且，多种N03-是自发合成，Henmann肾炎肾小球也有NO．合成，提示 NO可能与某些肾小球肾炎发病机制有关。NO既有保护功能也有细胞毒性作用，如NO对抑制线粒体呼吸。特别是抑制含铁酶的活性。此外，NO还抑制ADP横着酸化和抑制甘油-3-磷酸脱氨酶醛基化。NO抑制葡萄糖分解，和抑制呼吸链和拘橼酸旁路，严重损坏细胞能量供给也是 NO3-对其它细胞毒性作用的原因，肾小球肾炎发病机制也与此有关。在慢性肾功能衰竭的病人体内有内源性NO抑制剂的产生。

Vallance等报导L—NMMA和甲基一L一精氨酸等精氨酸甲基化衍生物是自然存在的物质。正 常情况下这些内源性NOS抑制口子从尿排泄，且保持在一个恒定范围，但慢性肾衰病人，血浆却明显增加，以至足以抑制NO的产生。内源性精氨酸衍生物抑制NO合成可能是慢性肾衰合并高血压，非特异性宿主防御损伤的原因。

加洲大学洛杉矾分校的一个研究小组认为，NO可能是引起阴茎平滑肌松弛和海绵体充盈勃起 的主要因素。Burnett等用NOS免疫组化技术在大鼠骨盆神经丛、尿道膜部、膀优预和前列腺中部发现有NOS，且NOS选择性地分布支配阴茎平滑肌的神经元中，NOS的抑制剂选择性地抑制海绵体松弛。这些结果证明，NO是阴茎勃起、排尿节制和排尿频繁等生理功能的调节物，这为药物治疗阳萎等疾病在理论上提供了线索。

（六）NO与肿瘤

近年来，NO与肿瘤的研究非常活跃。越来越多的结果表前：NO与活化MO的杀伤肿瘤细胞的作 闭密切相关。动物实验证实，释放NO的药物能诱发肿瘤。Hibbs首先发现：在缺乏精氨酸培养条件下，活化的Mdi的细胞毒作用不能表达出来，并提出精氨酸的分解代谢产物NO是活化的MO的细胞毒效应分子。有人用硝酸甘油喂大鼠引起肝脏肿瘤。又有人用产生NO的药物异成烯基腺奇（IPA）对A株小白鼠进行研究，成年雄性小白鼠腹腔内注 射1．5mmol／kg，每周3次，共4周。10个月后肺肿瘤增加4倍，并且出现肾腺癌。有人用产生NO的药物SPER与肿瘤TA1535作用，能使细菌的基因 发生突变，其实变港与硝酸甘油一致。

199O年，Higuchi证实了活化的M4杀伤对 TNF不敏感的肿瘤细胞系P815是通过NO实现 的。”而且还揭示出NO与TNF的细胞毒活性有明显的协同作用，并且表明NO可使TNF杀伤对TNF不敏感的肿瘤细胞。这一结果与Stuehr和Nathan提出的NO可能是MO介导的细胞毒活性中真正的效应分子的观点相一致。也有人认为慢性炎症引起的肿瘤是通过释放NO引起正常基因发生突变。细菌和人的细胞培养均证实NO能导致DNA的损伤，其主要机理可能是NO与O2反应生成风风引起流氧基因变村，产生致癌的亚硝胺类复合物或引起多氨的重氮化。如果多肽为嘌呤类，可通过脱氧或交联引起DNA或RNA碱基机构改变。另一种机制可能NO与超氧化物反应生成超氧化亚硝酸阴离子（0NOO-），然后分解成氢氧根离子与核酸发生反应，引起广泛细胞损伤。0NOO-本身即能引起合硫基和流氨基化合物发生氧化作用，引起DNA解键。因此，有人推测NO可能是致癌物，但是也有人认为NO对细胞呼吸链乌头酸酶活性及DNA合成的抑制，可以发挥杀伤肿瘤细胞的作用。

有关NO在多种临床疾病中的诊断、治疗价值的探讨方兴未艾，前景光明。

结语

自从20年代提出化学传递学说以来，神经递质的种类和数目不断增加。从Ach、儿茶酚胺类、氨基酸一直到神经肽，人们习惯用经典递质的几项条件来衡量它们。NO是脊椎动物体内广泛分布的一种分子，它显然是一种不寻常的、新的和重要的信使分子。它的主要作用是细胞间信息传递及细胞毒性，NO究竟发挥哪种作用取决于NOS的类型、NO释放的动力学及犯细胞对NO的生化应答反应。NO的发现正迫使人们改变对某些疾病病因的认识，而对NO通路的清理性干预，将导致一些组织的细胞间信息传送或细胞毒性作用的紊乱。由于它的发现。正如曾在体内许多所发现的化合物一样，NO几乎立即被用以解释每一种过去未能解释的现象，很多假设停留于理论阶段来得到事实证据，一个主要障碍可能是CGMP特异性功能尚不完全清楚，NO合成位点也需进一步研究，NO可能是一类新型神经道质的一种代表分子，人们设想体内可能存在着一类“气体性”的信使分子。一氧化碳（CO）可能是第二个候选者，因为它同样能使血管好张，使GC激活。NO还可能参与唤神经对气味的反应，气味可使唤神经中CGMP水平升高。NO也可能是海马中参与长时程实触传递增强作用（LTP）的“送行信使”。所以，体内是否有可能还存在着第三、第四个，甚至更多？总之，笼罩在NO这一类小分子上的神秘帷幕还需相当长一段时间才能揭开。

（参考文献125篇略）