《一氧化氮的生理作用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一氧化氮的生理作用（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1一氧化氮的生理作用【关键词】 一氧化氮【摘要】 生物活性分子一氧化氮（ nitric oxide,NO)自发现开始，其重要的生理功能日益为人们所认识，是目前所知最强的血管舒张因子和收缩因子，其作用极其广泛，它可能作为介质、信使或细胞功能调节因子而参与机体许多生理活动与病理过程，并与部分疾病的发生有关。文中介绍了 NO的生物合成在心血管系统、中枢神经系统、胃肠道、免疫反应中的作用，NO 介导突触传递可逆性，NO 介导兴奋性氨基酸的作用。【关键词】 一氧化氮；生理作用Furchgott等1发现的内皮源型舒张因子（EDRP ）于1987年被 Palmer等 2用化学发光方法证实其本质是 NO。NO
2、不仅对心血管系统、中枢神经系统和消化系统有调节作用，而且在体内对多个系统均有作用，它还参与体内众多的生理和病理过程，是一种新型的神经元信使3 ，起神经递质的作用，介导兴奋性氨基酸和突触传递可逆性，内源性或外源性 NO产生和过量释放会直接导致神经毒性。21 NO的生物合成生物体内的血管内皮细胞、神经细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、肝细胞等多种细胞均可产生 NO，但血管内皮细胞是生理条件下产生 NO最主要的细胞。左旋精氨酸（l-arginine,L-Arg）是生成NO的前体物质，L- Arg分子内胍基中的氮原子被氧化，生成 NO与瓜氨酸，催化这一反应的酶是一氧化氮合成酶（NOS） ，一些 L-Arg的
3、类似物可以作为 NOS的竞争性抑制剂从而减少 NO的生成4 。生物体内的 NOS为一组同工酶，根据 NOS对 Ca2+ 依赖性的差异，分为原生型 NOS（cNOS）和诱生型 NOS（iNOS)两大类，后者不依赖 Ca2+。cNOS 为 NOS的生理存在形式，对脑血流量等体内一系列的生理过程起信使调控作用；iNOS 则参与自身免疫反应并引起病理损害。2 NO的生理作用2.1 NO对心血管系统的作用 在生理情况下血管内皮细胞可产生内皮衍化舒张因子和内皮衍化收缩因子，调节血管舒缩，血管内皮细胞产生的 NO，通过细胞膜迅速传递至血管平滑肌细胞，使平滑肌松弛，动脉血管扩张，从而调节血压和血流分布。这种舒
4、血管作用可被 NOS抑制剂 L-单3甲基精氨酸（L-NMMA）阻断。内源性 NO调节血管内皮生长，触发血管活性物质，促进血管生长与再生。血管内皮细胞产生的 NO在生理、病理情况下均有保持血管内皮细胞完整性的作用。实验证明，NO 作为一种强有力的脑血管扩张剂，参与脑血管基本张力的调节5 ，脑血管内皮细胞所释放的 NO可提高血管平滑肌细胞中的鸟苷酸环化酶的活性，导致环一磷酸鸟苷水平升高，从而使血管松弛；相反，如给实验动物应用 NOS抑制剂，则发现环一磷酸鸟苷含量下降，脑动脉收缩。NO 还通过抑制血小板和白细胞聚集以保护脑的血管内皮。基础含量的 NO亦能阻止脑动脉对去甲肾上腺素和 5-羟色胺等物质所
5、致的收缩效应6 。基于以上原理，在缺血性脑损害发生的早期，NO 对脑缺血的边缘带、脑侧支循环的开放和脑微循环血流灌注及恢复有肯定的促进作用。2.2 NO对中枢神经系统（CNS）的作用 在 CNS中，NO 促进递质释放，参与突触可逆性过程，参与视觉、痛觉及嗅觉的气味区分等方面，调节血脑屏障的通透性，参与脑的高级功能活动，如学习和记忆功能。NO 还能放大神经细胞中的钙信号，使微弱的、易被忽略的信号放大，而引起细胞内显著的生理变化。高浓度的 NO具有细胞毒性作用，可以加重缺血性脑组织损害7 。研究发现，脑缺血后局部兴奋性氨基酸增加，激活N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体，Ca2+内流。NO 过量
6、产生能4导致神经细胞死亡，并在初级皮层物由 NMDA介导的神经毒性中起主要作用。应用 NOS抑制剂对脑缺血有显著的保护作用，并能保护胚胎的皮层、海马及尾壳核免遭谷氨酸神经毒性的毒害作用，而且 NOS抑制剂的抗毒作用能被 L-精氨酸逆转。据此认为，NOS抑制剂和 NMDA拮抗剂具有保护神经不受损伤的作用，人们正在开发其医疗价值。2.3 NO对胃肠道的作用 实验证明，生理条件下，NO 能引起胃肠道平滑肌和括约肌舒张，过量 NO则起抑制作用，从而调节胃肠的运动。有报道 NO作为胃肠道非肾上腺素能非胆碱能（NANC）神经的递质，引起犬十二指肠纵行肌舒张。刺激支配犬回盲括约肌的 NANC神经释放NO，产
7、生舒张效应。在人胃肠道平滑肌离体实验中，外源性 NO对空肠平滑肌的舒张作用类似于电刺激 NANC神经的反应，综上所述，NO 作为 NANC神经的一种递质在人和哺乳动物的消化道内广泛分布，对胃肠道正常的运动起重要的调节作用。同时，NO 通过对壁细胞、主细胞、黏液细胞及胃肠上皮细胞的影响，调节胃酸、胃蛋白酶原、黏液、HCO-3 等胃肠的分泌功能。2.4 NO在免疫反应中的作用 5NO能抑制血小板聚集与黏附，减少白细胞的聚集，防止血栓的形成；还能抑制淋巴细胞增殖，抑制肥大细胞的活性，抑制巨噬细胞的氧化产物；在慢性感染和炎症时，激活巨噬细胞和白细胞产生的 NO，参与杀灭细菌、病毒、寄生虫、真菌、肿瘤细
8、胞的作用，以及参与其他一系列的免疫过程，过量的 NO则可诱导基因突变和肿瘤。诱生或外源性 NO能灭活 RNA还原酶，从而抑制蛋白质合成与 DNA复制及细胞增殖，发挥其对单纯疱疹病毒型、牛痘病毒、鼠疫病毒的抑制作用。NO 并介导活化巨噬细胞杀伤结核杆菌、麻风杆菌、产单核细胞李斯特菌、土拉弗朗西斯菌。NO 能抑制培养基中新隐球菌的生化反应，是机体抵抗白色念珠菌、新隐球菌感染的一个重要效应分子8 。NO 在体内外均可杀伤阿米巴、利什曼原虫、锥虫、弓形虫，并能抑制疟原虫在肝细胞内发育。其作用机制是通过抑制虫体内含铁代谢酶的活性，使之能量代谢障碍；并通过其本身及其衍生物 OH-等自由基氧化作用，使 DN
9、A断链、脂膜过氧化而屏障功能障碍等方式，直接或间接地杀伤寄生虫。因而NO也是机体抗寄生虫感染的重要防御性介质 9 。2.5 NO介导突触传递可逆性 短暂强直刺激海马单突触传入通路时，海马的突触传递可在数秒内增强，其增强效应可长时间持续的现象称为突触效应的长时6程增强（LTP） 。给突触后细胞内注射 NOS抑制剂 L-NMMA可阻断 LTP，显示突触后细胞内 NOS也参与作用。在培养的海马神经元上 NO可加强突触前递质的自发释放，由此提出 NO可能是一种逆行性信使假说，即 NO从突触后细胞释放，经弥散进入邻近突触前末梢，并激活突触前机制。用膜片钳全细胞记录技术在培养的海马神经元上，用外源性 NO
10、可使自发的兴奋性突触后电流频率增加，支持 NO在 LTP中起着作用。2.6 NO介导兴奋性氨基酸的作用 在大鼠小脑细胞激活 NMDA受体可引起 NO释放。NMDA引起的血管平滑肌舒张可被血红蛋白（Hb）和 NMDA拮抗剂 D-2-氨基-5- 磷酰戊酸（APV）抑制，并证明谷氨酸和 NMDA可显著刺激小脑薄片精氨酸的转化，并伴有 cGMP水平增加，NOS 抑制剂L-NMDA可阻断瓜氨酸和 cGMP增加。Hb 可阻止刺激 cGMP水平增加，超氧化物歧化酶（SOD）能增加 cGMP的生成，这些资料表明 NO确实介导谷氨酸刺激 cGMP生成。此外，NO 参与调节肾功能，参与对肾脏排钠、肾素释放的调节；
11、影响肺血管及其血流量；影响男性性功能及射精功能；NO还对细胞凋亡、细胞程序死亡有影响，即能诱导细胞凋亡，也能抑制细胞凋亡。7因 NO对生理功能的影响，无论其生成不足还是生成过多均会引起相应器官、系统等的疾病，以及引起免疫系统功能异常、神经毒性、基因突变、肿瘤等。【参考文献】1 Furchgott RF, Zawadzki JV. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acethlcholine. Nature,1980,288:373.2 Palmer RM
12、J, Ferrige AG, Moncada S. Nitric oxide release accounts for the biological activity of endothelium-derived relaxing factor. Nature,1987,327:524.3 Bredt DS, Snyder SH. Nitric: A physiologic messenger molecuiar. Annu Rev Biochem,1994,63:175.4 Schmidt HH,Lohmann SM,Walter U.The nitric oxide and cGMP si
13、gnal transduction system:regulation and mechanism of action.Biochim Biophys Acta,1993,1178(2):153-175.85 Robert W.Mcpherson,Jeffrey R.Kirsch,Ramsis F.Ghaly,et al.Effect of nitric oxide synthase inhibition on the cerebral vascular response to hypercapnia in primates.Stroke,1995,26:682.6 Faraci FM,Brian JE.Nitric oxide and the cerebral circulation.Stroke,1994,25(3):692.7 张忠. 一氧化氮与脑循环. 国外医学 内科学分册，1996，23 （ 8）：337.8 张树民，郑振群.一氧化氮一种新发现的抗感染因子.国外医学微生物学分册， 1996，19（ 4）：19.9 孔宪寿. 一氧化氮与寄生虫感染. 国外医学 寄生虫病分册，1996，23 （ 6）：245.
