一氧化氮的性质及其生理学作用四川生理科学杂志way[J]kcell-[J]胡前胜董胜璋陈学敏神经细胞粘附分子与学习记忆[J3卫生毒理学杂志e-口]-ynthe-[J]-termpo-[J]--779收稿日期2005一l1_o3一氧化氮的性质及其生理学作用田茂友金作衡攀枝花学院医学系四川攀枝花

Mao--摘要目的一氧化氮是一种环境污染物主要污染空气对人类健康的影响越来越受到人们的重视大气中的NO主要来自雷电自然形成和工业生产汽车尾气排放NO也是一种生物活性因子具有广泛的生理学作用NO在体内的合成受多种因素影响生理条件下NO主要参与机体生理功能的调节和保护机制笔者对NO的性质及其生理学作用进行综述为进一步探讨NO生理病理作用机制及临床应用提供帮助关键词一氧化氮性质生理学一氧化氮是一种气态小分子有毒由于空气中含量极低对人体的直接危害很小近2O年来单纯因大气NO污染而致人体疾病尚未见报到由实验不慎导致人体NO急性中毒也仅有2例[1]自1987年Palmer等证实血管内皮细胞释放的"内皮舒张因子"--rEDRF本质为N0以来医药卫生领域展开了对N0全面系统和深入的研究从体内N0的产生过程生理病理作用机制药物影响以及N0与临床疾病的发生发展诊断和防治等关系各方面的研究呈现出"齐头并进百舸争流"的景象目前低剂量吸人NO治疗呼吸系统以及心血管系统等方面疾病的研究已取得可喜进展随着医学科学的发展和研究的进一步深入有关N0的研究仍将成为医学乃至生物界研究的热点本文仅对N0的性质及其生理学作用进行综述1NO的性质11N0的理化性质一氧化氮N0是由1个氮N原子和1个氧0原子构成的极性分子既能提供孤对电子也能接受电子具有酸碱性N0常温下呈气态不稳定有毒性自然界中N0主要由氮气Nz和氧气Oh在放电条件下直接化合生成细菌分解含氮化作者简介田茂友男土家族讲师主要从事生理学教学及有关教学理论和实验研究E--合物也能产生目前化工生产过程中和汽车尾气排放的NOx是大气NOx污染的

主要来源N0难溶于水易被空气中的氧气02氧化生成No2后者溶解于水生成HN0存留于水土中为植物生长提供营养无污染的大气中N0含量极低城市生活区大气中含量较高北京市近地面8mdx时平均浓度约10ppb[NO作为一种环境毒物主要污染空气形成酸雨破坏臭氧层N0对人体健康的影响越来越受到人们的关注12NO生物活性的发现1980年美国科学家[3]等发现乙酰对血管的作用与血管内皮细胞是否完整有关乙酰仅能引起内皮细胞完整的血管扩张因此推测内皮细胞在乙酰的作用下产生了一种新的信使分子通过这种信使分子介导作用使血管平滑肌细胞舒张从而扩张血管将这种未知的信使分子命名为内皮舒张因子年Palmer1等通过用N标记的L一培养的猪主动脉内皮细胞进行分光光谱测定证实EDRF本质就是N0进一步研究表明N0在心血管免疫和神经系统等多个系统的功能调节中发挥重要作用和Murad因发现了N0的生理功能而获得1998年诺贝尔生理学和医学奖N0是迄今发现的分子最小的生物活性物质之一13N0的生物学合成休内N0可从外界吸人或摄人N0供体药物如和在体内生成但生理条件下主要来自体内Or-122四川生理科学杂志循环的一氧化氮合酶OS支路循环即尿素循环的主要产物是尿素肝脏是尿素合成的器官参与循环的物质有瓜氨酸L一经酶作用水解生成尿素和但在有NOS存在下可直接氧化为瓜氨酸并产生N0称N0S支路N0S是合成N0的限速酶N0的产生及作用取决于N0S的分布与活性按不同表达方式N0S分为原生型OS诱生型两类原生型cNOS在细胞处于生理状态时表达且酶活性依赖钙钙调蛋白cNOS

按组织来源又分为神经元型和内皮型S两种cNOS在钙钙调蛋白作用下以NADPH提供电子FMNFAD及BH传递电子将底物L-Arg02催化为中间产物对一羟基一L一最后生成瓜氨酸和NOcNOS催化合成的N0量少主要发挥生理介导作用N0脂溶性高产生后迅速弥散半衰期仅26秒不易检测体内浓度一般在-L级水平诱生型iNOS分布广泛几乎遍布所有组织iN0S活性不依赖钙钙调蛋白在内毒素或其它细胞因子如-6等诱导下由iN0S催化生成的N0可达生理浓度的11000倍且持续时间达数天多引起病理作用和细胞毒作用2NO的主要生理作用及其机制早在1879年就发现可以治疗心绞痛然而直到1977年才证明其作用是由硝酸盐释放的N0引起的1987年Palmer等证实血管内皮舒张因子EDRF本质为N0为探索N0广泛的生理作用开辟了广阔天地N0可由多种细胞合成和释放生理条件下主要由血管内皮细胞神经细胞分泌发挥功能调节作用和保护机制血管内皮细胞释放的N0主要参与血压的即刻调节和局部血流调节血液中的一些活性物质如乙酰缓激肽组胺ATP等也都通过血管的内皮产生N0介导引起血管舒张神经细胞分泌N0发挥递质作用21NO在心血管系统中的作用血管内皮细胞释放N0主要受血流对血管内皮产生的切应力影响当血压升高时血流形成的切应力增大N0释放增多反之则释放减少此外血管内皮细胞表面的P物质低氧ATP乙酰血栓烷A2内皮索血管升压素缓激肽组胺5一羟色胺花生四烯酸等均可刺激N0的合成与释放N0弥散进入细胞与鸟苷酸环化酶-claseGC中的Fe结合并激活此酶增加细胞内cGMP含量cGMP作为第二信使激活细胞蛋白激酶PKG调控离子通道降低细胞内Ca浓度使肌凝蛋白轻链磷酸化引起血管平滑肌舒张效应血压升高时血流

对血管内皮形成切应力增大N0释放增加最终导致血管舒张血压下降这种负反馈调节机制具有保护作用血管内皮切应力与N0释放呈正相关在血流恒定情况下减小血管直径因内皮切应力增加而诱导N0释放以反馈抑制初始的血管收缩[s]N0进入血液后被氧自由基血红蛋白迅速灭活或被氧化生成N02继而生成N3一失去活性研究发现N0还能调节血管内皮细胞的增殖与代谢并参与血管的重塑与调控6]在改善微循环调节器官血流量等方面具有重要意义22N0在神经系统中的作用nN0S在神经系统中广泛分布通过原位杂交发现在小脑中含量其次为嗅球上下丘海马及大脑皮质等周围神经系统中nN0S大多分布于植物神经丛N0在神经细胞内合成但并不贮存在突触囊泡内而是分布于胞浆中缺乏突触后膜受体N0主要通过弥散释放并扩散达靶细胞直接与可溶性的鸟苷酸环化酶GC结合并提高其活性使细胞内cGMP水平升高而引起生物效应N0可逆向作用于突触前膜调节突触前膜递质释放参与长时程增强和长时程抑制等突触传递可塑性的形成机制N0能与超氧自由基反应产生活性氮iesRNS而产生神经毒作用尽管N0在生理条件下N0在CNS中是一种新型的神经信使但在内外性N0产生或过量释放会直接导致神经毒性[有认为不能满足经典的神经递质的条件但就其在神经系统中介导中间神经元之间的联系作为突触前末端的逆向信使引起长时程加强以及调节其它递质释放与神经内分泌功能等方面的作用目前仍倾向认为它是自主神经系统非能非肾上腺素能神经的一种新型神经递质23N0的其它生理作用生理条件下血管内皮细胞持续不断地释放N0以保持血管恒定的舒张状态并具有抑制白细胞浸润和血小板的凝聚作用[7]防止血栓形成NO能抑制血管平滑肌增殖减少胶原纤维和弹力纤维生成维持血管正常结构和功能N0是维持冠状血管舒张的重要物质能预防心肌肥厚和心肌间质纤维化的发生NO可引起胃肠道平滑肌舒张调节胃肠运动巨噬细胞白细胞释放N0参与非特异性免疫过程

N0能提高肾小球毛细血管血压增加肾小球滤过率通过对抗血管紧张素和交感神经递质的缩血管作用对肾血管紧张性进行精细调节随着基础研究的深入和临床应用的推广N0更多的生理作用将逐渐得到发现和肯定参考文献1王仁仪顾华强宿萍2例急性一氧化氮N0中毒报告[J]职业卫生与病伤一312刘烽陈辉北京市夏季低层大气NOxOs垂直分布观测研究i-j]青岛海洋大学[J]--r[J][J]金红芳杜军保唐朝枢气体信号分子在心血管疾病发病中的意义[J]中国医学247唐省三一氧化氮的生理和病理作用[J]四川生理科学杂志-j]收稿日期2006-06-01