斐里德·穆拉德博士序(中文译文)
了解一氧化氮让您轻松获得健康
一氧化氮是人类已知的“最迷人的分子”。在20世纪90年代，对一氧化氮的研究成为一种风潮，世界各地的科学家对一氧化氮的兴趣愈加浓厚，研究也达到了一个新的高度。1992年，一氧化氮作为学界的新发现，被著名的《科学》杂志评选为“年度明星分子”。1998年，我与另外两名科学家佛契哥特、伊格纳罗被授予诺贝尔生理医学奖。他们发现了一氧化氮作为信号分子在心血管系统中的作用；而我发现并论证了硝酸甘油及相关药物如何通过释放一氧化氮使身体健康，并对身体产生积极的作用。一氧化氮是重要的信号分子，它控制血压，调节血流量，使血液到达组织，为机体供应氧气和营养，事实上几乎所有的组织都离不开一氧化氮。
20世纪70年代以来，已经有超过10万篇一氧化氮研究论文发表。一氧化氮学会和一氧化氮论坛在学界的重要性，继续促进了世界各地科学家对一氧化氮的研究。越来越多的研究表明，一氧化氮在治疗心血管疾病和许多其他重大的慢性疾病中具有重要的作用。一氧化氮的主要生理功能包括对心血管系统、免疫系统、循环系统、中枢神经系统和泌尿生殖系统的作用。
作为世界级科学研究小组的负责人，我在1997年获得了美国国家科学院院士的职位，2007年获聘为中国科学院外籍院士。我致力于研究开发新药和以一氧化氮为基础的健康产品，改善心血管疾病和其他相关疾病。我的主要目标是通过对一氧化氮的开创性研究和丰富的知识，帮助他人更好地获得健康。我们的研究和技术对开发药品、健康食品和许多其他方面的应用是至关重要的。
陈振兴博士和我共事多年，同时也是我的好朋友。他在他的事业中花了很大一部分时间，推广一氧化氮的常识及保健方法，对慢性疾病的预防和康复起到了很好的作用。因为很多人对一氧化氮的作用并不十分了解，陈振兴博士在工作中经常需要重复回答大家提出的有关一氧化氮及其生物学功能方面的相同的问题。于是我与陈博士决定出版一本书，集中阐述一氧化氮对人类健康的重要性，让大家都能系统地对一氧化氮有所了解，并对预防、改善疾病起到一定作用。
我们经过长期的准备和反复修改，由陈振兴博士执笔完成了这本著作。作为本书的共同作者，我非常高兴能推荐这本书。与深奥的学术专著不同，这本书的风格是轻松有趣、通俗易懂的，同时又给人启迪，所以它的意义非同寻常。
它详细地介绍了一氧化氮的作用，这是经过40多年对一氧化氮的开创性研究得出的结果。我相信这本书有利于全世界的读者。它可以作为一种长期的参考，改善和指导今后几年人类的整体健康。
斐里德·穆拉德
(医学博士，1998年诺贝尔奖获得者)
陈振兴博士序
人体99.9%的疾病均与一氧化氮有关
我致力于一氧化氮的研究已经有20多年。20世纪一氧化氮就已经被学界热宠为“明星分子”，它的发现和应用对于人体健康有着重大的意义。一氧化氮作为一种重要的人体元素，目前在国际上已经广泛地应用于医药、保健、生活等各个方面。然而，在中国很多人仍然不了解一氧化氮对于人体健康的作用。
本书通过讲述斐里德·穆拉德博士及另外两位科学家因研究一氧化氮而获得诺贝尔奖的过程，来进一步详细叙述一氧化氮在人体内的生理功能和它对人体健康的重要性，以及如何通过获得一氧化氮保持身体健康，为读者普及一氧化氮知识。
人体99.9%的疾病均与一氧化氮有关。人体内凡是有血液的地方就有一氧化氮存在。一氧化氮是调节血液循环的重要元素，血液循环受阻，会引发人体各种疾病，因此人体的亚健康状态及各种疾病，很多都与体内一氧化氮的调节有关，调理人体的一氧化氮含量使其保持平衡对于改善、预防相关疾病有着重要作用，特别是心脑血管疾病的治疗，在国外已经有很多使用一氧化氮的案例。一氧化氮还作用于中枢神经系统、免疫系统、泌尿及生殖系统等人体各个方面，对人体健康有着至关重要的作用。
目前，一氧化氮技术已经成功应用于食品、保健食品及药品等许多医药领域。一氧化氮保健方式已经引起全世界的关注，其技术正在日益改善、成熟并引导人们健康生活。希望读者能从书中了解一氧化氮养生知识，运用一氧化氮保健方法，延年益寿并创造健康美好的生活。
2011年4月22日
五、正文
第一篇 健康的信使一氧化氮
化学品中文名称：一氧化氮
化学品英文名称：Nitrogen Monoxide
中文名称2：氧化氮
英文名称2：Nitric Oxide
分子式：NO
一氧化氮化学分子式为NO，无色无臭气体。密度1.3402kg/m3，熔点—163.6℃，沸点—151.8℃，能溶于水、醇和硫酸。在大气中很容易与氧发生反应，生成具有腐蚀性的气体——二氧化氮。一氧化氮在标准状况下为无色气体，液态、固态呈蓝色。
一氧化氮曾经是一个普通的分子，一度被认为是一种没有用的气体，甚至被认为是汽车尾气、环境污染物。直到20世纪80年代，斐里德·穆拉德、罗伯特·F。佛契哥特(Robert F. Furchgott)等几位科学家经过不断的探索研究，确定了一氧化氮有益于人体健康的一面，即它作用于人体中含有血管的各个方面。登上诺贝尔奖的舞台，使人们广泛认识到一氧化氮是人体不可缺少的“健康信使”。特别是在人类心脑血管疾病的治疗方面，一氧化氮正在开启新的里程碑。
第一章
明星分子的灰姑娘岁月
时间就像一辆永不回头的列车，240万年前出现了猿人，而真正的人类社会只有数千年的历史。人从自然中来，在相当长的时间里，人也和自然和谐相处，直到200多年以前，英国人詹姆斯·瓦特发明了蒸汽机，人类就此开始了征服自然的进程。
一氧化氮虽然在1992年被学术界级别最高的科学杂志誉为明星分子，光芒四射，但是，在此之前，“废气”、“污染”、“爆炸”，却概括了人们在心中对一氧化氮的认知。在上个世纪80年代之前，一氧化氮一直被认为是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的气体，可破坏臭氧层导致酸雨。
在现代化社会的发展过程中，开采、提炼石油，生产化工原料和制品是不可忽视的步骤之一。我们在日常生活中到处都可以见到石油或其附属品的身影，比如汽油、柴油、煤油、润滑油、沥青、塑料、纤维等都是从石油中提炼出来的，其中汽油是最常使用的一种石油制品，它的出现催生了庞大的汽车产业，而最重要的污染之一——汽车尾气也随之产生。据相关部门统计，2005年中国有41万人死于与汽车尾气污染相关的疾病。
汽车排放的尾气由三部分组成：通过排气管排出的内燃机废气、从曲轴箱中泄漏的气体以及油箱和汽化器等燃料系统的蒸发气体。汽车尾气中的污染物主要有一氧化碳、其他氮氧化物、碳氢化合物、醛及含铅颗粒。
汽车排出的尾气中，包括一氧化氮在内的氮氧化物是非常重要的组成物质。氮氧化物是在内燃机气缸内的大部分气体中生成的，氮氧化物的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。在燃烧过程中排放的氮氧化物95%以上都可能是一氧化氮，其余的是二氧化氮。
在汽车的发动机里，活塞拼命运转，气缸里的汽油熊熊燃烧，汽车尾部冒着黑烟，一氧化氮不断地飘散在空气中，又迅速变为二氧化氮。
自然界的一氧化氮被人为制造出来，弥漫在空气中，进入我们的呼吸循环。这种人为制造的一氧化氮给人类自己带来了麻烦！虽然人们受一氧化氮毒害的事例尚未发现，但二氧化氮是一种呼吸道刺激性气体，对人体影响甚大。由于其在水中的溶解度低，不易为上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部，容易引发支气管炎、肺水肿等疾病。
第二章
发现健康信使
健康信使发现的艰难历程
1980年，一位科学家完成了一个精巧设计的实验，并据此发表了一篇论文。这不是一件多么重大的事情，但对于一氧化氮来说却是个转折点，虽然这一年科学界并不知道那种特别的物质就是一氧化氮。
这位美国药理学家的名字叫做罗伯特·F。佛契哥特，他在著名的《自然》(Nature)杂志上发表论文，指出乙酰胆碱(ACh)的舒张血管作用依赖于血管内皮释放的某种可扩散物质。随后他们又发现缓激肽(BK)等多种物质扩张血管的作用也是遵循类似的机理，并将该物质命名为血管内皮舒张因子(EDRF)。
英国著名杂志《自然》周刊与美国的《科学》(Science)并列为世界最权威、最著名的科学杂志，是自然出版集团(Nature Publishing Group，NPG)的标志性出版物。自1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。《自然》杂志每星期在全世界发行6万份，大约1/4发行到图书馆和研究机构。
佛契哥特发现有一种物质可以舒张血管，这并不是他的独到之处，早在19世纪70年代，人们就发现有机硝酸酯对缺血性心脏病有良好的治疗作用，但当时并不了解其作用机理。19世纪末，在诺贝尔以研制高性能炸药(TNT)闻名和发迹的同时，人们惊奇地发现，用于治疗缺血性心脏病的硝酸甘油(GTN)竟是高性能炸药的主要活性成分，人们对此困惑不已。
既然这种舒张血管的发现并不特别，那么佛契哥特的论文为什么会引起科学界的关注呢？原因就在于他用精巧设计的实验证明了这种物质的存在。
表面上看来，佛契哥特的研究与一氧化氮并无直接关联，而是关于乙酰胆碱等血管活性物质的作用机理。1953年他发表了首篇关于乙酰胆碱和组胺致兔离体血管条收缩的论文，这与当时公认的对整体动物静注乙酰胆碱或组胺会引起血管舒张的观点恰恰相反。但他坚持自己的实验重复性良好，且观察无误，并在1955年发表的《血管平滑肌药理学》综述中提出假设，认为犹如肾上腺素能有α和β两种受体，血管平滑肌上也同时含有运动性和抑制性两种胆碱能受体——现在看来这一结论是错误的，然而在当时这一观点一直被当做权威而被认可。
接下来的问题是，为什么刺激内皮细胞可引起血管平滑肌舒张？这次似乎是单刀直入，他们首先想到的是血管内皮细胞受刺激后会释放某种物质，该种物质扩散至平滑肌并导致其收缩。佛契哥特像是受到某种特殊的启示，他回忆道：“那天早晨我刚醒来，一个漂亮的实验设计突然闯入我的脑海。于是我来到实验室，立即按照这一方案进行了实验。”实验结果被撰写成论文发表于1980年的《自然》杂志上，论文的名字是《内皮细胞是乙酰胆碱诱发动脉平滑肌舒张的必需因素》。
值得一提的是，在《自然》杂志上的这篇文章当时还没有明确提出内皮舒张因子，直到1982年，他们发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的关于缓激肽内皮依赖性舒张血管作用的论文中，才正式提出内皮舒张因子这一名词。
这篇论文在学术界引起了广泛关注，吸引了包括加州大学洛杉矶分校的伊格纳罗(Louis J. Ignarro)教授在内的许多科学工作者从事有关内皮舒张因子的研究。内皮舒张因子是一种不稳定的化合物，能被血红蛋白及超氧阴离子自由基灭活。长期研究亚硝基化合物的药理作用的伊格纳罗与佛契哥特合作，针对内皮舒张因子的药理作用以及化学本质进行了一系列实验，发现内皮舒张因子与一氧化氮及许多亚硝基化合物一样能够激活可溶性鸟苷酸环化酶(Soluble Guanylate Cyclase，sGC)，一氧化氮主要通过环磷鸟苷(cGMP)途径扩张血管。
穆拉德博士的发现
20世纪50年代，环磷鸟苷作为一种天然产物标志在尿中发现，相关酶类包括作用于环磷鸟苷的合成的鸟苷酸环化酶(Guanylate Cyclase，GC)、水解环磷鸟苷的磷酸二酯酶和选择性地被环磷鸟苷激活的蛋白激酶。
穆拉德博士于1970年结束了在美国国立卫生研究院(NIH)的训练后，决定将更多的研究精力从环化腺核苷一磷酸(cAMP)转移到环磷鸟苷，并着力解决两个问题：第一，激素类配基如何与它们的受体结合来调控鸟苷酸环化酶？第二，其分子偶合事件是什么？对受体鸟苷酸环化酶偶联的了解，有助于使用制剂或药物来增强或抑制激素在某些临床疾病中的影响。
在得州大学医学院，多年来一直独立从事硝酸甘油扩张血管作用研究的药理学家穆拉德博士早在1977年就发现硝基酯类药物及外源性一氧化氮均可使环磷鸟苷的含量增高，他们甚至提出硝基酯类药物可能是通过形成一氧化氮或某种活性物质来增加细胞内环磷鸟苷的含量，进而使血管扩张和抑制血小板。至此，众多研究汇聚到一个焦点——硝基类活性物质。
早在20世纪70年代，穆拉德博士与合作者就系统地研究了硝酸甘油及其他具有增强血管活性的作用的有机硝基化合物的药理作用，发现这些化合物都能使组织内环鸟苷酸、环化腺核苷一磷酸等第二信使的浓度升高。这类化合物有一个共同的性质，可以在体内代谢产生一氧化氮。1977年，穆拉德博士发现硝酸甘油等必须代谢为一氧化氮才能发挥扩张血管的作用，由此他认为一氧化氮可能是一种对血液流通具有调节作用的信使分子，但当时这一推断还缺少实验证据。
穆拉德博士在前期工作中发现，在不同组织匀浆中(包括高速离心上清液和匀浆颗粒部分)都能检测到鸟苷酸环化酶的活性。但在这两种组织制备中，酶活性的动力学特征是不同的，最显著的特征就是匀浆颗粒部分对基质三磷酸鸟苷(GTP)就活性呈现协同催化动力学，而可溶性鸟苷酸环化酶的活性被证实为典型的米曼氏动力学，这个发现提示可溶性鸟苷酸环化酶的活性代表一个三磷酸鸟苷的催化位点。尽管推测鸟苷酸环化酶有不同的亚型，但由于粗制备物也含有竞争底物或产物的核苷酸酶、磷酸酶和磷酸二酯酶而无法剔除不可靠的虚假数据，穆拉德花费了整整12年的时间纯化、验证、克隆、表达和再验证这个酶，才彻底解决了这个问题。
通过实验，穆拉德博士发现某些物质包括叠氮钠、亚硝酸盐和羟胺，能激活鸟苷酸环化酶。在不同组织包括气管平滑肌制备物中，叠氮钠、亚硝酸盐和羟胺也能提高环磷鸟苷的水平。这些环磷鸟苷水平的提高与平滑肌舒张有关，显示为直线的剂量应答关系。硝酸甘油，一种从18世纪70年代起应用于临床心绞痛的药物，也可活化可溶性鸟苷酸环化酶，在不同的组织包括气管平滑肌中提高环磷鸟苷的水平，引起平滑肌舒张。
穆拉德博士称这些不断增长的可溶性鸟苷酸环化酶激活剂名单中气管、肠胃和血管平滑肌的弛缓剂为“硝基血管舒张剂”，确信它们能被转化为一氧化氮，因为用化学法产生的一氧化氮能激活所有测试中的可溶性鸟苷酸环化酶制备物。这些一氧化氮前药物质的作用机制因此确定。
穆拉德博士提出了一氧化氮能起到调控激素和药物的细胞内信使的作用的假说，即一个自由基激活一个酶，且这个自由基是一个内源信使分子。由于被纯化的可溶性鸟苷酸环化酶的激活作用发生在纳摩尔浓度下，并且由于一氧化氮及其氧化产物亚硝酸盐和硝酸盐的测定法不敏感，在一氧化氮分析测定的新技术发展后的七八年，这个当年遭到学术界怀疑的假说才被决定性地证实和接受。
穆拉德博士表示，人体内的一氧化氮有两个来源：一为非酶生，来自体表或者摄入的无机氮的化学降解与转化；一为酶生，由一氧化氮合酶催化L-精氨酸脱胍基所产生。非酶生性的一氧化氮，大部分来自硝基血管舒张剂家族，包括硝普盐、有机或无机亚硝酸盐和硝酸盐、亚硝胺、氮芥、联氨等。比如有名的硝酸甘油和硝普钠的扩张血管、治疗心脏病的功能都是通过非酶生性产生的一氧化氮起作用的。酶生性的一氧化氮，来自于一氧化氮的前体物质，例如精氨酸。摄入人体的富含精氨酸的食物，在体内通过酶生性产生一氧化氮并发挥其生理功能。
酶生性一氧化氮产生机理(L-精氨酸在内皮型一氧化氮合酶的作用下生成L-瓜氨酸并释放一氧化氮)
穆拉德博士的研究集中于由非酶生性产生的一氧化氮的化合物对于一氧化氮合酶的影响，这不仅阐明了一氧化氮在体内扩张血管的作用机制，而且也为新型的药物和化妆品研发开辟了道路。穆拉德博士所参与的生物科技公司所应用的技术是一种能够产生一氧化氮的组合，分别为氮剂和酸剂，其中氮剂为亚硝酸盐或富含亚硝酸盐的植物提取物，酸剂为维生素C、柠檬酸等足够强度的有机或者无机酸。使用时，先清洁皮肤，涂抹适量的氮剂化妆品，再涂抹酸剂化妆品，两者缓慢反应释放出一氧化氮，渗入皮肤，提高毛细血管血流量，促进胶原蛋白的合成，从而改善肤质。
值得一提的是，早在19世纪末，德国学者格里斯(Griess)就研究和发表了亚硝酸盐的检测方法，但当时对其与一氧化氮的关系并不了解。由于亚硝酸盐是一氧化氮在水溶液中进行氧化代谢的终产物而相对稳定，改良后的格里斯法至今仍是实验室间接检测一氧化氮含量最简单、最常用的方法之一。
获得诺贝尔奖
1992年一氧化氮被著名的《科学》杂志评选为“年度分子”，同时以“Just Say NO”为封面、以“NO News is Good News”为题发表专论，高度评价了一氧化氮的发现及其生物学意义。穆拉德和佛契哥特在1996年共同获得被誉为“诺贝尔奖风向标”的美国医学业内的大奖拉斯克医学奖。国际上拉斯克奖的获得者几乎都能成为诺贝尔奖的获得者。
1998年10月12日，在诺贝尔本人出生的这个月，瑞典罗林斯卡医学院决定把1998年的诺贝尔生理医学奖授予穆拉德、佛契哥特及伊格纳罗这三名美国科学家。他们发现一氧化氮是心血管调节血压和血流的信号分子，并提出了一个全新的可以通过细胞膜信号传导气体信号的系统。
获奖时穆拉德博士表示，瑞典的诺贝尔奖评选委员会很乐意把这个奖颁给一氧化氮对心血管的作用这个研究领域。因为大家都知道当年诺贝尔拒绝服用硝酸甘油而心脏病发作去世，如果诺贝尔本人预知他们的奖项，也许会服用硝酸甘油进而延长寿命。
值得一提的是，科学界中的很多人为另一位英国科学家鸣不平。萨尔瓦多·蒙卡达(Salvador Moncada)是英国皇家学会会员，美国科学院外籍院士。与伊格纳罗一样，蒙卡达在1987年用一个很巧妙的实验直接证明了内皮舒张因子就是一氧化氮。这样一位很早就从事一氧化氮领域的研究，而且成就及贡献和伊格纳罗相当的科学家，却与诺贝尔奖无缘，这不能不说是一件非常遗憾的事情。
诺贝尔之死
阿尔弗雷德·伯纳德·诺贝尔(Alfred Bernhard Nobel，1833.10.21—1896.12.10)是瑞典化学家、工程师、发明家、军工装备制造商和炸药的发明者。他曾拥有Bofors军工厂，主要生产军火，还曾拥有一座钢铁厂。在他的遗嘱中，他利用他的巨大财富创立了诺贝尔奖，各种诺贝尔奖项均以他的名字命名。人造元素锘(Nobelium)就是以诺贝尔的名字命名的。
诺贝尔的一生有很多发明创造，他为科学技术作出了举世瞩目的贡献，给人类带来了巨大财富。其中，有一个具有戏剧性的发明与一氧化氮有关。1864年，诺贝尔发现极易挥发、爆炸性极强的硝酸甘油经硅藻土吸附后其稳定性大大增加，他根据这一发现成功研制出了安全炸药。安全炸药的工业化生产给诺贝尔带来了巨大的荣誉和财富，使他得以创立世界科学界的最高奖项——诺贝尔奖。诺贝尔晚年患有严重的心脏病，医生建议他服用硝酸甘油，但被诺贝尔拒绝了，因为早在研制炸药的过程中，诺贝尔就发现吸入过量的硝酸甘油蒸气会引起剧烈的血管性头痛。1896年，诺贝尔心脏病发作逝世。如果他当时听从医生的建议，及时服用硝酸甘油，他也许可以活更长时间，为人类创造更多财富。硝酸甘油可以有效地缓解心绞痛，但它的作用机理困扰了医学家、药理学家百余年，直到20世纪80年代才因为穆拉德、佛契哥特及伊格纳罗这三位美国药理学家出色的工作而得以解决：硝酸甘油及其他有机硝酸酯通过释放一氧化氮气体而舒张血管平滑肌，从而扩张血管。
人体中的健康信使
现在，广为人知的是，一氧化氮在人体内起着信使分子的作用，人体内生成的一氧化氮小分子，可以穿透任何细胞，到达任何组织，使信息从人体某一部分传到其他部分，行使着传输信号的功能。一氧化氮帮助控制血液流向人体的各个部位，使血管扩张，避免血管内出现血流速度变缓的现象，保持血管清洁、畅通，维持正常血压，有效减轻心脏负担。此外，一氧化氮还是对付细菌、病毒以及血液垃圾的有效武器，能够杀死多种病原体，从而很好地保护人体健康。因此，一氧化氮是人体内不可缺少的“健康信使”，是人体健康的重要元素。
血管内皮舒张因子
一氧化氮在体内的合成，是精氨酸在一氧化氮合酶的作用下合成一氧化氮，同时产生瓜氨酸。一氧化氮合酶大致分为三类：内皮型、神经型和诱导型。内皮型和神经型一氧化氮合酶为组成酶，在正常生理条件下存在；诱导型一氧化氮合酶为诱导酶，在特殊条件下经诱导才会产生。
在内皮中产生的一氧化氮，作为一个内皮舒张因子，其主要作用是使血管舒张、降低血管阻力、降血压、抑制血小板黏附和凝聚、抑制白细胞黏附和游走、降低平滑肌增殖、防止动脉粥样硬化和血栓形成。
在外周神经和大脑中产生的一氧化氮，作为肾上腺素和胆碱以外的神经递质，在血管、海绵体、胃肠道、泌尿道、气管肌、肛尾肌等外周输出神经抑制反应中起到非常重要的作用。
由诱导型一氧化氮合酶(iNOS)合成的一氧化氮，通过多条途径调节炎症，在调控免疫反应中起到很重要的作用。一氧化氮对细菌、真菌、寄生虫、肿瘤细胞有杀伤作用。同时，感染和类风湿性关节炎后的很多病理过程，包括休克、组织损伤、细胞凋亡等都与一氧化氮的过量表达有关。
第三章
一氧化氮的生理作用
目前医学已经证明，一氧化氮对心脑血管的主要生理功能包括血管舒张、阻止血小板凝聚等方面。血管内皮细胞受化学物质如乙酰胆碱或缓激肽等的刺激，导致细胞膜上的钙离子通道开放，细胞内钙离子的浓度升高，通过钙调蛋白(CaM)激活一氧化氮合酶，由精氨酸产生一氧化氮，一氧化氮穿过内皮细胞膜扩散到周围的平滑肌细胞中，激活鸟苷酸环化酶，产生环磷酸鸟苷，从而导致平滑肌松弛。
调节血管张力
一氧化氮可以减少动脉对非肾上腺素刺激的反应，引起血管扩张，还可以通过调节内皮血管收缩和生长因子的表达而调节血管张力。缺氧可诱导具有强效内皮血管收缩作用的致损伤因子和细胞分裂剂的表达和分泌。细胞分裂剂在动脉粥样硬化(AS)时可抑制外源性一氧化氮的生成。
调节心肌收缩性
许多在体及离体实验表明一氧化氮对心肌收缩功能具有抑制作用。科学家研究发现，给豚鼠腹腔注射内毒素，4小时后取出心脏，测定单个细胞的收缩性，发现心肌细胞的收缩性下降。这种作用可被一氧化氮合酶抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)所逆转，提示脂多糖激活诱导型一氧化氮合酶产生一氧化氮，从而抑制心肌收缩。另外，科学家给正常的豚鼠离体心室肌细胞直接应用一氧化氮及一氧化氮供体硝普钠，也出现了心肌细胞收缩功能减退的现象，直接证明了一氧化氮对心肌收缩功能的抑制作用。
调节内皮的抗血栓作用
近年来一些研究认为，一氧化氮是一种有效的血小板抑制剂。内皮损伤促进血小板黏附和聚集，一氧化氮可以抑制血小板的该项反应。内皮表面的抗血栓作用在很大程度上取决于一氧化氮和前列环素的协同作用。有报道称，一氧化氮和前列环素对血小板有协同的抗聚集作用，可减少或抑制局部血管痉挛以及血栓形成。
调节嗜中性粒细胞与内皮细胞的相互作用和血管的渗透性
体内的一氧化氮可以抑制多种血液成分聚集黏附于血管内皮。NOS抑制剂可以促进嗜中性粒细胞的黏附和迁移，导致微血管的渗透性迅速增强，血管白蛋白的泄漏增加，从而表现为急性炎症。
一氧化氮对嗜中性粒细胞的抗黏附作用与一氧化氮和超氧阴离子自由基的相互作用有关。一氧化氮的生成若受到阻碍，超氧阴离子(O2—)就会活化柱细胞，引起去颗粒作用，以致嗜中性粒细胞黏附于内皮或渗出，从而诱导急性炎症。嗜中性粒细胞黏附是动脉粥样硬化的早期因素。分子生物学研究表明，一氧化氮通过干扰白细胞黏附分子的活性或抑制其表达而防止动脉粥样硬化的形成。
调节细胞的增生作用
一氧化氮可通过以下几种机制抑制细胞的增生：(1)通过核糖核苷酸还原酶上的活性部位与酪酰基的相互作用，使酶失活而抑制核酸的合成；(2)通过与细胞色素血红素辅基的相互作用而影响电子的转移；(3)通过非环磷鸟苷依赖途径，激活胞浆内的核糖基转移酶催化核糖基(ADP)转移到3-磷酸甘油醛脱氢酶而损害糖酵解；(4)减少嗜中性粒细胞与内皮细胞的相互作用；(5)抑制血小板的黏附、分泌和聚集；(6)增加细胞内环磷鸟苷的含量，激活环磷鸟苷的依赖性。
第四章
向心脑血管疾病说NO
一氧化氮的发现及应用的意义
2003年，全世界死于心脑血管疾病的人约有1670万，占总死亡人数的29.2%。一直以来，人们认为心脑血管疾病在西方国家的发病率高，而在亚洲人口中尚不普遍。
在美国，自1990年以来心脑血管疾病已成为每年人体健康的第一杀手。心脑血管疾病每年夺去的生命数量相当于位列其后的7种疾病导致的死亡人数的总和。中国的心脑血管疾病患者已经超过2.7亿人。每年因心脑血管疾病死亡的人数为260万，占总死亡人数的41%，每天大约有7000人死于心脑血管疾病，平均每小时死亡300人。
2010年，国际研究人员在北京提出最新证据，通过对50万亚洲人口的研究表明：心脑血管疾病正开始对中国及其他亚洲国家的健康和财富构成严重影响，并且许多亚洲人会在壮年就受到心脏病及脑中风的威胁！亚洲的心脏病患者要比西方年轻得多。
心脑血管疾病是一种严重威胁人类，特别是中老年人的健康的常见病，即使应用目前最先进、完善的治疗手段，仍有50%以上的脑血管意外幸存者生活不能完全自理。心脑血管疾病具有发病率高、死亡率高、致残率高、复发率高、并发症多这“四高一多”的特点。
其中，心血管疾病包括高血压、冠心病、心肌梗死、心绞痛等，脑血管疾病包括脑血栓、脑栓塞和脑出血等疾病。心脑血管疾病均是由动脉硬化、高血压、高血脂、高血糖、高黏血症及微循环障碍所引起的。经研究发现，一氧化氮可以起到保持血管清洁、预防中风、保持血压的效果。一氧化氮能促进全身的血液循环，预防动脉老化僵硬，降低血液的黏稠度，减少血块血栓的形成，恢复血管弹性，降低血压，加强心脏功能，因而能够有效防治心血管疾病。
一氧化氮技术的应用，可以有效改善心脑血管发病的状况，特别是可以通过一氧化氮的保健方式来预防心脑血管疾病的病发。
一氧化氮疗法作为一种更加安全可靠的治疗手段，受到世界各地的广泛好评。一些病例表明，一氧化氮疗法已经使很多人精力充沛、身体强健、胆固醇水平接近正常。此外，一氧化氮还能有效预防中风。
诺贝尔委员会于1998年把诺贝尔生理医学奖授予在一氧化氮上有突破性的研究。委员会发布的新闻体现了一氧化氮这种“明星分子”的重要意义。
心脏：动脉硬化症患者内皮细胞一氧化氮的产生能力下降，然而一氧化氮可由硝化甘油所供给。当前，药物发明的重点在于应用信息分子一氧化氮的知识研制出更有效和更有选择性的治疗心脏病的药物。
肺：通过吸入一氧化氮气体可以治疗肺重症，并且取得很好的效果，甚至可以挽救患者的生命。例如，人们通过使用一氧化氮可以降低高危新生儿的肺动脉压，但由于高浓度的一氧化氮可能具有毒性，所以剂量是至关重要的。
癌：白细胞利用一氧化氮不仅可以杀死一系列细菌、真菌、支原体等病原体，而且对肿瘤也有对抗作用。由于一氧化氮能诱导细胞的凋亡过程，目前科学家们正在试验一氧化氮能否用于抑制肿瘤的生长。
性功能减退：一氧化氮通过舒张勃起组织内的血管而使阴茎勃起。这方面的知识已经被用来研制治疗阳痿的新药。根据这一原理，美国辉瑞(Pfizer)制药公司研制出了新药昔多芬，即“伟哥”(Viagra)。昔多芬可抑制环磷鸟苷的酶促水解，防止由一氧化氮引发的细胞内环磷鸟苷信号快速消失，从而维持血管平滑肌的细胞舒张，增加血流量。伟哥对心脏病有一定疗效，尤其对阳痿有特效。
诊断分析：通过对肺、小肠内一氧化氮含量的分析可以明确炎性疾病。可用于诊断哮喘、结肠炎和其他疾病。
其他功能：一氧化氮对嗅觉具有重要作用，有助于识别不同的气味。此外，一氧化氮对我们的记忆力也有很重要的作用。
由于一氧化氮使用途径的不同，以及科学技术的盲区，20世纪的人们从不认为它还有对人体有益的一面。可以说一氧化氮有益的一面最先是通过哲学的角度，也就是事物的辩证论方式提出的，即任何事物都有它的两面性，有害和有益是相对的。而后，再通过假设的方式推演，最终由科学来证明。
现在，人们广为认知的是，一氧化氮在人体内起着信使分子的作用，人体内生成的一氧化氮小分子，可以穿透任何细胞，到达任何组织，使信息从人体某一部分传到其他部分，行使着传输信号的功能。一氧化氮帮助控制血液流向人体的各个部位，使血管扩张，避免血管内出现血流速度变缓的现象，保持血管清洁、畅通，维持正常血压，有效减轻心脏负担。此外，一氧化氮还是对付细菌、病毒以及血液垃圾的有效武器，能够杀死多种病原体，从而很好地保护人体健康。因此，一氧化氮是人体内不可缺少的“健康信使”，是人体健康的重要元素。
此外，一氧化氮可以调节全身的血管系统和血液循环系统。当内皮要向肌肉发出放松指令以促进血液流通时，它就会产生一些一氧化氮分子，这些分子很小，能很容易地穿过细胞膜。血管周围的平滑肌细胞接收信号后舒张，使血管扩张。一氧化氮以此来调节全身的血管系统和血液循环系统，将含氧的血液输送到组织和器官当中，让人体血压保持平衡。
一氧化氮也能在神经系统的细胞中发挥作用。它对周围神经末梢起着一定的作用。大脑通过周围神经发出信息，向会阴部的血管提供相应的一氧化氮，引起血管的扩张，增加血流量，从而增强勃起功能。在某些情况下，勃起无力是由神经末梢产生的一氧化氮较少所致。“伟哥”能扩大一氧化氮的效能，从而增强勃起功能。
免疫系统产生的一氧化氮分子，不仅能抗击侵入人体的微生物，而且还能够在一定程度上阻止癌细胞的繁殖以及肿瘤细胞扩散。
