一氧化氮与疾病发生机制研究进展
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青囊医学
1986年Furchgott和Ignarro分别提出内皮细胞舒张因子的本质是一氧化氮
(NO)。目前随着NO基础研究的进展，发现NO的生物学作用涉及到众多学科并参与机体的多种生理功能，现已成为国内外医学领域研究的热点和前沿之一。实验证实，NO是一个非常重要的生理性和病理性因子，并参与了许多疾病的发生、发展机制。现对近年来NO研究进展，综述如下。
1 蛛网膜下腔出血(SAH)
人体内血管内皮细胞产生释放的NO对脑血流维持有着重要作用。实验采用健康Wistar大鼠随机分为模型组和对照组进行观察血清和脑组织中NO含量变化，结果发现有显著性差异，模型组血清中NO含量明显低于对照组，脑组织中NO含量仍较对照组高。由此可见，SAH后血清NO含量明显减少是导致脑血管痉挛和微循环异常，从而引起脑缺血发生的主要缘故。另外，其与血管内皮细胞功能异常而产生的NO可减少，以及氧合血红蛋白等对NO的猝灭有关。近年有研究发现，SAH后
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24h内脑组织NO含量显著增加，这可能与缺血时谷氨酸 (GIU)过度释放引起Ca离子内流，从而使神经元或胶质细胞原生型NO合成酶(eNOS)和诱生型NO合成酶(iNOS)激活或过量表达有关，或因能量产生不足使NO合成酶(NOS)去磷酸化而活性增强。脑组织高浓度的NO可通过介导GIU毒性或抑制线粒体的呼吸，而加重缺血性神经元损伤。
2 癫痫(ES)
业已证实，GIU是中枢神经系统内的主要兴奋性递质，通过过度活化N-甲基-D-天门冬氨酸受体(NMDAR)，在ES的发生和扩散中起着重要作用。由于NMDAR的许多效应需要合成NO来中介，因此认为NO与ES有关系。实验证明，在ES活动中伴有NO的大量产生。在不同方法制作鼠ES模型中测定NO含量，发现电休克痉挛发作期鼠脑NO水平均增高。用戊四唑引起的痉挛期亦有NO水平增高。由此确认NO参与了ES。其机制与NO的自由基特性和NO-
cGMP-GIU系统异常有关。应用NOS抑制剂可减轻ES后脑损伤。
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3 冠状动脉粥样硬化性心脏病(CHD)
CHD发病过程中，血管内皮损伤，L-精氨酸(L-Arg)/NO途径障碍有着重要的意义。有实验研究表明，动脉硬化中NO是减少的。因NO减少导致血小板活化并释放血栓素，5-羟色胺、腺嘌呤核苷酸和血小板源性生长因子等引起血管收缩，另外血管抑制平滑肌细胞(VSMC)增生，从而促进了动脉粥样硬化的发生、发展。一组临床观察发现，CHD人血浆NO水平降低。eNOS形成受抑制后，内皮素(ET)的血管收缩作用明显增强，使冠脉血流量明显下降。主动脉压明显升高，造成冠脉储备亦明显下降，又由于内皮细胞功能不良，更使NO合成减少，局部血管收缩、血小板粘附聚集，促使冠脉内血栓形成、血管腔闭塞而阻断冠脉血流。
4 充血性心力衰竭(CHF)
实验研究表明，CHF患者血浆NO水平较正常对照组显著增高，这可能由于严重心力衰竭时某些细胞激肽的增加，激活了心肌细胞或血管结构中的大量iN-
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OS，从而使eNOS生成或释放增加。但有人观察到运动时或用乙酰胆碱刺激时NO的释放增加程度比对照组低。结果表明，NO的刺激性释放受限，可能与严重心力衰竭患者对负荷增加的承受力减弱有关。
心力衰竭患者NO合成增多在调节外周血管和心脏舒缩活动中起一定代偿作用。这可以改善心力衰竭时NO介导内皮舒张功能的降低。对抗ET、血管紧张素Ⅱ、血栓素A2等缩血管物质以及交感神经兴奋引起的外周血管阻力升高。NO不足时心输出量和每搏输出量均降低。但NO合成代偿过度对机体又有不利的影响，过量NO具有负性肌力作用从而抑制心肌收缩力。高浓度的NO具有细胞毒性作用，可影响组织细胞的能量代谢等。
5 肺动脉高压症(PAH)
慢性阻塞性肺疾病患者常导致低氧血症和二氧化碳潴溜，而高二氧化碳在PAH形成中起着一定的作用。采用慢性低氧高二氧化碳性肺动脉高压动物模型的研究，结果证实NO和cNOS、iNOS及其基因表达的改变在慢性低氧高二氧化碳PAH形成的作用。有研究发现，低氧高二氧化碳抑制了cNOS及其基因在肺动脉内皮细胞和平滑肌细胞中的表达，同时又诱导了肺动脉内皮细胞和平滑肌细胞中iN-
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OS的表达。低氧可使内源性NO的合成和释放减少，促进 PAH的发生和发展。高二氧化碳可使肺组织NO的合成和释放量增加，对肺动脉压发挥反馈抑制作用，两者变化的综合结果导致NO的合成减少，从而促使PAH的形成和血管结构的重建。
6 急性呼吸窘迫综合征(ARDS)
有研究提示由于肿瘤坏死因子、白细胞介素- 1β(1L-1β)等诱导的血管壁内NO过度生成为循环性休克的重要环节。它过度激活鸟苷酸环化酶(GC)，产生大量环磷鸟苷
(cGMP)，引起血管广泛不可逆的扩张。有报道，全身炎症反应综合征体内各脏器普遍发生细胞凋亡，而且往往在很早期就出现。肺泡巨噬细胞在创伤、烟雾吸入后其吞噬能力下降，致使凋亡细胞不能及时清除而发生迟发性坏死，并导致炎症扩大。IL-1β可能在促使iNOS产生大量NO而介导此凋亡过程。亦证实败血症ARDS肺泡内巨噬细胞NOS的表达增加，提示它可能是参与急性肺损伤发病的重要物质之一。因此NO参与ARDS发病过程中是一种十分关键性因子。
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7 应激性溃疡(SU)
SU又称急性胃粘膜损害。它是一种与应激有关的急性胃粘膜病变，中枢神经系统、神经内分泌传导机制紊乱和局部神经体液因子异常而引起的局部胃粘膜血流量(GMBF)降低为发病的重要因素。NOS广泛存在于胃肠道组织中，L-Arg是
NO前身物，经过NOS作用后生成NO，从而发挥其生物活性作用。实验对由强而持久缩血管作用的ET-1诱导大鼠胃粘膜损害进行了研究，结果发现NOS抑制剂L-NAME显著降低GMBF，同时加重ET-1诱导的胃粘膜损害，并可延长胃溃疡愈合。另外发现，氮能使神经纤维末梢释放NO减少，可诱发胃肠道功能紊乱。
8 胃痛(CS)
NO是机体内的一种特殊效应分子，具有第二信使分子和靶细胞毒功能。当NO过量产生可诱发DNA链断裂、基因突变，细胞凋亡或肿瘤的发生。有研究证实，在正常生理条件下，低浓度NO主要来源于cNOS，可能与胃粘膜的生理功能及其粘膜防御有关。又有研究发现，感染了幽门螺旋杆菌(HP)时，iNOS、mRNA表达水平和NO水平显著升高，观察上述指标治疗前后比较差异有显著性。结果提示，NO可参于HP感染引起胃粘膜损伤的过程。
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另外，胃粘膜上皮细胞凋亡和增殖的不平衡是CS发生的重要病理基础。研究发现HP感染时，胃粘膜上皮细胞凋亡和增殖指数均增加明显，感染组与非感染组比较有显著差异。同时iNOS、mRNA表达和NO；水平呈正相关；说明HP感染时产生过量NO与胃粘膜细胞凋亡增加有关，特别是腺上皮细胞凋亡，导致腺体的萎缩，酸和胃蛋白酶分泌减少，则有利于亚硝胺类致癌物质形成和重要CS前病变的发生和发展。再则考虑到
HP感染引起胃粘膜炎症反应常呈慢性持续状态。因此，胃粘膜内NO持续大量生成，其在HP相关性胃病发病中的作用不应忽视。
9 妊娠高血压综合征(HSP)
近年研究发现NO减少是HSP发病的关键环节之一。研究证实，NO是通过激活细胞膜上GS，使 cGMP水平升高，激活蛋白激酶G，抑制钙离子内流，从而松弛平滑机，参与孕期血管平滑肌和子宫平滑肌张力的调节。
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1991年首次证实HSP患者脐静脉内皮细胞产生NO的能力明显低于正常的孕妇。Seligman等：N以nmol/ml表示血浓度对HSP患者测定外周血
HPS患者外周血中NO水平明显低于正常妊娠妇女。并认为NO合成及释放减少可作为反映HSP病情程度和预后的一个标志物，促进NO的合成及释放，有可能作为预防和治疗HPS的又一途径。
10 展 望
目前NO的研究方兴未艾，并形成了一门独立学科，而国内在这方面的研究与国际先进水平相比差距较大。众多研究结果已经确认，NO作为一种重要的新型信使分子参与了机体的病理生理过程及防御机制。NO具有多种功能性，在疾病中作用的研究成果将对疾病的预防、发生、发展机制提出新的认识，同时为临床治疗开辟一条新的途径。(医学综述：(12)：716；2001), http://www.100md.com
(NO)。目前随着NO基础研究的进展，发现NO的生物学作用涉及到众多学科并参与机体的多种生理功能，现已成为国内外医学领域研究的热点和前沿之一。实验证实，NO是一个非常重要的生理性和病理性因子，并参与了许多疾病的发生、发展机制。现对近年来NO研究进展，综述如下。
1 蛛网膜下腔出血(SAH)
人体内血管内皮细胞产生释放的NO对脑血流维持有着重要作用。实验采用健康Wistar大鼠随机分为模型组和对照组进行观察血清和脑组织中NO含量变化，结果发现有显著性差异，模型组血清中NO含量明显低于对照组，脑组织中NO含量仍较对照组高。由此可见，SAH后血清NO含量明显减少是导致脑血管痉挛和微循环异常，从而引起脑缺血发生的主要缘故。另外，其与血管内皮细胞功能异常而产生的NO可减少，以及氧合血红蛋白等对NO的猝灭有关。近年有研究发现，SAH后
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24h内脑组织NO含量显著增加，这可能与缺血时谷氨酸 (GIU)过度释放引起Ca离子内流，从而使神经元或胶质细胞原生型NO合成酶(eNOS)和诱生型NO合成酶(iNOS)激活或过量表达有关，或因能量产生不足使NO合成酶(NOS)去磷酸化而活性增强。脑组织高浓度的NO可通过介导GIU毒性或抑制线粒体的呼吸，而加重缺血性神经元损伤。
2 癫痫(ES)
业已证实，GIU是中枢神经系统内的主要兴奋性递质，通过过度活化N-甲基-D-天门冬氨酸受体(NMDAR)，在ES的发生和扩散中起着重要作用。由于NMDAR的许多效应需要合成NO来中介，因此认为NO与ES有关系。实验证明，在ES活动中伴有NO的大量产生。在不同方法制作鼠ES模型中测定NO含量，发现电休克痉挛发作期鼠脑NO水平均增高。用戊四唑引起的痉挛期亦有NO水平增高。由此确认NO参与了ES。其机制与NO的自由基特性和NO-
cGMP-GIU系统异常有关。应用NOS抑制剂可减轻ES后脑损伤。
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3 冠状动脉粥样硬化性心脏病(CHD)
CHD发病过程中，血管内皮损伤，L-精氨酸(L-Arg)/NO途径障碍有着重要的意义。有实验研究表明，动脉硬化中NO是减少的。因NO减少导致血小板活化并释放血栓素，5-羟色胺、腺嘌呤核苷酸和血小板源性生长因子等引起血管收缩，另外血管抑制平滑肌细胞(VSMC)增生，从而促进了动脉粥样硬化的发生、发展。一组临床观察发现，CHD人血浆NO水平降低。eNOS形成受抑制后，内皮素(ET)的血管收缩作用明显增强，使冠脉血流量明显下降。主动脉压明显升高，造成冠脉储备亦明显下降，又由于内皮细胞功能不良，更使NO合成减少，局部血管收缩、血小板粘附聚集，促使冠脉内血栓形成、血管腔闭塞而阻断冠脉血流。
4 充血性心力衰竭(CHF)
实验研究表明，CHF患者血浆NO水平较正常对照组显著增高，这可能由于严重心力衰竭时某些细胞激肽的增加，激活了心肌细胞或血管结构中的大量iN-
, http://www.100md.com
OS，从而使eNOS生成或释放增加。但有人观察到运动时或用乙酰胆碱刺激时NO的释放增加程度比对照组低。结果表明，NO的刺激性释放受限，可能与严重心力衰竭患者对负荷增加的承受力减弱有关。
心力衰竭患者NO合成增多在调节外周血管和心脏舒缩活动中起一定代偿作用。这可以改善心力衰竭时NO介导内皮舒张功能的降低。对抗ET、血管紧张素Ⅱ、血栓素A2等缩血管物质以及交感神经兴奋引起的外周血管阻力升高。NO不足时心输出量和每搏输出量均降低。但NO合成代偿过度对机体又有不利的影响，过量NO具有负性肌力作用从而抑制心肌收缩力。高浓度的NO具有细胞毒性作用，可影响组织细胞的能量代谢等。
5 肺动脉高压症(PAH)
慢性阻塞性肺疾病患者常导致低氧血症和二氧化碳潴溜，而高二氧化碳在PAH形成中起着一定的作用。采用慢性低氧高二氧化碳性肺动脉高压动物模型的研究，结果证实NO和cNOS、iNOS及其基因表达的改变在慢性低氧高二氧化碳PAH形成的作用。有研究发现，低氧高二氧化碳抑制了cNOS及其基因在肺动脉内皮细胞和平滑肌细胞中的表达，同时又诱导了肺动脉内皮细胞和平滑肌细胞中iN-
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OS的表达。低氧可使内源性NO的合成和释放减少，促进 PAH的发生和发展。高二氧化碳可使肺组织NO的合成和释放量增加，对肺动脉压发挥反馈抑制作用，两者变化的综合结果导致NO的合成减少，从而促使PAH的形成和血管结构的重建。
6 急性呼吸窘迫综合征(ARDS)
有研究提示由于肿瘤坏死因子、白细胞介素- 1β(1L-1β)等诱导的血管壁内NO过度生成为循环性休克的重要环节。它过度激活鸟苷酸环化酶(GC)，产生大量环磷鸟苷
(cGMP)，引起血管广泛不可逆的扩张。有报道，全身炎症反应综合征体内各脏器普遍发生细胞凋亡，而且往往在很早期就出现。肺泡巨噬细胞在创伤、烟雾吸入后其吞噬能力下降，致使凋亡细胞不能及时清除而发生迟发性坏死，并导致炎症扩大。IL-1β可能在促使iNOS产生大量NO而介导此凋亡过程。亦证实败血症ARDS肺泡内巨噬细胞NOS的表达增加，提示它可能是参与急性肺损伤发病的重要物质之一。因此NO参与ARDS发病过程中是一种十分关键性因子。
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7 应激性溃疡(SU)
SU又称急性胃粘膜损害。它是一种与应激有关的急性胃粘膜病变，中枢神经系统、神经内分泌传导机制紊乱和局部神经体液因子异常而引起的局部胃粘膜血流量(GMBF)降低为发病的重要因素。NOS广泛存在于胃肠道组织中，L-Arg是
NO前身物，经过NOS作用后生成NO，从而发挥其生物活性作用。实验对由强而持久缩血管作用的ET-1诱导大鼠胃粘膜损害进行了研究，结果发现NOS抑制剂L-NAME显著降低GMBF，同时加重ET-1诱导的胃粘膜损害，并可延长胃溃疡愈合。另外发现，氮能使神经纤维末梢释放NO减少，可诱发胃肠道功能紊乱。
8 胃痛(CS)
NO是机体内的一种特殊效应分子，具有第二信使分子和靶细胞毒功能。当NO过量产生可诱发DNA链断裂、基因突变，细胞凋亡或肿瘤的发生。有研究证实，在正常生理条件下，低浓度NO主要来源于cNOS，可能与胃粘膜的生理功能及其粘膜防御有关。又有研究发现，感染了幽门螺旋杆菌(HP)时，iNOS、mRNA表达水平和NO水平显著升高，观察上述指标治疗前后比较差异有显著性。结果提示，NO可参于HP感染引起胃粘膜损伤的过程。
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另外，胃粘膜上皮细胞凋亡和增殖的不平衡是CS发生的重要病理基础。研究发现HP感染时，胃粘膜上皮细胞凋亡和增殖指数均增加明显，感染组与非感染组比较有显著差异。同时iNOS、mRNA表达和NO；水平呈正相关；说明HP感染时产生过量NO与胃粘膜细胞凋亡增加有关，特别是腺上皮细胞凋亡，导致腺体的萎缩，酸和胃蛋白酶分泌减少，则有利于亚硝胺类致癌物质形成和重要CS前病变的发生和发展。再则考虑到
HP感染引起胃粘膜炎症反应常呈慢性持续状态。因此，胃粘膜内NO持续大量生成，其在HP相关性胃病发病中的作用不应忽视。
9 妊娠高血压综合征(HSP)
近年研究发现NO减少是HSP发病的关键环节之一。研究证实，NO是通过激活细胞膜上GS，使 cGMP水平升高，激活蛋白激酶G，抑制钙离子内流，从而松弛平滑机，参与孕期血管平滑肌和子宫平滑肌张力的调节。
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1991年首次证实HSP患者脐静脉内皮细胞产生NO的能力明显低于正常的孕妇。Seligman等：N以nmol/ml表示血浓度对HSP患者测定外周血
HPS患者外周血中NO水平明显低于正常妊娠妇女。并认为NO合成及释放减少可作为反映HSP病情程度和预后的一个标志物，促进NO的合成及释放，有可能作为预防和治疗HPS的又一途径。
10 展 望
目前NO的研究方兴未艾，并形成了一门独立学科，而国内在这方面的研究与国际先进水平相比差距较大。众多研究结果已经确认，NO作为一种重要的新型信使分子参与了机体的病理生理过程及防御机制。NO具有多种功能性，在疾病中作用的研究成果将对疾病的预防、发生、发展机制提出新的认识，同时为临床治疗开辟一条新的途径。(医学综述：(12)：716；2001), http://www.100md.com