自一氧化氮(NO)的生物学作用被揭示以来，每年均有大量关于NO或一氧化氮合酶(NOS)的研究报道，目前此项研究已扩展到全身各个系统。兹将NO和NOS的一些基本问题、实验研究近况以及笔者的研究结果加以综述。

1 NO生物作用的发现，NOS的性质及NO的生化学

Furchgutt等于1980年发现，许多血管扩张剂的作用是由于血管内皮细胞受到刺激后释放了血管舒张因子，导致血管的扩张。但后来的研究表明，这种内皮源性血管舒张因子就是NO。NO通过精氨酸-NO-环磷酸腺苷通路发挥其舒张血管效应。NO由血管内皮细胞释放后，迅速扩散至邻近的平滑肌中，与鸟苷酸环化酶上的血红素基团结合，形成NO-Heme-GC复合物，使GC激活，进而产生大量的cAMP，最终导致血管舒张[1]。以后陆续有NO在各个系统中作用的报道。

目前的研究表明，NOS就是依赖还原型辅酶Ⅱ的黄递酶[2]，因为NOS和ND可使用同一种方法所取，二者具有相同的分子量，ND底物可竞争性地拮抗NOS，NOS和ND共存于神经细胞和NOScDNA转染的培养细胞中。NOS的分子量为150kda，酶触反应的米氏常数值为1.5μmol/L，最大反应速度为0.96μmol·min-1·mg-1[3]。近年来已从多种组织中提取或发现了NOS。

NO结构简单又极不稳定，易扩散反应性强，生物半衰期中有5s左右。其前体为L-Arg，末端的硝酸脈在NOS催化下氧化，释放出NO，并产生副产生L-瓜氨酸。反应依赖还原型辅酶Ⅱ的黄递酶、Ca2+和钙调蛋白，底物L-Arg的类似物如甲基精氨酸和硝基酸精氨酸可竞争性地抑制NOS。生成的NO可被氧自由基、血红蛋白、氢醌迅速灭活。在有氧条件下，NO主要而稳定的代谢产物是亚硝酸盐NO-2和硝酸盐NO-3。

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2 NO的生理功能

NO的作用非常广泛，总来说，它具有3种重要的生理功能：①舒张血管;②作为中枢和外周神经系统的信息物质;③作为白细胞的效应器分子，具有广谱的抗菌抗肿瘤作用。NO在舒张血管的反应中具有重要作用，可以持续正常血管的张力。NOS在中枢神经系统中分布非常广泛，利用免疫组化技术，已在大鼠小脑、上下丘、海马齿状回、垂体后叶、下丘脑视上核、室旁核、纹状体、端脑、嗅球等处发现有强阳性免疫反应产物。NO在CNS的信号传递中起神经递质的作用。NO参与突触传递的长程增效，与神经系统的可塑性有关，进而与神经系统的发育、成熟，以及记忆功能有关。NO可从突触后神经元释放而逆行作用于突触前神经末稍。在外周非乙酰胆碱非肾上腺素能神经系统，NO基本可满足作为神经递质的条件。另外由于NO在生理条件下以气体形式存在，可自由通过细胞，一经生成，不经囊泡量子式释放而直接逸出于胞体或纤维之外，作用于其产生部位的周围，介导细胞间信息的交流，因此可以认为NO又是一种局部化学物质--神经调质。

免疫反应和炎症刺激可以激活NOS，使细胞释放NO。NO可以直接抑制参与线粒体电子传递及柠檬酸循环有关的酶[6]。NO可能是毒性更大、生物半衰期更长的过氧化亚硝基阴离子的前体物，后者分解成具有强毒性作用的·OH及二氧化氮自由基[7]。这些作用均可杀伤入侵的病原体、肿瘤，构成体内非特异性宿主防御反应的组成部分。另外，如果大量外源性抗原存在，可使NO水平持续升高，除了它的保护作用以外，还具有潜在的破坏作用，这决定于抗原的性质、解剖位置和免疫反应的程度。

最近Harper等[8]应用ND方法，发现大鼠前庭系统的前庭神经元及其神经有阳性染色，表明前庭系统中有NO的活动，因而推断NO的前庭系统神经传导的信息物质。Fessenden等[9]应用相同的技术在豚鼠听神经、螺旋神经节、血管纹处亦发现NOS阳性染色。由于外毛细胞附近的神经纤维中也有点状NOS染色，因此他们认为在听觉的传入和传出通路上NO均作为神经递质存在。Zdnaski也在大鼠螺旋神经节中证实有NOS存在。除神经递质的作用以外，NO通过介导兴奋性氨基酸、如天门冬氨酸、谷氨酸等的作用，影响EAAs到环磷酸鸟苷的反应链，大量研究表明EAAs引起的cGMP的变化需要NO的参与。NO是耳蜗第二信使的一部分，它可能与cGMP共同与淋巴稳定性的调节。NO可以调节Ca2+的稳态，刺激GC，使cGMP升高，并刺激cGMP依赖的蛋白激酶而诱发一系列的极联反应，最后导致生物效应，另一方面，耳蜗中的Ca2+具有非常重要的生理功能，如声电转化、毛细胞适应、神经递质的释放等。

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EAAs能够刺激NOS的活性，使细胞合成NO，耳蜗中也例外。生理条件下，毛细胞释放的传入性递质Glu可能与耳蜗神经元合成的NO共同完成由毛细胞转导而来的神经信息的传递过程，其中包括NO弥散至周围的感觉细胞所致的局部调制作用。但如果NO产生过多，将会发挥细胞毒性作用。Coling等提出声损伤的新假说，认为过度声刺激可通过传入性递质使NO释放过多，以致损伤周围的传入神经纤维生成耳聋。

Brechtelsbauer等[10]为了证明在耳蜗中是否有NO的基础释放，在豚鼠耳蜗中使用NOS的竞争性抑制剂硝基精氨酸甲酯后，测量耳蜗血流(CBF)，发现CBF l-NAME剂量依赖性地减少，而NO的底物L-Arg则引起CBF增加，说明NO可与其它一些因子共同调节CBF、血管张力，以及根据代谢需要作出血管反应。这部分NO来源于基底动脉的内皮细胞，而耳蜗内部调节血管舒张的NO可能来自血管纹细胞，血管盖内皮细胞(鸟类)或者由神经元释放而弥散至血管附近者。

最近杨军等[11]用含Ca2+的ATP、乙酰胆碱、L-Arg、Glu等溶液分别刺激离体的雏鸡耳蜗神经元，利用经化学修饰的微电极检测到了NO的释放，证实鸟类耳蜗神经元中亦有NOS存在。

3 NOS的类型

NOS根据所在组织类型，在细胞中的分布，效应方式，组织表达，对Ca2+/钙调蛋白的依赖性及对不同激动剂的反应，可分为以下三种类型[9]：Ⅰ型：神经型 nOS首先于脑组织中发现，所产生的NO为递质，也可能作为神经和血管之间的间介物。后来发现它在胰腺、阴茎海绵体和支配胃肠蠕动有作用。ncNOS为Ca2+/钙调蛋白的依赖性，分布于胞浆中作为细胞成分表达，激动剂为L-Arg、Glu、N-甲基-D-天门冬氨酸、ATP。Ⅱ型：可诱导型NOS主要存在于单核/巨噬细胞系统、肝脏、平滑肌、神经胶质细胞中，另外在内皮细胞、神经元中也有分布。为非结构表达，在巨噬细胞中，iNOS/NO系统可以对细菌感染作出反应，并杀伤入侵的肿瘤细胞。除L-Arg外，iNOS可因细菌内毒素以及炎症、免疫反应产生的白介素-2、γ-干扰素等的刺激而合成的NO。Ⅲ型：上皮型NOS存在于血管内皮细胞，与ncNOS类似，为结构表达，对Ca2+/钙调蛋白的依赖性，分布于胞浆中。在心脏、肠、肾、肝脏和脑等重要脏器的血流量调节以及血管舒张的局部信号机制中占有重要地位。激动剂包括L-Arg、缓激肽、ACH、组氨酸。几种类型NOS活性均可被L-NNA，L-NAME，L-NMMA抑制。

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4 NO检测方法的改进

自从发现NO的生物学作用以来，随着研究的深入，已在各个系统许多组织中发现不同类型的NO存在，由于受NO不稳定、易扩散、半衰期短等物理性质的局限，许多工作只限于依靠检测NO合成副产物L-瓜氨酸、NO舒张血管的生理效应、GC的刺激、血小板粘聚的抑制等来间接推测NO水平而不知局部NO的实际浓度，给研究NO在生物体中的作用，其它因素对这种作用的影响，以及这种作用在最终的生物效应中所占比重等方面带来了困难。

Kikuchi等用化学荧光方法，根据NO与双氧水的反应检测[7]，虽然灵敏度很高，但实验非常耗时，需要使用惰性气体，要求实验空间较大，更重要的是这种方法不能够用于生物样品NO的在体检测。

Malinski等[16]于1992年首先发明了利用电化学方法检测NO水平的技术。利用这种技术，可以检测离体组织、单离细胞，在体组织NO的释放。它的原理是利用NO的氧化还原特性，用电极记录在一定电压下NO的氧化电流。目前已报道用电流分析检测在体或体外生物标本所释放出的NO的方法有两类：第一类在铂丝电极表面镀上不同的膜，如氯丁二烯、醋酸纤维素、Nafion等NO在铂丝表直接被氧化，第二类以Malinski和Taha等为代表，他们把金属卟啉沉淀在碳纤微电极尖端，其作用是使NO在膜表面被电催化，再用Nafion镀膜。此种微电极可用电流或电压分析模式检测NO，线性反应达300μmol，单个细胞释放的10-20mol的NO即可被检测到，电流灵敏度达pA级。

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理想的NO检测器应该对NO选择性感应而排除其它因素的干扰。生物样品中特别是在体检测时，有许多也具有氧化还原性物质的化学物质，如亚硝酸盐、抗坏血酸、多巴胺等它们与NO的氧化电流相近，用Nafion，醋酸纤维素材料修饰电极的目的是只允许小分子的具有高渗透性的NO到达电极的氧化表面，另外Nafion还可减轻因蛋白质吸附而造成的电极污染。Broderick和Taha介绍一种把工作电极和参考电极置于一个法拉弟屏蔽管中的联合电极，能把环境噪声的灵敏度降到最低，这又大大减小整个体系的体积，更有利于研究在体的检测目标。

NO的检测手段已从免疫组化法，化学荧光法，发展到电化学方法，从间接推测到直接测定，从离体到在体原位，不仅实验的精确度提高，而且可以观测在体条件下各种药物、生理刺激对NOS/NO系统的影响，大大推动了此项研究的进程。但是使用不同的NO检测器的作者，由于对一些材料如碳纤维、铂丝、卟啉<