细胞生物学作业:no的内容及意义

一、NO信号的发现及内容

自70年代起,美国弗吉尼亚大学的穆拉德教授及合作者发现硝酸甘油等有机硝酸酶都能够使组织内CGMP、CAMP等第二信使的浓度升高。1977年,穆拉德发现硝酸甘油等有机硝酸脂必须代谢为一氧化氮后才能发挥扩张血管的药理作用,由此他认为一氧化氮可能是一种对血流具有调节作用的信使分子,但当时这一推测缺乏直接的实验证据。 奇戈特推测内皮细胞在乙酰胆碱的作用下产生了一种新的信使分子,这种信使分子作用于平滑肌细胞,使血管平滑肌细胞舒张,从而扩张血管.弗奇戈特将这种未知的信使分子命名为内皮细胞松弛因子(EDRF)。这篇论文,吸引了伊格纳罗教授的关注。他及同事发现EDRF与一氧化氮及许多亚硝基化合物一样能够激活可溶性鸟背酸环化酶(sGC)、一氧化氮主要通过CGMP途径扩张血管。

二、NO的作用机理：

乙酰胆碱→血管内皮→Ca2+浓度升高→一氧化氮合酶→NO→平滑肌细胞→鸟苷酸环化酶→cGMP→血管平滑肌细胞的Ca2+离子浓度下降→平滑肌舒张→血管扩张、血流通畅。

硝酸甘油治疗心绞痛具有百年的历史，其作用机理是在体内转化为NO，可舒张血管，减轻心脏负荷和心肌的需氧量。

三、NO信号学说与新生儿支气管肺发育不良中的应用

NO治疗于20世纪90年代初首次应用于新生儿，是对足月及近足月(胎龄>34周)患儿持续性肺动脉高压进行治疗，后作为足月和近足月儿持续低氧性呼吸衰竭和持续肺动脉高压的选择性扩张肺血

管的常规治疗方法。因其可选择性扩张肺血管，改善肺内、外的分流，改善肺通气，血流比值，且不造成体循环低血压，可以调节呼吸道、胃肠道等的血液供应，同时可以抑制炎性反应细胞激动素基因的表达，减少中性粒细胞在肺部的黏附与积聚，从而使其在BPD中的应用成为可能。

NO在新生儿支气管发育不良中的作用机制：(1)调节血管张力作用：NO可以激活鸟苷酸环化酶，从而使支气管平滑肌舒张，改变血管的张力，调节血压和组织血流量，同时抑制血小板的黏附、聚集，维持血流畅通。还可以调节血管平滑肌增殖、血管紧张度。从而改善BPD的转归。(2)抗炎及抑制肺泡细胞凋亡作用：炎性反应是BPD发展过程中的主要特点。NO减少了白细胞浸润，并下调了炎性反应相关基因的mRNA表达，同时还下调了组织纤维化相关基因的表达，低剂量吸入减少了早产儿肺透明膜病中的中性粒细胞的聚集。减轻了炎性反应。同时研究证明。NO可抑制由于高氧、肺牵拉或缺血—再灌注损伤导致的肺泡上皮细胞的凋亡。(3)NO与VEGF的关系：VEGF是近年来研究发现的一种特异性作用于血管内皮细胞的长因子，具有促进血管内皮细胞分裂、增殖、血管生成，维持血管正常状态和完整性的作用。而NO是VEGF的下游调节因子，故在促进肺血管修复等方面发挥有一定作用。

四、在医学中的意义

㈠ NO 的循环系统生理

1 调节血管张力和器官血流量和血压。血管内皮细胞在基础状态下可

持续释放NO , 以维持基础血管张力。NO 通过调节阻力血管张力参与多种脏器血流量调节,NO 除通过血管张力来调节血压外, 还通过中枢神经途径、肾脏途径来调节血压。

2 抑制多种细胞(血小板、淋巴细胞、中性粒细胞、单核细胞) 黏附于血管内皮细胞, 内皮损伤后再生内皮细胞抗血细胞黏附力下降。 3 抑制血管内皮下细胞增殖。内皮释放的NO 在体内有抗血管壁细胞增殖作用, 慢性抑制内源性的NO 合成导致冠状动脉、主动脉发生明显增殖反应, 使管壁增厚, 管腔变窄。

4 对血小板功能的影响:NO 可通过环鸟苷酸的机制抑制血小板聚集和黏附作用。

5 对心肌收缩性的影响: eNO S 遍布于心肌间动脉、静脉和毛细血管、冠状A 等血管内皮、心内膜内皮中, 近年来研究认为NO 对收缩无重大影响, 但它能影响心肌的舒张性能, 在无激动刺激时,NO 可促进心肌松弛, 降低舒张张力, 由于心室充盈压降低和对冠脉压力减少, 可促进心室充盈和心内膜下血供。

6 对血管通透性的影响: NO 降低大血管阻力和阻止血管通透性; 增加微血管床的通透性。

㈡ NO 的中枢神经生理

NO 是一个性质不稳定的“气体型”小分子, 它合成后没有专门的贮存机制。NO 生成后就向四周扩散, 并直接透过细胞膜而作用于邻近细胞,NO这种区别于经典递质的作用特点, 大大改变了人们对中枢神经系统化学递质学说概念的认识。NO 还可能参与机体的学习和记忆

过程,参与神经递质释放的调节, 脑血流的调节以及痛觉的调节等。 ㈢ NO 在外围神经传递中的作用

早在上世纪60 年代即已认识到刺激支配胃肠道平滑肌的肠神经元可释放某些抑制性神经递质, 引起胃肠道平滑肌松弛。这些递质的作用 不被M 胆硷受体阻断剂或肾上腺素受体阻断剂所阻断。由于递质未明, 而被称为“非肾上腺素能非胆硷能神经(NANC) ”以区别于经典的自主神经(植物神经)。80 年代后期, 随着EDRF (内皮细胞舒血管因子) 本质的确定, 又发现精氨酸的同类物可抑制NO 的合成, 为NO S 的抑制剂。此后, 发现许多组织上述NO S 抑制剂可有效阻断NANC 松 弛, 从而揭示NO 在NANC 传递中发挥重要作用。这种依赖于NO , 传递NO 信息的自主神经传递, 又称“氮能神经转递”。氨能神经传递特点: 无递质贮存, 在传递中L -2瓜氨酸再循环利用。其递质释放对Ca2+ 依赖性大, 而且受突触前α2受体, K+ 通道,NO , 血管活性肽(V

ip ) 等调节。在氮能神经传递起重要作用的组织有: 消化道(胃肠运动功能、蠕动、扩张、括约肌开放松弛等) , 呼吸道(气管、支气管舒张) , 雌性泌尿生殖道, 阴茎海绵体等。NO 是阴茎勃起的主要介质,NO 松弛阴茎海绵体主要与cGM P 依赖机制有关。

㈣ NO 在免疫系统中的作用

1 对非特异性免疫功能影响: 杀灭微生物、细菌、真菌、病毒、寄生虫、原虫等。杀灭瘤细胞。NO 是对某些瘤细胞发挥细胞毒作用的始动因子。

2 NO 对中性粒细胞: 抑制其黏附和聚集; 抑制其释放O 2 及溶酶

体酶; 促进趋化作用; 促进细胞因子产生。

3 NO 对EC 及肥大细胞功能影响: 诱导EC 产生, 释放TN F2A, 抑制肥大细胞增殖, 脱颗粒, 调节肥大细胞释放多种介质(细胞胺等)。 ㈤NO 和内皮素(ET ) 的相互作用 NO 和ET 在血管床中调节彼此的合成/释放及生物学行为, ET 促进内皮细胞NO 的合成,NO 又对ET 诱发的血管收缩发挥反馈调节作用, 而抑制内皮素的生物合成, 这一对血管活性物质的平衡对于维持正常的血管张力起着主要作用。 (六)NO 生成过多或合成障碍

NO 是一个“两面派”“双刃剑”, 它一方面作为新型的信使分子参与体内的各种主要生理功能。另一方面, 过多、无节制的NO 生成却是人类许多常见疾病的病因或重要促进因素, 在循环性休克、中风、糖尿病、神经病变等许多急慢性疾病中和细胞损伤、DNA 破坏、基因诱变等均有NO 过多产生的有害作用参与。

NO 可以与体内众多的生物活性分子直接发生反应,参与许多病理过程及防御机制, 这时并不依赖cGM P 生成，引发体内自由基链式反应, 加重对机体、组织器官的损伤。反之,NO 合成障碍或不足却又使NO 的生理功能得不到正常发挥, 可引起: 高血压、动脉粥样硬化、冠心病、急性心肌梗死、心力衰竭、糖尿病、肾脏病、肺气肿、肺动脉高压、肺心病、急性呼吸窘迫综合征、溃疡病、结肠炎、肝、肾功能异常以及男性性功能障碍(阳痿) 等。