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【编者按】自由基医学是上个世纪六七十年代孕育、诞生的一门生命科学新学科。而后，发展迅速，现已成为基础医学、临床医学和预防医学不可或缺的重要组成部分，因为自由基在人体中既具有重要的生物功能，又几乎与人类常见的重大疾病，如死亡率最高的心脑血管疾病、最凶险的癌症等都密切相关，因而引起了人们的广泛关注和浓厚兴趣。各种大众传媒也时有关于“自由基”、“抗氧化剂”的宣传报道。但都是星星点点、语焉不详，有些甚至是错误的。为此，我们特请中华预防医学会自由基专业委员会组织有关专家撰写了系列文章，从不同角度介绍有关自由基医学的知识，以飨读者。
NO(一氧化氮)是氮氧化合物家族中的一员，它是由一个氧原子和一个氮原子组成的气体分子，是一个既简单又复杂、既有害又有益的分子。
NO：环境污染气体分子
早在两个世纪前，英国著名化学家H·戴维(1778-1829年)在研究笑气(N20)时因误吸过量的NO而险些丧命。因此，从一开始，NO便作为一种化学毒气而给人们留下了深刻的印象。NO广泛地含在燃煤废气、汽车尾气等工业废气中。长期以来，人们一直是把它作为环境污染气体来加以研究的。
对NO认识的转变发生在此后大约100年，这件事情还与诺贝尔奖的创立者A·诺贝尔(1833～1896年)有关。大家都知道，诺贝尔是瑞典一位才华横溢的化学家、发明家和实业家，他一生拥有355项发明专利，其中最重要的一项发明就是炸药硝化甘油。而在生产硝化甘油的过程中，人们注意到一个不同寻常的现象：度过周末的工人，周一刚上班就会普遍出现剧烈头痛等症状，随着上班天数的增加，症状会逐渐减轻乃至消失，如此周而复始。人们推测，这可能与接触硝化甘油有关。因为硝化甘油是一种挥发性物质，如被人吸入，可造成脑血管的扩张或收缩而引起搏动性头痛。当时，内科医生已发现小剂量的硝化甘油对治疗心脏病很有效，但确切的机制尚不清楚。事有凑巧的是，诺贝尔本人当时就患有严重的心脏病，但他却拒绝医生劝他服用硝化甘油的建议，他不相信自己发明的炸药能治心脏病，并认为这是对他“命运的讽刺”，结果心脏病最终夺去了他63岁的生命。不过，这却激起了科学家们对硝化甘油研究的浓厚兴趣，决心要揭开它治疗心脏病的奥秘。
NO：机体内重要的自由基分子
可是，研究过程并非一帆风顺，直到20世纪80年代，研究才有了突破性进展，原来硝化甘油治疗心脏病的关键是NO自由基分子!
科学家们发现，血管内皮细胞中存在一种能使血管松弛的分子，称为内皮细胞舒张因子。它在生物体内发挥信号传递的作用。进一步的研究证实，机体内的NO自由基分子就是内皮细胞舒张因子。当心绞痛的患者服用硝化甘油后，会在体内引起一连串的“多米诺效应”：硝化甘油被机体吸收，进入血管后会转化生成NO自由基，NO自由基是一个信号分子，它会刺激机体产生环磷酸鸟苷，而环磷酸鸟苷可使血管松弛和扩张，进而促进血流加快，使心脏供氧量增加，从而起到缓解心绞痛、降低血压的效果。
此后的一系列研究证实，NO不仅在调节血管紧张度中发挥重要作用，而且还在机体的许多生理、生化过程中扮演重要角色。NO可保证血管系统泵血的正常进行，以维持血管和动脉壁的清洁和弹性，防止血小板凝聚而造成血栓；NO可减缓血管因炎症反应而形成的动脉粥样硬化斑块在血管壁上的沉积，甚至可以使这些斑块发生逆转：NO可清除体内的其他自由基，使心血管疾病引起的氧化应激反应降低到最低限度；NO在免疫系统中也发挥着重要的作用，不仅可通过白细胞抵御一系列细菌、真菌和支原体等病原体的侵袭，预防多种疾病的发生，而且NO还可以诱导癌细胞的死亡和凋亡，因而具有抗肿瘤的作用。现在，科学家们正在研究如何利用NO来抑制肿瘤细胞的生长，以达到治疗恶性肿瘤的目的。此外，NO还是神经传导的递质，参与神经信息传导，它可使神经元兴奋，在学习和记忆中发挥重要作用。更为有趣的是，药学家在研究一种治疗心绞痛的新药时，虽然对症的效果并不理想，但却意外地发现对阳痿的治疗有奇效，原来NO也是引起阴茎勃起的化学信使，阴茎勃起组织内的神经细胞释放NO可扩张血管而使阴茎勃起。这一发现立即被制药商用来生产治疗阳痿的新药，这就是“伟哥”，很快就风靡全球，而研究这一药物的科学家LJ·伊格纳罗就此赢得了“伟哥之父”的美誉，这真是失之东隅、收之桑榆的意外惊喜了。
实际上，人体在生物进化的过程中就建立了自身产生NO的机制。NO主要是由位于血管内膜细胞层的内皮细胞通过一氧化氮合成酶生成的。通常情况下，人体产生的NO足以维持机体的正常运行。只有当机体因疾病、年老体衰、不良生活习惯、有害环境等原因使NO的产生机制出现了故障，NO的浓度不足以维持机体生理、生化过程的正常运行时。才需要从体外通过药物的方式来补充NO的生成。当然，人体内产生NO的量都是维持人体生理、生化过程所需要的量，是极其微量的，虽呈现自由基的状态，但是有益于健康的。只有当NO的量远远超过人体生理、生化所需剂量时，才会成为有害的气体分子。这又是一个由量变引起质变的生动事例。
NO：至尊至贵的“明星分子”
上世纪八九十年代，由于发现了NO有这么多重要的生物功能，因而引起了科技界的广泛重视和热情追捧，掀起了研究NO的热潮。
1992年，世界顶级的学术期刊《科学》(Sci—ence)评选NO为“年度分子”，也即年度最有价值的分子，因为NO被认为是体内最重要的分子，可谓是“明星分子”，其至尊至贵的地位得到了业内科学家们的一致认同。
1997年，美国创办了以NO命名的学术期刊。接着，国际上还成立了NO学会。用一个化学分子的名称来命名一个刊物和一个学会，这是科学界有史以来独一无二的，由此也可想见NO在当代生命科学领域至关重要的地位，以及科学家们对NO执着和痴迷的程度。1998年10月12日，瑞典诺贝尔委员会宣布将本年度的诺贝尔生理学和医学奖授予U·伊格纳罗、RF·弗奇戈特和F·默拉德三位美国科学家，以表彰他们在发现和证明“一氧化氮(NO)是心血管系统的信号分子”中所做出的杰出贡献，可谓名至实归。这也引起了笔者的遐思：100年前诺贝尔拒绝服用硝化甘油而死于非命，100年后诺贝尔奖颁发给了揭示硝化甘油科学谜底的科学家，这似乎冥冥之中补偿了诺贝尔生前的遗憾，我们只能惊叹历史的吊诡、事物的复杂和科学的神奇了!
NO(一氧化氮)是氮氧化合物家族中的一员，它是由一个氧原子和一个氮原子组成的气体分子，是一个既简单又复杂、既有害又有益的分子。
NO：环境污染气体分子
早在两个世纪前，英国著名化学家H·戴维(1778-1829年)在研究笑气(N20)时因误吸过量的NO而险些丧命。因此，从一开始，NO便作为一种化学毒气而给人们留下了深刻的印象。NO广泛地含在燃煤废气、汽车尾气等工业废气中。长期以来，人们一直是把它作为环境污染气体来加以研究的。
对NO认识的转变发生在此后大约100年，这件事情还与诺贝尔奖的创立者A·诺贝尔(1833～1896年)有关。大家都知道，诺贝尔是瑞典一位才华横溢的化学家、发明家和实业家，他一生拥有355项发明专利，其中最重要的一项发明就是炸药硝化甘油。而在生产硝化甘油的过程中，人们注意到一个不同寻常的现象：度过周末的工人，周一刚上班就会普遍出现剧烈头痛等症状，随着上班天数的增加，症状会逐渐减轻乃至消失，如此周而复始。人们推测，这可能与接触硝化甘油有关。因为硝化甘油是一种挥发性物质，如被人吸入，可造成脑血管的扩张或收缩而引起搏动性头痛。当时，内科医生已发现小剂量的硝化甘油对治疗心脏病很有效，但确切的机制尚不清楚。事有凑巧的是，诺贝尔本人当时就患有严重的心脏病，但他却拒绝医生劝他服用硝化甘油的建议，他不相信自己发明的炸药能治心脏病，并认为这是对他“命运的讽刺”，结果心脏病最终夺去了他63岁的生命。不过，这却激起了科学家们对硝化甘油研究的浓厚兴趣，决心要揭开它治疗心脏病的奥秘。
NO：机体内重要的自由基分子
可是，研究过程并非一帆风顺，直到20世纪80年代，研究才有了突破性进展，原来硝化甘油治疗心脏病的关键是NO自由基分子!
科学家们发现，血管内皮细胞中存在一种能使血管松弛的分子，称为内皮细胞舒张因子。它在生物体内发挥信号传递的作用。进一步的研究证实，机体内的NO自由基分子就是内皮细胞舒张因子。当心绞痛的患者服用硝化甘油后，会在体内引起一连串的“多米诺效应”：硝化甘油被机体吸收，进入血管后会转化生成NO自由基，NO自由基是一个信号分子，它会刺激机体产生环磷酸鸟苷，而环磷酸鸟苷可使血管松弛和扩张，进而促进血流加快，使心脏供氧量增加，从而起到缓解心绞痛、降低血压的效果。
此后的一系列研究证实，NO不仅在调节血管紧张度中发挥重要作用，而且还在机体的许多生理、生化过程中扮演重要角色。NO可保证血管系统泵血的正常进行，以维持血管和动脉壁的清洁和弹性，防止血小板凝聚而造成血栓；NO可减缓血管因炎症反应而形成的动脉粥样硬化斑块在血管壁上的沉积，甚至可以使这些斑块发生逆转：NO可清除体内的其他自由基，使心血管疾病引起的氧化应激反应降低到最低限度；NO在免疫系统中也发挥着重要的作用，不仅可通过白细胞抵御一系列细菌、真菌和支原体等病原体的侵袭，预防多种疾病的发生，而且NO还可以诱导癌细胞的死亡和凋亡，因而具有抗肿瘤的作用。现在，科学家们正在研究如何利用NO来抑制肿瘤细胞的生长，以达到治疗恶性肿瘤的目的。此外，NO还是神经传导的递质，参与神经信息传导，它可使神经元兴奋，在学习和记忆中发挥重要作用。更为有趣的是，药学家在研究一种治疗心绞痛的新药时，虽然对症的效果并不理想，但却意外地发现对阳痿的治疗有奇效，原来NO也是引起阴茎勃起的化学信使，阴茎勃起组织内的神经细胞释放NO可扩张血管而使阴茎勃起。这一发现立即被制药商用来生产治疗阳痿的新药，这就是“伟哥”，很快就风靡全球，而研究这一药物的科学家LJ·伊格纳罗就此赢得了“伟哥之父”的美誉，这真是失之东隅、收之桑榆的意外惊喜了。
实际上，人体在生物进化的过程中就建立了自身产生NO的机制。NO主要是由位于血管内膜细胞层的内皮细胞通过一氧化氮合成酶生成的。通常情况下，人体产生的NO足以维持机体的正常运行。只有当机体因疾病、年老体衰、不良生活习惯、有害环境等原因使NO的产生机制出现了故障，NO的浓度不足以维持机体生理、生化过程的正常运行时。才需要从体外通过药物的方式来补充NO的生成。当然，人体内产生NO的量都是维持人体生理、生化过程所需要的量，是极其微量的，虽呈现自由基的状态，但是有益于健康的。只有当NO的量远远超过人体生理、生化所需剂量时，才会成为有害的气体分子。这又是一个由量变引起质变的生动事例。
NO：至尊至贵的“明星分子”
上世纪八九十年代，由于发现了NO有这么多重要的生物功能，因而引起了科技界的广泛重视和热情追捧，掀起了研究NO的热潮。
1992年，世界顶级的学术期刊《科学》(Sci—ence)评选NO为“年度分子”，也即年度最有价值的分子，因为NO被认为是体内最重要的分子，可谓是“明星分子”，其至尊至贵的地位得到了业内科学家们的一致认同。
1997年，美国创办了以NO命名的学术期刊。接着，国际上还成立了NO学会。用一个化学分子的名称来命名一个刊物和一个学会，这是科学界有史以来独一无二的，由此也可想见NO在当代生命科学领域至关重要的地位，以及科学家们对NO执着和痴迷的程度。1998年10月12日，瑞典诺贝尔委员会宣布将本年度的诺贝尔生理学和医学奖授予U·伊格纳罗、RF·弗奇戈特和F·默拉德三位美国科学家，以表彰他们在发现和证明“一氧化氮(NO)是心血管系统的信号分子”中所做出的杰出贡献，可谓名至实归。这也引起了笔者的遐思：100年前诺贝尔拒绝服用硝化甘油而死于非命，100年后诺贝尔奖颁发给了揭示硝化甘油科学谜底的科学家，这似乎冥冥之中补偿了诺贝尔生前的遗憾，我们只能惊叹历史的吊诡、事物的复杂和科学的神奇了!