一氧化氮的定義1:化學(xué)分子式為NO,無(wú)色無(wú)臭氣體。密度1.3402,溶點(diǎn)-163.6℃,沸點(diǎn)-151.8℃,能溶于水、醇和硫酸。在大氣中很容易與氧發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氮。
應(yīng)用學(xué)科:大氣科學(xué)(一級(jí)學(xué)科);大氣化學(xué)(二級(jí)學(xué)科)
一氧化氮的定義2:在一氧化氮合成酶作用下,由精氨酸脫氨基而產(chǎn)生,易通過(guò)彌散出入質(zhì)膜,直接進(jìn)入相鄰的細(xì)胞,在局部發(fā)揮作用。
應(yīng)用學(xué)科:免疫學(xué)(一級(jí)學(xué)科);概論(二級(jí)學(xué)科);固有免疫(三級(jí)學(xué)科)
一氧化氮的定義3:屬細(xì)胞內(nèi)信使,由一氧化氮合酶催化精氨酸而生成。為自由基,在平滑肌松弛、感覺(jué)傳入,乃至學(xué)習(xí)記憶中有重要作
用。一氧化氮能促使心血管擴(kuò)張。
應(yīng)用學(xué)科:生物化學(xué)與分子生物學(xué)(一級(jí)學(xué)科);新陳代謝(二級(jí)學(xué)科)
一氧化氮的定義4:在細(xì)胞中由精氨酸脫氨產(chǎn)生的氣體。起氣體信號(hào)分子的作用,可調(diào)節(jié)平滑肌的收縮。
應(yīng)用學(xué)科:細(xì)胞生物學(xué)(一級(jí)學(xué)科);細(xì)胞化學(xué)(二級(jí)學(xué)科)
一、百科名片
一氧化氮,氮氧化合物,化學(xué)式NO,分子量30,氮的化合價(jià)為+2。無(wú)色無(wú)味氣體,難溶于水。由于一氧化氮帶有自由基,這使它的化學(xué)性質(zhì)非?;顫姟.?dāng)它與氧氣反應(yīng)后,可形成具有腐蝕性的氣體——二氧化氮(NO2),二氧化碳可使一氧化氮和氧氣的反應(yīng)鈍化 方程式:2NO+O2==2NO2
二、一氧化氮的作用
一氧化氮起著信使分子的作用。當(dāng)內(nèi)皮要向肌肉發(fā)出放松指令以促進(jìn)血液流通時(shí),它就會(huì)產(chǎn)生一些一氧化氮分子,這些分子很小,能很容易地穿過(guò)細(xì)胞膜。血管周圍的平滑肌細(xì)胞接收信號(hào)后舒張,使血管擴(kuò)張。
一氧化氮也能在神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞中發(fā)揮作用。它對(duì)周圍神經(jīng)末梢所起的作用。大腦通過(guò)周圍神經(jīng)發(fā)出信息,向會(huì)陰部的血管提供相應(yīng)的一氧化氮,引起血管的擴(kuò)張,增加血流量,從而增強(qiáng)勃起功能。在一些情況下,勃起無(wú)力是由于神經(jīng)末梢產(chǎn)生的一氧化氮較少所致。“偉哥”能擴(kuò)大一氧化氮的效能,從而增強(qiáng)勃起功能。
免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的一氧化氮分子,不僅能抗擊侵入人體的微生物,而且還能夠在一定程度上阻止癌細(xì)胞的繁殖,阻止腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散。
一氧化氮作用機(jī)理:一氧化氮改善心腦血管的作用機(jī)理
三、一氧化氮的合成
一氧化氮的產(chǎn)生大致分為2種,一種是酶生性一氧化氮,一種是非酶生性一氧化氮。
非酶生性通過(guò)供體生成如硝酸甘油、硝普納等臨床藥物產(chǎn)生。酶生性必須有酶的參與,同時(shí)也要有前體物質(zhì)的。這種酶稱為一氧化氮合酶(NOS),人體內(nèi)有3種此類酶,分為內(nèi)皮型一氧化氮合酶,分布于血管內(nèi)皮細(xì)胞;神經(jīng)型一氧化氮合酶,分布于人體神經(jīng)元細(xì)胞當(dāng)中;Z后一種叫誘導(dǎo)型一氧化氮合酶,分布于人體免疫細(xì)胞當(dāng)中如淋巴、T細(xì)胞當(dāng)中。
其中以海洋生物為主要原料提取出來(lái)的酶一種內(nèi)皮一氧化氮合酶 學(xué)術(shù)名稱:“一氧化氮海洋合酶” (NOSS),這種酶的活性更高,可以在增強(qiáng)體內(nèi)一氧化氮循環(huán)機(jī)制作用,源源不斷的產(chǎn)品一氧化氮。但是這種酶很少見(jiàn),必須是由海洋生物尖海龍、牡蠣、魚(yú)精蛋白等海洋珍貴物種才能提取產(chǎn)生出來(lái)。酶生性一氧化氮的合成公式是 L-精氨酸 + NOS + O2 = NO + L-瓜氨酸, 瓜氨酸又可以通過(guò)一些列的化學(xué)反應(yīng)生成精氨酸。
在血管內(nèi)皮細(xì)胞里產(chǎn)生的一氧化氮?dú)怏w,由于它是脂溶性的,所以很快滲透出細(xì)胞膜向下擴(kuò)散進(jìn)入平滑肌細(xì)胞,從而作用于平滑肌細(xì)胞,使其松弛,擴(kuò)張血管,Z終導(dǎo)致血壓的下降!同時(shí)也會(huì)很快滲透出細(xì)胞膜向上擴(kuò)散進(jìn)入血液,進(jìn)入血小板細(xì)胞,使血小板活性降低,抑制其凝集和向血管內(nèi)皮的粘附,從而防止血栓的形成,防止動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。從生化角度來(lái)講,一氧化氮是一自由基氣體,攜帶一個(gè)未配對(duì)電子,在體內(nèi)極不穩(wěn)定,這一特性恰好和其它游離自由基一樣。這樣兩者就非常容易結(jié)合產(chǎn)生反應(yīng)。從而使體內(nèi)自由基數(shù)量大大減少。由于一氧化氮本身的合成需要一氧化氮合酶(NOS)的參與,但是正常情況下NOS的活性很低,需要硝基類藥物或者皂甙類活性物質(zhì)的激活。因此一氧化氮的產(chǎn)生效果是和人參皂甙類物質(zhì)一起協(xié)同作用。
四、一氧化氮與核酸的研究
20世紀(jì)80年代,世界生命科學(xué)領(lǐng)域建立了“傳遞生命信息3個(gè)信使”的學(xué)說(shuō),即生命體的各種活動(dòng)都是在3個(gè)信使體系的控制和調(diào)節(jié)下進(jìn)行的。
我們都知道蛋白質(zhì)與核酸等生物大分子是生命的主要體現(xiàn)者,但不是生命本身。生命的本質(zhì)是這些生物大分子之間,以及它們之間復(fù)雜而有序的相互聯(lián)系和相互作用,這是信息傳遞研究的基本任務(wù)。
生命信息傳遞的真諦,就是細(xì)胞間通訊的細(xì)胞外第1信使以及外界環(huán)境因子作用與細(xì)胞表面或胞內(nèi)受體后,通過(guò)跨膜傳遞形成胞內(nèi)第二信使的級(jí)聯(lián)傳遞,以及其后的核內(nèi)第三信使誘導(dǎo)基因表達(dá)和引起生理反應(yīng)的過(guò)程。生命信息傳遞在應(yīng)答環(huán)境刺激和調(diào)節(jié)基因表達(dá)、生理反應(yīng)的同時(shí),不僅維持著細(xì)胞正常代謝,而且Z終決定細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)、分化、衰老和死亡等生命的基本現(xiàn)象。
傳遞生命信息3個(gè)信使 :
第1信使是指各種細(xì)胞外信息分子,又稱細(xì)胞間信號(hào)分子即細(xì)胞因子,諸如內(nèi)分泌激素,前列腺素,氣體信號(hào)分子(NO)以及免疫細(xì)胞產(chǎn)生的免疫細(xì)胞因子。這些生物活性分子由體內(nèi)各種不同的細(xì)胞產(chǎn)生后,能夠通過(guò)血液、淋巴液、各種體液等不同途徑,作用到細(xì)胞膜表面,引起細(xì)胞內(nèi)的特定反映。
第2信使是指細(xì)胞外第1信使與其特異受體結(jié)合后,通過(guò)信息跨膜傳遞機(jī)制激活的受體,刺激細(xì)胞膜內(nèi)特定的效應(yīng)酶或離子道,而在胞漿內(nèi)產(chǎn)生的信使物質(zhì)。這種胞內(nèi)信息分子起到將胞外信息傳導(dǎo)、放大、變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)可以識(shí)別的信息作用。
第3信使又稱DNA結(jié)合蛋白,是指負(fù)責(zé)細(xì)胞核內(nèi)核外信息傳遞的物質(zhì),能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄水平,發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的作用。這些蛋白質(zhì)是在細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)合成后進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),發(fā)揮信使作用,因而稱這類核蛋白為“核內(nèi)第三信使”。
所以核酸是細(xì)胞內(nèi)的具有遺傳功能的物質(zhì),NO屬于細(xì)胞間的通訊物質(zhì),沒(méi)有NO,再多的細(xì)胞無(wú)法協(xié)同工作,相互發(fā)揮作用,生命信息傳遞不出去毫無(wú)意義,只有兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)才能共同承擔(dān)人體新陳代謝的任務(wù)。
五、成分/組成信息
有害物成分 CAS No.
一氧化氮 10102-43-9
六、一氧化氮危險(xiǎn)性概述
健康危害: 本品不穩(wěn)定,在空氣中很快轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸a(chǎn)生刺激作用。氮氧化物主要損害呼吸道。吸入初期僅有輕微的眼及呼吸道刺激癥狀,如咽部不適、干咳等。常經(jīng)數(shù)小時(shí)至十幾小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間潛伏期后發(fā)生遲發(fā)性肺水腫、成人呼吸窘迫綜合征,出現(xiàn)胸悶、呼吸窘迫、咳嗽、咯泡沫痰、紫紺等??刹l(fā)氣胸及縱隔氣腫。肺水腫消退后兩周左右可出現(xiàn)遲發(fā)性阻塞性細(xì)支氣管炎。一氧化氮濃度高可致高鐵血紅蛋白血癥。慢性影響:主要表現(xiàn)為神經(jīng)衰弱綜合征及慢性呼吸道炎癥。個(gè)別病例出現(xiàn)肺纖維化。可引起牙齒酸蝕癥。
環(huán)境危害: 對(duì)環(huán)境有危害,對(duì)水體、土壤和大氣可造成污染。
燃爆危險(xiǎn): 本品助燃,有毒,具刺激性。
七、急救措施
皮膚接觸:無(wú)明顯反應(yīng)
眼睛接觸:刺激眼睛
吸入: 迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
八、消防措施
危險(xiǎn)特性: 具有強(qiáng)氧化性。與易燃物、有機(jī)物接觸易著火燃燒。遇到氫氣爆炸性化合。接觸空氣會(huì)散發(fā)出棕色有酸性氧化性的棕黃色霧。一氧化氮較不活潑,但在空氣中易被氧化成二氧化氮,而后者有強(qiáng)烈腐蝕性和毒性。
有害燃燒產(chǎn)物: 氧化氮。
滅火方法: 消防人員必須穿全身防火防毒服,在上風(fēng)向滅火。切斷氣源。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。滅火劑:霧狀水。
泄漏應(yīng)急處理
應(yīng)急處理: 迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處,并立即隔離150m,嚴(yán)格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng),加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。漏氣容器要妥善處理,修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。
九、操作處置與儲(chǔ)存
1、操作注意事項(xiàng):
嚴(yán)加密閉,提供充分的局部排風(fēng)和全面通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過(guò)濾式防毒面具(半面罩),戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡,穿透氣型防毒服,戴防化學(xué)品手套。遠(yuǎn)離火種、熱源,工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。遠(yuǎn)離易燃、可燃物。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與鹵素接觸。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
2、儲(chǔ)存注意事項(xiàng):
儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過(guò)30℃。應(yīng)與易(可)燃物、鹵素、食用化學(xué)品分開(kāi)存放,切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。
十、接觸控制/個(gè)體防護(hù)
職業(yè)接觸限值
中國(guó)MAC(mg/m3): 5[NO2]
前蘇聯(lián)MAC(mg/m3): 5
TLVTN: ACGIH 25ppm,31mg/m3
TLVWN: 未制定標(biāo)準(zhǔn)
監(jiān)測(cè)方法: 鹽酸萘乙二胺比色法
工程控制: 嚴(yán)加密閉,提供充分的局部排風(fēng)和全面通風(fēng)。提供安全淋浴和洗眼設(shè)備。
呼吸系統(tǒng)防護(hù): 空氣中濃度超標(biāo)時(shí),佩戴自吸過(guò)濾式防毒面具(半面罩)。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí),建議佩戴空氣呼吸器。
眼睛防護(hù): 戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。
身體防護(hù): 穿透氣型防毒服。
手防護(hù): 戴防化學(xué)品手套。
其他防護(hù): 工作現(xiàn)場(chǎng)禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。
十一、理化特性
主要成分: 純品
外觀與性狀: 無(wú)色氣體 熔點(diǎn)(℃): -163.6
沸點(diǎn)(℃): -151
相對(duì)密度(水=1): 1.27(-151℃)
溶解性: 難溶于水。
主要用途: 制硝酸、人造絲漂白劑、丙烯及二甲醚的安定劑。
其它理化性質(zhì):
一氧化氮是無(wú)色氣體,工業(yè)制備他是在鉑網(wǎng)催化劑上用空氣將氨氧化的方法;實(shí)驗(yàn)室中則用金屬銅與稀硝酸反應(yīng)。
NO在水中的溶解度較小,而且不與水發(fā)生反應(yīng)。常溫下NO很容易氧化為二氧化氮,也能與鹵素反應(yīng)生成鹵化亞硝酰(NOX)如2NO+Cl2=2NOCl
根據(jù)NO的分子結(jié)構(gòu)可見(jiàn),他有未成對(duì)的電子,兩個(gè)原子共有11個(gè)價(jià)電子,也就是個(gè)奇分子,大多數(shù)奇分子都有顏色,然而NO僅在液態(tài)或固態(tài)時(shí)才呈藍(lán)色。NO分子在固態(tài)時(shí)會(huì)締合成松弛的雙聚分子(NO)2,這也是他具有單電子的必然結(jié)果。 這里需要特別說(shuō)明的是,NO可以被過(guò)氧化鈉吸收[3]
Na2O2+2NO=2NaNO2
所以所有中學(xué)習(xí)題中關(guān)于含NO氣體通過(guò)過(guò)氧化鈉(而NO不被吸收)的內(nèi)容都是錯(cuò)誤的,是不負(fù)責(zé)任的出題者胡亂編造的。
十二、穩(wěn)定性和反應(yīng)活性
穩(wěn)定性:較穩(wěn)定
禁配物: 易燃或可燃物、鋁、鹵素、空氣、氧。
避免接觸的條件: 受熱。
聚合危害:與氧氣聚合形成腐蝕性二氧化氮
分解產(chǎn)物:氮?dú)?,氧氣,還有少量一氧化二氮
十三、毒理學(xué)資料
急性毒性: LD50:無(wú)資料
LC50:1068mg/m3,4小時(shí)(大鼠吸入)
亞急性和慢性毒性:
刺激性:中
致敏性:較高
致突變性:輕微
致畸性:輕微
十四、生態(tài)學(xué)資料
生物富集或生物積累性:不明顯
其它有害作用: 該物質(zhì)對(duì)環(huán)境有危害,應(yīng)特別注意對(duì)地表水、土壤、大氣和飲用水的污染。
廢棄處置
廢棄處置方法: 根據(jù)國(guó)家和地方有關(guān)法規(guī)的要求處置。或與廠商或制造商聯(lián)系,確定處置方法。
運(yùn)輸信息
運(yùn)輸注意事項(xiàng): 鐵路運(yùn)輸時(shí)須報(bào)鐵路局進(jìn)行試運(yùn),試運(yùn)期為兩年。試運(yùn)結(jié)束后,寫出試運(yùn)報(bào)告,報(bào)鐵道部正式公布運(yùn)輸條件。采用剛瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,并應(yīng)將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過(guò)車輛的防護(hù)欄板,并用三角木墊卡牢,防止?jié)L動(dòng)。嚴(yán)禁與易燃物或可燃物、鹵素、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸,防止日光曝曬。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛,禁止在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。
十五、法規(guī)信息
法規(guī)信息 化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例(1987年2月17日國(guó)務(wù)院發(fā)布),化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例實(shí)施細(xì)則 (化勞發(fā)[1992] 677號(hào)),工作場(chǎng)所安全使用化學(xué)品規(guī)定 ([1996]勞部發(fā)423號(hào))等法規(guī),針對(duì)化學(xué)危險(xiǎn)品的安全使用、生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝卸等方面均作了相應(yīng)規(guī)定;常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類及標(biāo)志 (GB 13690-92)將該物質(zhì)劃為第2.3 類有毒氣體;劇毒物品分級(jí)、分類與品名編號(hào)(GA 57-93)中,該物質(zhì)的液化或壓縮品被劃為第1類 A級(jí)無(wú)機(jī)劇毒品。
十六、一氧化氮與人體功能
近來(lái)發(fā)現(xiàn)一氧化氮(nitric oxide,NO)廣泛分布于生物體內(nèi)各組織中,特別是神經(jīng)組織中。它是一種新型生物信使分子,1992年被美國(guó)Science雜志評(píng)選為明星分子。NO是一種極不穩(wěn)定的生物自由基,分子小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,常溫下為氣體,微溶于水,具有脂溶性,可快速透過(guò)生物膜擴(kuò)散,生物半衰期只有3-5s,其生成依賴于一氧化化氮合成酶(nitric oxide synthase , NOS )并在心、腦血管調(diào)節(jié)、神經(jīng)、免疫調(diào)節(jié)等方面有著十分重要的生物學(xué)作用。因此,受到人們的普遍重視。
1. NO生物活性的發(fā)現(xiàn)
醫(yī)學(xué)知識(shí)告訴我們,有兩種重要的物質(zhì)作用于血管平滑肌,它們分別是去甲腎上腺素和乙酰膽堿。去甲腎上腺素通過(guò)作用于血管平滑肌細(xì)胞受體而使其收縮。對(duì)于乙酰膽堿是如何作用于血管平滑肌使之舒張,其途徑尚不清楚,醫(yī)學(xué)界一起在致力于研究。
1980年,美國(guó)科學(xué)家Furchaout 在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)了一種小分子物質(zhì),具有使血管平滑肌松弛的作用,后來(lái)被命名為血管內(nèi)皮細(xì)胞舒張因子(endothelium-derived relaxing factor, EDRF)是一種不穩(wěn)定的生物自由基。EDRF被確認(rèn)為是NO。眾所周知,硝酸甘油是治療心膠痛的藥物,多年來(lái)人們一直希望從分子水平上弄清楚其治療機(jī)理。近年的研究發(fā)現(xiàn),硝酸甘油和其它有機(jī)硝酸鹽本身并無(wú)活性,它們?cè)隗w內(nèi)首先被轉(zhuǎn)化為NO,是NO刺激血管平滑肌內(nèi)cGMP形成而使血管擴(kuò)張,這種作用恰好同EDRF具有相似性。1987年,Moncada等在觀察EDRF對(duì)血管平滑肌舒張作用的同時(shí),用化學(xué)方法測(cè)定了內(nèi)皮細(xì)胞釋放的物質(zhì)為NO,并據(jù)其含量,解釋了其對(duì)血管平滑肌舒張的程度。1988年,Polmer等人證明,L-精氨酸(L-argi-nine , L-Arg)是血管內(nèi)皮細(xì)胞合成NO的前體,從而確立了哺乳動(dòng)物體內(nèi)可以合成NO的概念。
2. NO的生物學(xué)作用
(1)在心血管系統(tǒng)中的作用
NO在維持血管張力的恒定和調(diào)節(jié)血壓的穩(wěn)定性中起著重要作用。
在生理狀態(tài)下,當(dāng)血管受到血流沖擊、灌注壓突然升高時(shí),NO作為平衡使者維持其器官血流量相對(duì)穩(wěn)定,使血管具有自身調(diào)節(jié)作用。能夠降低全身平均動(dòng)脈血壓,控制全身各種血管床的靜息張力,增加局部血流,是血壓的主要調(diào)節(jié)因子。
NO在心血管系統(tǒng)中發(fā)揮作用的可能機(jī)制是通過(guò)提高細(xì)胞中鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶(guanylate cyclase , GC)的活性,促進(jìn)磷酸鳥(niǎo)苷環(huán)化產(chǎn)生環(huán)一磷酸鳥(niǎo)苷(guanosine 3′, 5′–cyclic monophosphate cGMP),使細(xì)胞內(nèi)cGMP水平增高,繼而激活依賴cGMP的蛋白激酶對(duì)心肌肌鈣蛋白Ⅰ的磷酸化作用加強(qiáng),肌鈣蛋白c對(duì)Ca2+的親合性下降,肌細(xì)胞膜上K+通道活性也下降,cGMP的蛋白激酶增強(qiáng),從而導(dǎo)致血管舒張。
(2)在免疫系統(tǒng)中的作用
研究結(jié)果表明,NO可以產(chǎn)生于人體內(nèi)多種細(xì)胞。如當(dāng)體內(nèi)內(nèi)毒素或T細(xì)胞激活巨噬細(xì)胞和多形核白細(xì)胞時(shí),能產(chǎn)生大量的誘導(dǎo)型NOS和超氧化物陰離子自由基(),從而合成大量的NO和H2O2,這在殺傷入侵的細(xì)菌、真菌等微生物和腫瘤細(xì)胞、有機(jī)異物及在炎癥損傷方面起著十分重要的作用。
目前認(rèn)為,經(jīng)激活的巨噬細(xì)胞釋放的NO可以通過(guò)抑制靶細(xì)胞線粒體中三羧酸循環(huán)、電子傳遞和細(xì)胞DNA合成等途徑,發(fā)揮殺傷靶細(xì)胞的效應(yīng)。
免疫反應(yīng)所產(chǎn)生的NO對(duì)鄰近組織和能夠產(chǎn)生NOS 的細(xì)胞也有毒性作用。某些與免疫系統(tǒng)有關(guān)的局部或系統(tǒng)組織損傷,血管和淋巴管的異常擴(kuò)張及通透性等,可能都與NO在局部的含量有著密切的關(guān)系。
(3)在神經(jīng)系統(tǒng)中的作用
有關(guān)L-Arg → NO途徑在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)方面的研究認(rèn)為,NO通過(guò)擴(kuò)散,作用于相鄰的周圍神經(jīng)元如突出前神經(jīng)末梢和星狀膠質(zhì)細(xì)胞,再激活GC從而提高水平cGMP水平而產(chǎn)生生理效應(yīng)。如NO可誘導(dǎo)與學(xué)習(xí)、記憶有關(guān)的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)(Long-term potentiation , LTP),并在其LTP中起逆信使作用。
連續(xù)刺激小腦的上行纖維和平行纖維可引起平行纖維細(xì)胞的神經(jīng)傳導(dǎo)產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)程抑制(Long-term depression , LTD),被認(rèn)為是小腦運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)體系中的一種機(jī)制,NO參與了該機(jī)制。
在外周神經(jīng)系統(tǒng)也存在L-Arg → NO途徑。NO被認(rèn)為是非膽堿能、非腎上腺素能神經(jīng)的遞質(zhì)或介質(zhì),參與痛覺(jué)傳入與感覺(jué)傳遞過(guò)程。
另?yè)?jù)報(bào)道,NO在胃腸神經(jīng)介導(dǎo)胃腸平滑肌松弛中起著重要的中介作用,在胃腸間神經(jīng)叢中,NOS和血管活性腸肽共存并能引起非腎上腺素能非膽堿能(nonadrenergic-non-cholinerrgic , NANC)舒張,但血管活性腸肽的抗體只能部分消除NANC的舒張,其余的舒張反應(yīng)則能被N-甲基精氨酸消除。
(4)在泌尿及生殖系統(tǒng)中的作用
一氧化氮作為NANC 神經(jīng)元遞質(zhì),在泌尿生殖系統(tǒng)中起著重要作用,成為排尿節(jié)制等生理功能的調(diào)節(jié)物質(zhì),這為藥物治療泌尿生殖系統(tǒng)疾病提供了理論依據(jù)。
現(xiàn)已證明在人體內(nèi)廣泛存在著以NO為遞質(zhì)的神經(jīng)系統(tǒng),它與腎上腺素能、膽堿能神經(jīng)和肽類神經(jīng)一樣重要。若其功能異常就可能引起一系列疾病。
3.NO的化學(xué)行為
NO在常溫下為氣體,具有脂溶性是使它在人體內(nèi)成為信使分子的可能因素之一。它不需要任何中介機(jī)制就可快速擴(kuò)散通過(guò)生物膜,將一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生的信息傳遞到它周圍的細(xì)胞中,主要影響因素是它的生物半壽期。具有多種生物功能的特點(diǎn)在于它是自由基,極易參與與傳遞電子反應(yīng),加入機(jī)體的氧化還原過(guò)程中。分子的配位性又使它與血紅素鐵和非血紅素鐵具有很高的親合力,以取代O2和CO2的位置。據(jù)研究報(bào)道,血紅蛋白-NO可以失去它附近的堿基而變成自由的原血紅素-NO,這就意味著自由的堿基可以自由地參與催化反應(yīng),自由的蛋白質(zhì)可以自由地改變構(gòu)象,自由的血紅素可以自由地從蛋白中擴(kuò)散出去,這三種變化中的任何一個(gè)或它們的組合,將在鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶的活化過(guò)程中起重要作用。NO的生物學(xué)作用和其作用機(jī)制研究方興未艾,它的發(fā)現(xiàn)提示著無(wú)機(jī)分子在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中研究的前景。筆者相信還會(huì)有更多的無(wú)機(jī)分子在人體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)、被研究、被應(yīng)用于促進(jìn)人類健康的研究領(lǐng)域中。
一氧化氮是宇航員暈厥發(fā)作的元兇
一氧化氮的過(guò)量產(chǎn)生會(huì)使血管擴(kuò)張,這樣就可以解釋為什么宇航員在太空飛行之后會(huì)產(chǎn)生暈厥,以及可以解釋許多陸地上發(fā)生的類似現(xiàn)象。
這種太空中宇航員經(jīng)歷的微重力現(xiàn)象,很象太空中的宇航員或長(zhǎng)期久臥在床的病人馬上要起來(lái)時(shí)的感覺(jué),這時(shí)人們會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的血管擴(kuò)張劑--一氧化氮,從而導(dǎo)致血壓降低,流往頭部的血液減少,出現(xiàn)暈厥。
在對(duì)大鼠的試驗(yàn)中,加州大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),低重力環(huán)境下,大鼠產(chǎn)生一氧化氮的兩種酶增多,而且,給予大鼠藥物抑制其中一種酶時(shí),它們的血壓升高,這給研究人員一個(gè)提示:抑制一氧化氮對(duì)宇航員和長(zhǎng)期臥床患者的暈厥是一種有效的治療。這份研究報(bào)告發(fā)表在7月份出版的《實(shí)用生理學(xué)》雜志上。
在我們正常的直立的生活中,重力使血液流往下肢,因此身體下部的血管收縮以確保有足夠的血液流往相反的方向。在低重力環(huán)境下,人全身的血壓一樣,當(dāng)宇航員返回地球時(shí),他們身體下部過(guò)度舒張的血管使頭部血壓急劇下降,于是在站立時(shí),不可避免地要暈倒。
人們看到宇航員登陸后輕松地大步行走,是因?yàn)樗麄兇┲訅旱囊路?,能保持健康的血壓。但是,他們的衣服只能穿這么久,而適應(yīng)重力需要一段時(shí)間。
研究人員說(shuō):"長(zhǎng)期臥床的患者其情況與宇航員相似,好像不受重力的影響。因此,在試圖站立時(shí)會(huì)暈倒。"
十七、實(shí)驗(yàn)室制法
一氧化氮
1.制備方法 :實(shí)驗(yàn)室用銅與稀硝酸反應(yīng)來(lái)制取一氧化氮。
2.化學(xué)方程式 :3Cu + 8HNO3(?。?==== 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
3.收集方法 :排水法。(由于一氧化氮易與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng),從而被氧化成二氧化氮,所以一氧化氮不可采用向上排空氣法收集,必須采用排水法來(lái)收集。)
一氧化氮對(duì)人體的作用
一氧化氮是氮的化合物,化學(xué)式NO,相對(duì)分子質(zhì)量30.01,氮的化合價(jià)為+2。無(wú)色無(wú)味氣體,難溶于水的有毒氣體。由于一氧化氮帶有自由基,這使它的化學(xué)性質(zhì)非?;顫姟?/span>
一氧化氮起著信使分子的作用。當(dāng)內(nèi)皮要向肌肉發(fā)出放松指令以促進(jìn)血液流通時(shí),它就會(huì)產(chǎn)生一氧化氮分子,這些分子很小,能很容易地穿過(guò)細(xì)胞膜。血管周圍的平滑肌細(xì)胞接收信號(hào)后舒張,使血管擴(kuò)張。在心血管中,一氧化氮對(duì)維持血管張力的恒定與調(diào)節(jié)血壓穩(wěn)定起著重要作用。硝酸甘油治療心絞痛正是由于其在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成NO,擴(kuò)張血管。
一氧化氮也能在神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞中發(fā)揮作用,促進(jìn)學(xué)習(xí)、記憶過(guò)程,并可調(diào)節(jié)腦血流。它對(duì)周圍神經(jīng)末梢所起的作用,正是西地那非功能的基礎(chǔ)。大腦通過(guò)周圍神經(jīng)發(fā)出信息,向會(huì)陰部的血管提供相應(yīng)的一氧化氮,引起血管的擴(kuò)張,增加血流量,從而增強(qiáng)勃起功能。在一些情況下,勃起無(wú)力是由于神經(jīng)末梢產(chǎn)生的一氧化氮較少所致。西地那非能擴(kuò)大一氧化氮的效能,從而增強(qiáng)勃起功能。