一氧化氮生物系统及其药理学作用
一氧化氮的药用价值
一氧化氮:从普通分子到医药明星
2008-12-17 19:00:12 来源: 网易探索(广州) 网友评论 6 条点击查看
以前治疗心血管疾病的药物主要是硝酸甘油,但医学界对这药物的作用机制并不清楚,而伊格纳罗和他的同仁发现其实真正起作用的是一氧化氮。
诺贝尔在一百多年前制造安全炸药时,曾把硝酸甘油作为主要原料之一。当时他患有严重的心绞痛,医生让他服用含“硝酸甘油”的药,却遭到他的激烈反对,在弥留之际,他曾这样说:“医生给我开的药竟是硝酸甘油,这难道不是对我一生巨大的讽刺吗?”
其实这并非讽刺。科学家在后来的研究中发现:硝酸甘油能舒张血管平滑肌,从而扩张血管。他们认为,肯定有一种叫做“内皮细胞舒张因子”的东西,如果找到它,就能打开人体机理奥秘的一片新天地,从而找到更有效的方式治疗心肌梗死等病。
这个因子究竟是什么?
1986年,这一百年谜团终于被伊格纳罗博士和其他两位药理学家破译,它不是猜测已久的蛋白质类大分子,而是简简单单的一氧化氮!顿时,一氧化氮摇身变成了明星分子。伊格纳罗(LouisJ.Ignarro)博士和其他两位研究者共同发现的,他们因发现有关一氧化氮在心血管系统中具有独特信号分子作用而于1998年获得诺贝尔医学奖。
伊格纳罗出生于美国,并且他所有的研究工作也是在美国完成的。他在纽约长大并完成了学前教育,在纽约的哥伦比亚大学获得化学和药物学专业的学位,然后在明尼苏达大学医学专业深造。获得了药理学博士学位,随后又考取了心血管病方面的专业资格。
虽然具有医学方面的教育背景,但是伊格纳罗并没有成为一名医生。尽管许多在学校学医的人立志要成为一名医生,治病救人,伊格纳罗却与众不同,选择了做研究工作。这一决定最终使他取得了巨大的事业成就。伊格纳罗的专业是新血管领域,因此他经常在课堂上谈到治疗心血管病的药物。要对学生讲解硝酸甘油,扩张血管、促进血液流动的药物。他说,当病人出现胸痛、心绞痛的时候,就意味着心脏的供氧不足。病人舌下含服硝酸甘油片不超过五分钟,疼痛便会消失。由于这种立竿见影的功效,一个多世纪以来,硝酸甘油被普遍用于治疗胸痛。
一氧化氮的生物效应及其作用机制的研究_19_省略_8年诺贝尔生理学或医学奖工作介
・诺贝尔奖工作回顾・
编者按 从本期开始,我们将在“诺贝尔奖工作回顾”一栏中,介绍近十年来
诺贝尔生理学或医学奖获奖工作及重要进展情况,目的是为有兴趣的读者提供相关知识,希望有助于推动教学和科学研究工作。
一氧化氮的生物效应及其作用机制的研究
———1998年诺贝尔生理学或医学奖工作介绍及研究进展
杨学礼3
冯 娟
33
(北京大学医学部生理学与病理生理学系,北京100083)
20世纪70年代以前,人们普遍认为,一氧化氮
(nitric oxide,NO )只是大气中的一种污染物。随后20多年的研究,人们对NO 的认识发生了根本的变化。特别是1998年的诺贝尔生理学或医学奖授予了美国的三位药理学家Robert F .Furchgott 、Louis J.I gnarr o 和Ferid Murad (图1),表彰他们在“一氧化氮作为心血管系统的信号分子”上的发现。这引起了生命科学领域对NO 的生物效应及其作用机制的高度关注。
NO 可以由多种类型的细胞产生,透过生物膜,发挥广泛的生物作用。深入的研究证实,NO 是心血管系统中至关重要的信号分子。它由动脉内皮细胞产生,扩散至血管平滑肌,引起动脉舒张,以此来调节血流分配和血压。除此之外,NO 也参与神经细胞间的信号转导、免疫系统的炎症反应等等。NO 性质活泼,10秒之内即可转变为硝酸盐或亚硝酸盐类物质而失活。如此结构简单、稳定性差的气体分子却在体内发挥着至关重要的作用!
本文将重点介绍1998年三位诺贝尔生理学或医学奖得主,在发现内源性NO 的生物效应及其对心血管系统的作用机制中所作出的卓越贡献,并简要介绍近几年关于NO 的临床应用及其研究进展
NO的发现与启示
NO 的发现与启示
一氧化氮(Nitric Oxide ,NO )是第一个被发现的体内气体信使分子。L 型精氨酸在一氧化氮合成酶催化下生成NO 和瓜氨酸。人体内有三种一氧化氮合成酶,它们分别是存在于血管内皮中的内皮型, 存在于神经组织中的神经型及存在于白细胞等组织中的诱生型。NO 产生后半衰期极短,仅3~5s 。研究发现一氧化氮可扩张血管, 参与心血管功能的调控,还可作为信使分子参与神经、免疫等多系统功能的调节。发现内源性NO 的意义不仅在于揭示了体内一种全新的生物信号传导分子,同时也为疾病的防治带来了福音,采用吸入NO 的方法来治疗肺动脉高压已取得显著疗效。1998年美国科学家Furchgott 、Ignarro 及Murad 因为“发现NO 在心血管系统中的信使分子作用”共同获得诺贝尔生理学或医学奖(图15)。目前,除NO 以外,在体内还发现一氧化碳、硫化氢等新的气体信使分子。 (一) 内皮源性舒张因子的发现
美国纽约州立大学药理学家Furchgott 长期从事血管活性药物与受体相互作用方面的研究。上个世纪五十年代,他曾发现乙酰胆碱( acetylcholine, ACh)、卡巴胆碱( carbachol ,Cch)等M 受体激动剂在体外可引起血管收缩,这是一个令人困惑不解的结果,因为人们早已知道Ach 在体内具有很好的扩血管效应。但为什么Ach 在体内外对血管的舒缩具有截然不同的影响?其机制并不清楚。1978年, 他和同事在动脉离体标本的研究中意外发现, ACh 和Cch 等M 受体激动剂没有像往常一样引起动脉血管收缩, 而是引起了动脉血管舒张。这一意外的发现引起了他们的注意。研究人员仔细分析了这些实验的条件, 发现前后实验所用的动脉血管标本的制作方式有所不同。虽然都来自家兔的胸主动脉, 但引起动脉舒张的标本是动脉环, 而此前的实验一直都采用动脉条。因为过去为了克服当时生理记录仪灵敏度不足的问 Robert F. Furchgott
一氧化氮在自主神经系统及血压调节中的作用
浙江大学
硕士学位论文
一氧化氮在自主神经系统及血压调节中的
姓名:杨晓玲
申请学位级别:硕士
专业:生物医学工程
指导教师:宁钢民;郑筱祥
20040601
浙江大学硕士学位论文
2NOS抑制剂‘”
图I一1NOS的化学结构和N0的合成过程
1)干扰NOS合成或与NOS反应的抑制剂
NOS的化学结构和NO的合成过程如图1-1所示。根据这些特性,人们发现并合成了多种NOS的抑制剂。
1.L-Arg的竞争物
amiIlOguanidine,S-ethylisothiourea,thiocitrulline,
j1&一iminoethyl一1一ornithine(1一NIO),GW273629
(争[2一[(卜iminoethyl)一amino]ethyl]一4。4-dioxo-i—cysteine)andGW274150(S-[2_[(卜iminoethyl)amino]ethyl]一l—homocysteine),
hJ;=monomethyl—L-arginine(L—NtllIMA),L-NNA,∥一nifro—L—arginine,
2.生物嘌呤的竞争物
嘌呤异构体.如:4-amino—BH,,BH:等人工合成抑制剂,以及7一NI,
2,4-diamino一5一(3’,4’dichlorophenyl)pyrimidine(11U50),等天然化合物3.血红素绑定抑制剂
Pyrimidineimidazoles可以通过作用于haem来抑制iNOS的合成。
4.黄素蛋白和CaM抑制剂
2)不同NOS的选择性抑制剂
I.具有部分选择的nNOS抑制剂在体外实验中,S-ethyl—L—thiocitrulline
有一氧化氮神经毒性作用与神经退行性疾病_李国君
其次 , ONOO-可通过 对具有细 胞调节功
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国外医学卫生学分册 2001 年 第 28 卷 第 6 期
能的重要蛋白质的酪氨酸进行硝基化而发挥 作用[ 14] 。3-硝基 酪氨 酸可 降低体 内酶 的活 性 , 并阻止蛋白质激酶的活化 , 是硝化的相对 特异性生化指标 。MPTP 可导致 3-硝基酪氨 酸水平升高 , 用 7-硝基吲 哚(7-NI)可以抑制 其升高 。同时 , PD 患者死后解剖 , 也发现病 变处硝 基酪氨 酸升高 。 说明 ONOO-介 导了 MPTP 的神经毒性作用 , 并参与 PD 的发生过 程。
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国外医学卫生学分册 2001 年 第 28 卷 第 6 期
148 一氧化氮神经毒性作用与神经退行性疾病
李国君1 , 周春艺2
(1 .首都医科大学公共卫生与家庭 医学学院 , 北京 100054 ;
2 .新疆医科大学公共卫生学院 , 新疆 乌鲁木齐 830054)
摘要 : 一氧化氮(NO)作为神经系统中一种重要的信使分子 , 具有“双 面刀” 效应 , 既有 重要的生理 功能 , 同时 又表现出神经毒性 , 与老年性痴呆 、帕金森病等神经 退行性 疾病的 发生密切 相关 。 以 往的研究 已证实 NO 引 起的神经细 胞损伤是神经退行性疾病的致病环节之 一 。 本文 就 NO 在神经 退行性 疾病中 的作用及 其机制 作 一概述 。 关键词 : 一氧化氮 ;神经退行性疾病 中图分类号 : R995;R741.02 文献标识码 : A 文章编号 : 1001-1226(2001)06-0330-03
“心康信使”一氧化氮的作用机理
“心康信使”一氧化氮的作用机理
一氧化氮(NO)简介
化学式NO,分子量30,氮的化合价为+2。无色气体,难溶于水。NO分子中有一未配对电子,可形成自由基,和其它分子如氧分子、超氧自由基,或过渡金属反应。在体内极不稳定,是一短寿分子,半衰期仅为3~5 。NO具有脂溶性,可以快速透过生物膜扩散,在体内迅速被血红蛋白、氧自由基或氢醌等灭活。
以前的认识:
NO是一种大气污染物,是吸烟,汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体,可破坏臭氧层导致酸雨,甚至致癌,它还曾作为化学毒剂应用于战争.
现在的认识:
NO是机体内一种作用广泛而性质独特的信号分子,在神经细胞间的信息交流与传递,血压恒定的维持,免疫系统的宿主防御反应中等方面,都起着十分重要的作用,并参与机体多种疾病的发生和发展过程.
一氧化氮:机体自身合成的神奇的心血管药物
一氧化氮是一种很强的信号分子,存在于心血管系统、神经系统乃至全身。一氧化氮可以透过细胞膜并传递特定的信息或生物信号以调整细胞的活动,并指导机体完成某种功能。一氧化氮几乎可影响机体的每一个器官,包括肺、肝、肾脏、胃、生殖器,当然还有心脏。
在一氧化氮的诸多作用中,以血管舒张作用最为重要,这有助于调整血流至全身的每一个部位。一氧化氮可舒张和扩张血管以确保心脏的足够血供。一氧化氮也可阻止血栓形成,血栓可诱发卒中和心脏病发作,同时一氧化氮可调节血压。
免疫系统利用一氧化氮来抵御传染性细菌、病毒和寄生虫的侵袭,甚至以此抑制某种癌细胞的增殖。对于中、重度糖尿病患者,一氧化氮能防止多种常见而严重的并发症,特别是那些与血供减少相关的并发症。因为大脑利用一氧化氮来储存和恢复长期记忆,并传递信息,所以一氧化氮对记忆功能非常重要。目前我们正在研究一氧化氮对预防阿尔茨海默病所起的重要作用。
一氧化氮的心血管作用研究进展
一氧化氮的心血管作用研究进展Ξ
武 煜,顾振纶
(苏州大学医学院药理学教研室,苏州中药研究所,苏州 215007)
关键词:一氧化氮(NO);心血管作用
中图法分类号:R54 文献标识码:A 文章编号:1009-881X(2004)01-0143-03
一氧化氮(nitric oxide,NO)是20世纪80年代后期发现的一种新型生物信息分子,它与一些含氮衍生物一起通过和生物分子及细胞的相互作用参与机体保护、调节及逆转等机制,特别是调节心血管系统中众多的生理和病理生理过程[1]。释放N0的化合物已经作为评价N0在心血管系统生理和治疗上关键作用的有效工具[2]。1992年美国Science杂志将N0选为当年的明星分子(m olecule of the year)。
NO是一种相对稳定的通过细胞膜扩散的气体自由基,具有抑制血小板聚集、抑制平滑肌细胞(vascular sm ooth muscle tell,VS MC)增生、调节血管张力、介导细胞免疫、细胞毒等作用,在心血管疾病如高血压、动脉粥样硬化(AS)、心力衰竭(CHF)中具有重要意义。本文试图就其在,OgU.管方面的研究进展作一综述。
1 NO的来源及基本生物学特征
NO的化合物有两类,一类为能释放NO或具有氧化还原作用的同系物,称外源性NO,它主要来自NO供休,如硝酸甘油在体内代谢释放出NO;另一类是需要酶催化后才能释放NO的物质,称为内源性NO,广泛存在于血管内皮细胞(en2 dothelial cells,EC)、巨噬细胞等各种细胞中,由左旋精氨酸胍基末端的氮原子与分子氧在一氧化氮合酶(nitric oxide syn2 thase,NOS)的催化合成,合成过程受底物、NOS、产物反馈等多种因素调节。
分子药理学
受体药理学
1.受体:细胞膜受体:离子通道型受体、G 蛋白偶联受体、酪氨酸激酶受体
细胞内受体:核受体
2.离子通道型受体:是细胞膜上的跨膜蛋白质,受体本身构成离子通道,能识别配体并与其特异结合。 当配体与受体结合后,分子构象改变,使离子通道打开或关闭,选择性的促进或抑制细胞膜内外离子的快速流动,产生去极化或超
极化,在几毫秒内引起膜电位变化,从而传递信息,产生
生物效应。
3.G 蛋白偶联受体:G protein coupling receptors ,GPCRs
目前研究最广泛、深入的受体类型,已通过分子克隆技术确定了上百种G 蛋白耦联受体结构。此型受体与配体结合后,效应时程一般为数秒到数分钟。
G 蛋白偶联系统:表面受体(七次跨膜)、G 蛋白和效应物
G 蛋白的活化启动信号转导
信号转导途径的基本模式:配体+受体——G 蛋白——效应分子——第二信使 ——靶分子——生物学效应
第二信使:G-蛋白、cAMP,、cGMP 、肌醇磷脂、 Ca 2+
4.酪氨酸蛋白激酶受体:与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性,如胰岛素受体、表皮生长因子受体、血小板生长因子受体等。效应时程一般为数小时。
作用模式:⑴配体(如表皮生长因子、胰岛素)与受体结合,引起受体二聚化;
⑵二聚体的酪氨酸蛋白激酶被激活,彼此使对方的某些酪氨酸残基磷酸化,这一
过程称为自身磷酸化;
⑶利用酪氨酸蛋白激酶活性进而影响细胞内信息传递体系,产生生物效应
5.核受体:位于细胞内的受体多为转录因子,与相应配体结合后,能与DNA 的顺式作用元件结合,调节基因转录。 效应时程为数小时甚至数天。
131药理学教案f_ja30
(二) 、前列腺素和血栓素的药理作用 前列腺素(prostaglandin, PG)和血栓素(thromboxane, TXA2)对血管、呼吸道、 消化道和生殖器官平滑肌均有明显作用,对血小板、单核细胞、传出神经和中枢神 经系统也有显著影响。 1.血管平滑肌:TXA2 和 PGF2α 具有缩血管作用,对静脉血管作用尤为明显; TXA2 还是平滑肌细胞的有丝分裂原,具有促进血管平滑肌细胞增生的作用。PGI2 主要由内皮细胞合成,与 PGE2 共同通过激活腺苷酸环化酶,使 cAMP 升高,松弛 小动脉。 2.内脏平滑肌:多数前列腺素和血栓素具有收缩胃肠平滑肌作用。PGI2 收缩 环肌,PGE2 收缩纵肌,而 PGF2α 对环肌、纵肌均有收缩作用;PGE2 对环肌尚有松
物, 合成了一系列二芳基四氢呋喃类 PAF 受体拮抗剂, 其中最引人注目的是 MK287, 它是一种强效的、 特异性的且口服有效的 PAF 受体拮抗剂, 抑制人血小板膜上 PAF 受体,能明显降低小鼠因 PAF 引起的致死率。 3.含季铵盐的 PAF 结构类似物:最早合成的含季铵盐的 PAF 结构类似物是 CV3988, 但因其口服活性很低, 在高浓度时又具溶血性, 临床应用受到限制。 CV6209 体外活性是 CV3988 的 100 倍,在小鼠试验中结果非常显著。对 CV6209 进行结构 改造,在其 C1 上以四氢异喹啉代替长链烷烃,又研制出了 TCV309。它克服了既 往一些 PAF 结构类似物的许多缺点, 诸如注射时的溶血和血管损伤等, 其活性高于 先前制备的 PAF 结构类似物,可用于治疗败血性休克。 4.含氮杂环化合物:此类化合物结构中含有氮杂环,其氮原子能通过氢键与 受体结合,有助于对 PAF 拮抗活性的发挥。WEB2086 口服给药可抑制 PAF 诱导的 低血压、支气管收缩,用于哮喘的治疗。UK74505 能选择性地抑制 PAF 诱导的血 小板凝聚,用于治疗败血性休克有良效,现处于Ⅱ期临床阶段。 (五) 、5-羟色胺((5-hydroxytryptamine,5-HT)受体拮抗剂的分类及其作用 5-羟色胺又名血清素(serotonin) ,作为自体活性物质,约 90%合成和分布于肠 嗜铬细胞,通常与 ATP 等物质一起储存于细胞颗粒内。在刺激因素作用下,5-HT 从颗粒内释放、弥散到血液,并被血小板摄取和储存。5-HT 作为神经递质,主要 分布于松果体和下丘脑,可能参与痛觉、睡眠、体温等生理功能的调节;其拮抗剂 具有明显的药理学作用。 1.赛庚啶(cyproheptadine)和苯噻啶(pizotyfine,新度美安)均能选择性阻 断 5-HT2 受体。此外,还可阻断组胺 H1 受体并具有较弱的抗胆碱作用。可用于预 防偏头痛发作及治疗荨麻疹等皮肤粘膜过敏性疾病。有口干、嗜睡等不良反应。青 光眼、前列腺肥大及尿闭患者忌用。 2.昂丹司琼(ondansetron)选择性阻断 5-HT3 受体,具有强大的镇吐作用,主 要用于癌症患者手术和化疗伴发的严重恶心和呕吐。 3.麦角生物碱类 5-HT 拮抗剂:除了阻断 5-HT 受体外,还可作用于 α-肾上腺 素能受体和多巴胺受体。按其化学结构又可分为: (1)胺生物碱:美西麦角(methysergide,二甲基麦角新碱)是 5-HT2 受体阻 断药,用于预防和治疗偏头痛,其作用机制可能与抑制血小板聚集,减少花生四烯 酸释放,减轻炎症反应有关。美西麦角还可缓解偏头痛初期的血管强烈收缩。麦角 新碱(ergotamine)明显兴奋子宫平滑肌而被广泛用于产后出血。 (2)肽生物碱:麦角胺(ergonovine)能明显收缩血管,减轻动脉搏动,可显 著缓解偏头痛,用于诊断和治疗偏头痛。 (六) 、组胺的药理作用及其机制
高级动物生理学 1专题一一氧化氮及其生物学效应
慕拉德 Ferid Murad 美国得克萨斯大 学卫生科学中心 1936年–
Advances in Animal physiology
Advances in Animal physiology
专题一
一氧化氮及其生物学效应
一、NO的生成与灭活 的生成与灭活
(一)NO的生成与分布 的生成与分布 机体内L Arg在NOS及辅因子血红素、四氢蝶呤、 机体内L-Arg在NOS及辅因子血红素、四氢蝶呤、黄素单 及辅因子血红素 核苷酸(FMN)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、 )、黄素腺嘌呤二核苷酸 )、Ca 核苷酸(FMN)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、Ca2+、钙调蛋 CaM)等共同催化下, 白(CaM)等共同催化下,其胍基末端的氮原子与氧分子反应 生成NO 存在于细胞内液和细胞外液中, NO, 生成NO,存在于细胞内液和细胞外液中,在内皮细胞则主要 与膜结合而存在,有极强的脂溶性。 与膜结合而存在,有极强的脂溶性。
弯路
Furchgott首先想到的是机械磨擦造成血管壁细胞损伤, Furchgott首先想到的是机械磨擦造成血管壁细胞损伤,损伤的细胞释放某种酶 首先想到的是机械磨擦造成血管壁细胞损伤 使血管平滑肌上的M样“舒张”受体失活。 使血管平滑肌上的M 舒张”受体失活。 1979年春 第二篇更接近EDRF 年春, EDRF的论文摘要投寄至美国药理与实验治疗学学会年会 1979年春,第二篇更接近EDRF的论文摘要投寄至美国药理与实验治疗学学会年会 上并在当年报告,该论文已明确提出血管内皮细胞与血管反应性有关。 上并在当年报告,该论文已明确提出血管内皮细胞与血管反应性有关。
一氧化氮及其合酶在口腔疾病中的作用研究进展
综 述
一氧化氮及其合酶在口腔疾病中
的作用研究进展
湖北宜昌三峡大学第一临床医学院(443002) 袁晓琴1
湖北宜昌市中心人民医院(443002) 孙莲芬2
[摘 要] 一氧化氮及其合酶参与牙髓炎、牙周炎、口腔癌、颞下颌关节疾病等多种疾病的发生、发展过程,使其有可能成为治疗口腔疾病新的药物靶点。该文对上述问题的研究进展作了综述,供临床参考。
[关键词] 一氧化氮 一氧化氮合酶 口腔疾病 牙髓炎 牙周炎 口腔癌
颞下颌关节疾病
1在读硕士生
2通讯作者,主任医师、硕士生导师
1 引 言
一氧化氮是一种毒性强、不稳定、易扩散,化学性质
极其活泼,半衰期极短(3~5s )的自由基,是机体内尿素循环中L 2精氨酸在一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS )的作用下生成胍氨酸过程中释放出来的无机小分子。一氧化氮是细胞信息传递的重要调节因子,作为第二信使和神经递质而起着各种不同的作用,如血管舒张、抗血小板聚集、作为神经元活动的重要介质,并参与杀灭微生物、杀伤肿瘤细胞,介导一系列的免疫病理过程。NOS 是一氧化氮合成过程中的关键酶。目前已知有3种亚型:神经元型(neur onal NOS,n NOS )、内皮型(endothelial NOS,e NOS )和诱导型NOS (inducible NOS,i N OS )。其中
n NOS 、e NOS 又统称为构成型一氧化氮合酶
(constitutive
NOS,c NOS ),它们的生理和病理作用均较为稳定,而i N 2OS 则是在一定的病理条件下诱导产生的,有较强的病理作
一氧化氮气体 吸收
一氧化氮气体吸收
1.引言
1.1 概述
概述部分的内容可以从以下几个方面来进行描述:
一氧化氮气体,简称NO,是一种重要的大气污染物。它的主要来源包括工业排放、交通尾气、农业活动以及燃煤等过程中产生的排放物。由于一氧化氮气体具有较高的活性和稳定性,它在大气中存在的时间较长,并且容易通过空气传播到相对较远的地方。
一氧化氮气体的释放不仅对环境带来负面影响,还对人体健康构成一定的威胁。它可以导致空气污染,对大气层和地球的臭氧层造成破坏,加剧全球气候变化以及引发酸雨等问题。同时,长期暴露在高浓度的一氧化氮气体环境下,还可能引发一系列健康问题,包括呼吸系统疾病、心血管疾病以及免疫系统功能下降等。
为了减少一氧化氮气体对环境和人类健康的影响,各国都在积极推动一系列控制和减排措施。这些措施包括加强工业和交通尾气的净化处理,推广清洁能源的使用以及加强农业活动的管理。此外,对于一氧化氮气体的吸收技术也在不断发展和应用,可以通过各种方法将其从大气中吸收并转化成无害物质或者进行有效利用。
总的来说,一氧化氮气体的吸收是一个重要的环保和健康问题,需要各国政府、科研机构和企业的共同努力来解决。只有通过减少一氧化氮气体的排放以及采用有效的吸收技术,才能保护环境、维护人类的健康,实现可持续发展的目标。
1.2 文章结构
本文将按照以下顺序来展开对一氧化氮气体吸收的讨论。首先,我们将在引言部分进行概述,介绍一氧化氮气体的重要性和研究意义。其次,我们将详细学习一氧化氮气体的定义和性质,了解其化学结构和物理特性。接着,我们将探讨一氧化氮气体的来源和产生途径,包括工业排放、交通排放和自然生成等。在正文的第三部分,我们将重点分析一氧化氮气体的吸收对环境和健康的影响,围绕大气污染、健康风险等方面展开讨论。最后,我们将讨论一氧化氮气体吸收的应用和前景,探索其在环境治理、医学和工业等领域的潜在价值。
分子药理学
受体药理学
1. 受体:细胞膜受体:离子通道型受体、
细胞内受体:核受体
2. 离子通道型受体: 是细胞膜上的跨膜蛋白质,受体本身构成离子通道,能识别配体并与其
特异结合。
当配体与受体结合后,分子构象改变,使离子通道打开或关闭,选择性的
促进或抑制细胞膜内外离子的快速流动,
产生去极化或超
极化,在几毫秒内引起膜电位变化 ,从而传递信息,产生 生物效应。 丫 -氨基丁酸(GABA ):是由谷氨酸在谷氨酸脱羧酶 (GAD )作用下脱羧而成,是一种中枢抑制性神经递
3.
G 蛋白偶联受体: G protein coupling
receptors , GPCRs
目前研究最广泛、深入的受体类型,已通过分子克隆技术确定了上百种 构。此型受体与配体结合后,
效应时程一般为数秒到数分钟。
G 蛋白:全称为GTP 结合蛋白或GTP 结合调节蛋白, 在受体与效
应蛋白之间起传递信息作用。
G 蛋白位于细胞内侧, 是由a 、B 和丫亚基构成 的三聚
体。
不同来源的B 和丫亚基十分相似,而a 亚基结构 不同(目前已发
现 20多种),形成了不同的G 蛋白。
活化的G 蛋白的a 亚基主要作用于生成或水解 细胞内第二信使的酶,如 AC 、PLC 等效应分子,改 变它们的活性,从而改变细胞内第二信使的浓度。
G 蛋白偶联系统:表面受体 (七次跨膜 卜G 蛋白和效应物 G 蛋白的活化启动信号转导
信号转导途径的基本模式:
配体+受体一一G 蛋白一一效应分子一一第二信使 ――靶分子一一生物学效应
第二信使:G-蛋白、cAMP,、cGMP 、肌醇磷脂、
Ca 2+
一氧化氮养生法简介
一氧化氮养生法简介
一氧化氮养生法简介
一氧化氮养生法
(2010-12-2509:53:33)
美国加州大学的路易斯.伊格纳罗教授,因发现人体内一氧化氮的重要作用而获得大名鼎鼎的诺贝尔医学奖!路易斯教授近年来致力于推荐“一氧化氮养生法”,认为增加体内一氧化氮有益于健康长寿。中国药科大学药理学博士王伟说,路易斯教授所推荐的是一种全新的养生防病理念,临床研究证实增加体内一氧化氮,完全可达到防病治病、延年益寿的目的,非常适合我国50岁以上的中老年人。
一般人都以为,一氧化氮(NO)是污染物,怎么能用来养生呢?王博士举了一个例子:硝酸甘油是随身携带的心脏病急救药,之所以起效快、疗效好就是因为它进入人体后转化成一氧化氮,进而发生一些化学反应来发挥快速治疗作用。
一氧化氮其实是人体内最重要的信号分子,可穿透任何细胞(具有脂溶性),在心血管系统、神经系统、免疫系统乃至全身,发挥传输生理信号的重要作用。它的作用主要体现在三个方面:①一氧化氮在心血管系统具有松弛血管平滑肌的功能,增加血流量,维持血管和动脉壁的清洁,防止脂肪等沉积物黏附于血管壁,维持健康血压,减轻心脏负担。②在免疫系统方面,一氧化氮可杀死细菌、病毒、肿瘤细胞及多种病原体,构成强有力的体内防御系统。③一氧化氮作为一种神经信号的传递物质,可促进脑部血流量、增强大脑记忆及保护脑细胞等。
人体血管内皮细胞及部分神经细胞等是生产一氧化氮的“工厂”,其“原料”主要为一氧化氮合酶(NOS)、精氨酸、瓜氨酸等。随着年龄增长,体内产生的一氧化氮会逐渐减少。加上不良生活习惯,如常食用甜食、油腻食品和含多种食品添加剂的食物,以及抽烟酗酒、经常熬夜、心理压力大、缺乏锻炼等都会造成内皮细胞损伤、炎症等,使体内一氧化氮减少。体内一氧化氮减少会出现记忆力下降、胸闷、气短、尿频、性功能低下等。若长期一氧化氮缺乏则会引发高血压、冠心病、高脂血症、中风、老年痴呆、糖尿病、肥胖、阳痿、癌症等疾病。所以,中老年朋友一定要注意补充一氧化氮。王博士认为,路易斯教授推荐的“一氧化氮养生法”其实并不复杂,只需在日常生活中采取一些简单的方法,就可达到防病养生的效果。
对一氧化氮作用的新认识
对一氧化氮作用的新认识
王亚珍;刘莹;彭望明
【期刊名称】《江汉大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2006(34)3
【摘要】一氧化氮作为一种新的信使分子和生物调质,在生物体中发挥着广泛的生理学、病理学和药理学作用.结合NO的性质,综述了NO在生物体中的作用,重新认识了NO的生物学功能.
【总页数】4页(P37-40)
【作者】王亚珍;刘莹;彭望明
【作者单位】江汉大学,化学与环境工程学院,武汉,430056;武汉第四中学,武
汉,430034;江汉大学,化学与环境工程学院,武汉,430056
【正文语种】中文
【中图分类】O611.62;O613.61
【相关文献】
1.重新认识卷烟烟气中的一氧化氮 [J], 张爱萍;刘立全
2.蒙药嘎日迪乌日勒对脑缺血再灌注损伤的保护作用及对一氧化氮、一氧化氮合酶、脑源性神经营养因子、血管内皮生长因子的影响 [J], 巴图德力根;韩志强;王茜;孙
晓成;安达
3.小凹蛋白-1对内皮细胞损伤模型中内皮型一氧化氮合酶及一氧化氮表达的影响及白藜芦醇的作用机制 [J], 张丽;郭丽;曲红玉;李爱歆;高山
4.炎性细胞因子对滑膜细胞诱导型一氧化氮合酶和一氧化氮表达的作用及其机制研
究 [J], 陈泽琪; 傅佳民; 杨娣; 金彬; 王芯叶; 吴冬蕾; 罗心静; 莫选荣
5.中药对一氧化氮合酶/一氧化氮系统调节作用的研究进展 [J], 韩雨薇;张媛媛;赖秀英;刘晗;寇俊萍
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一氧化氮发现的故事
在寻找更为复杂的生物分子的科学家忽略了。此外,NO性质独特,其作用方式不同于经典生物活性物质或神经递质,如神经系统中NO既不储存于末梢突触囊泡中,也不以胞吐方式释放,而是靠其脂溶性在细胞内、细胞间弋,通过化学/自由基反应发挥作用并灭活。但NO的发现绝非偶然,其客观上被应用和研究的历史实际上已长达一个多世纪。
对硝基化合物的应用和认识
早在19世纪70年代,人们就发现有机硝酸酯对缺血性心脏病有良好的治疗作用,但当时并不了解其作用机理。19世纪末,在诺贝尔以研制TNT炸药闻名和发迹的同时,人们惊奇地发现,用于治疗缺血性心脏病的硝酸甘油(GTN)竟是TNT的主要活性成份,人们对此困惑不已。
直到本世纪60年代,科学家发现亚硝胺在体内具有致癌作用,继而开始研究生物体内亚硝酸盐(NO2-)的代谢。发现机体在正常情况下就可产生和排泄NO2-和硝酸盐(NO3-),其中巨噬细胞是体内NO2-来源之一。在此期间,多种硝基类扩血管药物更广泛应用于临床,并成为急性心肌缺血的首选急救药。值得一提的是,早在上世纪末,德国学者Griess就研究和发表NO2-的检测方法,但当时对其与NO的关系并不了解。由于NO2-是NO在水溶液中氧化代谢的终产物而相对稳定,改良的Griess法至今仍是目前实验室间接检测NO含量最简单、最常用的方法之一。
EDRF的发现
在药理学实验室里,另有一些科学家,对于看似与NO并无直接关联的乙酰胆碱(ACh)等血管活性物质的作用机理颇感兴趣。1953年Furchgott博士发表了首篇ACh和组胺致兔离体血管条收缩的论文。这与当时公认的给整体动物静注ACh或组胺引起血管舒张效应的观点恰恰相反。但他当时坚持自己的实验重复性良好,且观察无误。并在随后(1955年)发表的“血管平滑肌药理学”综述中提出假设,认为犹如肾上腺素能有α和两种受体一样,血管平滑肌上也同时含有运动性和抑制性两种胆碱能受体——现在看来这一结论是错误的,然而在当时这一观点一直被当作权威而认可。其间在1962年,有一个叫Jellife的医生曾发现并报道在血清素预收缩的血管环上,低浓度ACh通常是导致其舒张,仅当很高浓度ACh(>10-4mol/L)时才使血管收缩。遗憾的是这篇文章当时并未引起人们的重视。直到70年代中后期,虽已有更多实验室发现并报道ACh对离体血管的舒张作用,但一方面由于对“权威”的崇拜,另一方面由于对此问题报告结果尚不完全一致,且当时已确,ACh对非血管平滑肌的作用是收缩效应,致使在ACh对离体动脉血管作用的问题上虽存在着明显的矛盾[后来Furchgott称此为“ACh悖论(the paradox of ACh)”],但在长达20年时间里却一直无人深究这一问题并对Furchgott的理论提出质疑。直到1978年,还是在Furchgott的实验室,一次偶然的事件才使这一矛盾得以澄清。
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• 与此同时,纽约州立大学的佛契哥特教授在研 究Ach等物质对血管的影响时发现在相近的实 验条件下,同一种物质有时使血管扩张,有时 对血管没有明显的作用,有时甚至使血管收缩。
• 佛契哥特及合作者对此作了深入地研究,他们 在1980年发现ACh对血管的作用与血管内皮细 胞是否完整有关:Ach仅能引起内皮细胞完整 的血管扩张。
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◆这篇摘要立即在药理学界引起了轰动,随后(1987年) 英国科学家Salvador Moncada(蒙卡达)及其合作者通 过实验证明EDRF就是NO。
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GC-cGMP-PKG信号途径
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ANP
NO, CO
受体型 GC
cGMP
可溶性 GC
PKG 酶 或 功 能 蛋 白 磷 酸 化
生 物 学 效 应
神经细胞损伤
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• ③诱生型NOS (inducible NOS,iNOS) ,又称Ⅱ型NOS、NOS-2,存在于除神经 元外的多种组织中,正常情况下不表达, 但在炎症和免疫反应剌激下,iNOS mRNA 被诱导表达。
促进炎症反应
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诺贝尔(奖)与硝酸甘油?
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一氧化氮与1998年诺贝尔生理学医学奖
Robert F. Furchgott Louis J. Ignarro
佛契哥特Fra Baidu bibliotek
伊格纳罗
Ferid Murad 慕拉德
获奖理由:发现NO是心血管系统的重要信号分子
评审团表示:“这是首度发现一种气体可在人体中
成为信号分子。”
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• 2005年8月,著名小品演员高秀敏在长春家中去 世,死因为突发性心脏病;2006年12月,著名相 声艺术大师马季在北京家中突发心脏病去世; 2007年6月23日,59岁的相声大师侯耀文心脏病 突发,猝然辞世……心脏病,已成为威胁现代中
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NOS的生物学特点
1. 分类 ①内皮型(endothelial NOS,eNOS),
又称Ⅲ型NOS、NOS-3,主要存在于血 管内皮细胞、血小板、心肌内膜及脑和 神经组织中。
扩张血管,保护内皮
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• ②神经元型(neuronal NOS,nNOS), 又称I型NOS、NOSL-1,主要存在于脑、 脊髓和外周非肾上腺素非胆碱(NANC)能 神经,当相应神经元需要时,催化产生极 微量的NO。
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Endothelium-derived relaxing factor- NO 内皮衍生舒张因子-一氧化氮(NO)
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EDRF (endothelium-derived relaxing factor)
• 由此佛契哥特推测内皮细胞在Ach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,佛契哥特将这种未知的信使分子命名 为内皮衍生舒张因子(endothelium-derived relaxing factor, EDRF)。
他给同事留言:“医生给我开的药竟是硝酸 甘油,难道这不是对我一生巨大的讽刺吗?”
•
其实,这并非是讽刺。科学家在后来的研究
中发现:硝酸甘油能舒张血管平滑肌,从而扩张
血管。
硝酸甘油为什么能治心脏病?
佛契哥特 慕拉德
伊格纳罗
硝酸甘油可以有效地缓解心绞痛,但它的作用机理困扰了医学 家、药理学家百余年。
直到1980年代,这一谜团被美国的伊格纳罗博士和其他两位 药理学家(慕拉德和佛契哥特)破译——硝酸甘油及其他硝 酸脂通过释放一氧化氮气体(NO)而舒张血管平滑肌,从而扩 张血管。
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◆长期研究亚硝基化合物药理作用的伊格纳罗教授与佛 契哥特教授合作,针对EDRF的药理作用以及化学本质 进行了一系列实验,发现EDRF与NO及许多亚硝基化 合物一样能够激活可溶性鸟苷酸环化酶(soluble guanylate cyclase, sGC)、增加组织中的cGMP水平。
◆伊格纳罗教授与佛契哥特教授在1986年作出了大胆的 推测:EDRF是NO或与NO密切相关的某种(某类)化合 物。
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一氧化氮生理功能的发现过程
◆自七十年代起,美国弗吉尼亚大学的慕拉德教授及合作 者系统研究了硝酸甘油及其它具有扩张血管活性的有机 硝酸酯的药理作用。 发现这类有机硝酸酯具有一个共同点:
①在体内都能代谢为一氧化氮; ②都能使组织内cGMP、cAMP等第二信使的浓度升高;
NO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。
一氧化氮生物系统及 其药理学作用
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一氧化氮是什么?
以前的认识:
NO是一种大气污染物,是吸烟、汽车尾气 及垃圾燃烧等释放出的有害气体,可破坏臭氧 层导致酸雨、甚至致癌,它还曾作为化学毒剂 应用于战争。
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现在的认识:
NO是机体内一种作用广泛而性质独特的信号 分子,在神经细胞间的信息交流与传递、血压恒 定的维持、免疫系统的宿主防御反应等方面,都 起着十分重要的作用,并参与机体多种疾病的发 生和发展过程。
老年人的一大健康隐患。
硝酸甘油的两重性
• 1864年,诺贝尔以三硝酸甘油酯 (硝化甘油)及硅 藻士制造出安全炸药。安全炸药的工业化生产给 诺贝尔带来了荣誉和金钱,使他得意创立科学界 的最高奖项---诺贝尔奖。
• 而当时他患有严重的胸痛即心绞痛时,医生让 他用含“硝酸甘油”的药,遭到他激烈地反对, 因为在实验过程中他发现吸入硝酸甘油蒸气会引 起剧烈的血管性头痛!
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震惊世界的应用诺贝尔技术
一氧化氮(NO)造就诺贝尔旋风
3位科学家的论文发表后,一氧化氮(NO)的旋
风袭卷未来的预防医学,造福人类于「心脑血管 及神经系统」的多种疾病新一代的健康利器。 1980年以来,关于一氧化氮(NO),已出现超 越10000份以上的研究论文。
1992年,一氧化氮(NO)被美国科学杂 志推举为“本年度明星分子”。
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• 一氧化氮(NO)是具有高度反应性的自由 基,在体内经NO合酶催化,从L-精氨酸产 生。
• NO作为细胞信使,介导cGMP生成的增加 ,发挥生物学作用。
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一、NO的生物学特性
(一)NO的生成
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(二)NO的代谢
• 很快被氧化代谢,半衰期3~5s,故仅限于局部 发挥作用。
• 代谢产物为硝酸根和亚硝酸根。 • NO还可与亚铁血红素和-SH键结合而失活。