1992年，美国《科学》杂志把一氧化氮选为当年的“年度分子”。1998年，3位研究一氧化氮生物学功能的科学家因发现一氧化氮作为心血管信号分子共同获得诺贝尔生理学医学奖。2000年，辉瑞制药的“伟哥”（Viagra）占据了全球同类化学药市场92%的份额。因此，一氧化氮对人类健康和疾病的影响不可小觑！

一氧化氮是一种气态自由基，可由人体自身合成，并能在细胞内外及组织之间自由扩散，因而能在全身起信号传导作用。在体内，精氨酸在一氧化氮合酶（NOS）催化下产生一氧化氮与瓜氨酸。一氧化氮的半寿期只有数秒，随即被氧化成亚硝酸盐及硝酸盐，瓜氨酸则进入尿素循环继续代谢。另外，口腔及肠道细菌可将食物中的硝酸盐、亚硝酸盐还原成一氧化氮，因此吃富含硝酸盐的蔬菜（如菠菜）也可提供少量一氧化氮。

在正常生理条件下，神经元一氧化氮合酶（nNOS）及血管内皮细胞一氧化氮合酶（eNOS）能持续产生低水平的一氧化氮，它通过激活可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）促进环鸟苷酸（cGMP）合成，再经蛋白激酶G（PKG）活化促进钙离子重吸收，使肌球蛋白轻链激酶（MLCK）不再促进肌球蛋白磷酸化，从而阻断交联反应，出现平滑肌松弛和血管舒张，具有降血压效果。因此，一氧化氮曾被称为“内皮细胞衍生的松弛因子”（EDRF）。

伟哥（西地那非）并不是一氧化氮，但它可以被看成是一氧化氮的“同工”化合物，因为两者都能提高细胞中的cGMP水平。伟哥作为cGMP特异性磷酸二酯酶5（PDE5）抑制剂，可通过抑制cGMP的降解导致PKG持续激活及阴茎海绵体充血。此外，临床上用来紧急处理突发心肌梗塞的硝酸甘油就是通过释放一氧化氮并扩张血管而发挥治疗作用的。

一氧化氮前体精氨酸和一氧化氮供体硝普钠在一定剂量范围内能通过释放低水平一氧化氮模拟热量限制导致“线粒体低毒兴奋效应”（mitohormesis），包括诱导抗氧化酶表达、促进线粒体增殖、延长酵母细胞寿命和延缓小鼠染色体端粒缩短速度。端粒完整性是长寿与低致癌率的重要特征，而老年人体内合成一氧化氮的能力下降，故端粒损伤情况严重，有必要人为补充一氧化氮（如口服精氨酸制剂）。

以上都是一氧化氮在体内表现“友好”的一面，但它也有“不友好”的一面，或者说会表现出“双刃剑”效应。当病原体入侵时，吞噬细胞（单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等）被激活，可释放出γ-干扰素（IFNγ）、α-肿瘤坏死因子（TNFα）、1β-白细胞介素（IL-1β）等大量炎性介质（促炎症细胞因子），由此激活诱导型一氧化氮合酶（iNOS）合成高浓度的一氧化氮，它一方面可以直接杀死病原体（细菌、寄生虫等），另一方面也能造成组织损伤，这可能是糖尿病、心脑血管病、自身免疫病、神经退行性疾病、肿瘤等多种疾病的重要病因。

虽然至今仍然不清楚一氧化氮究竟是如何诱发疾病的，但近年来的一些研究结果已经开始揭示某些疾病的发病机理。例如，不久前发现，肠道细菌感染可刺激免疫活化及一氧化氮爆发，而大量一氧化氮入血又相继触发关节滑膜组织缺氧、血管新生、组织增殖和淋巴浸润（急慢性滑膜炎），最后发展为类风湿性关节炎。通过雷帕霉素与青蒿素联合用药抑制免疫活化及一氧化氮爆发，既能预防又能治疗类风湿性关节炎。

为什么一氧化氮可以导致缺氧呢？现在已经查明，一氧化氮可直接促成血红蛋白的烷基化，这是因为血红蛋白是一种含有血红素辅基的蛋白质，一氧化氮可以直接结合血红素中的亚铁，而亚铁正是氧气结合的关键部位，结果就阻断了血红蛋白的携氧功能而导致缺氧。此外，一氧化氮也能结合血红蛋白的半胱氨酸巯基使其变成S-硝基化血红蛋白。

另外，癌细胞可产生一氧化氮来抵抗化疗药物的杀伤，细菌也可产生一氧化氮来消除抗生素的毒性。这种特点对癌细胞及细菌的生存而言是有利的，但对于人体健康而言则是不利的，因为抗药性的产生是一件很麻烦的事。不过，将一氧化氮合成抑制剂与化疗药物或抗生素共同用药，在很大程度上可降低肿瘤细胞或细菌抗药性滋生的机会，从而有效提高防病治病效果。

终上所述，一氧化氮既是人生的“朋友”，也是健康的“敌人”，其分水岭就在于它的来源及浓度。如果一氧化氮来自nNOS或eNOS，为较低的生理浓度，则对身体有益；相反，如果一氧化氮来自iNOS，为极高的病理浓度，则对身体有害。为了避免有害一氧化氮的产生，就要尽量不被病原体感染，尤其不能出现长期慢性感染，这就是保持健康的“不二法门”！