在生活中，加工肉制品時，若加入硝酸鹽和亞硝酸鹽，它們就會生成NO并和肌紅蛋白反應(yīng)而成為鮮紅色的一氧化氮肌紅蛋白。但長期以來，在生命科學(xué)中，一氧化氮卻一直沒有引起人們的注意。20世紀(jì)80年代末，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一氧化氮在各種生化過程中有著神奇的生理調(diào)節(jié)功能。對一氧化氮的研究，迅速發(fā)展成為一門目前最活躍的生命科學(xué)前沿領(lǐng)域。近年來的研究已表明，一氧化氮具有免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)傳遞、血壓生理調(diào)控和血小板凝聚的抑制等生理功能。

1991年，瑞典的倫德大學(xué)醫(yī)院以安德森（Karl Erik Andersson）為首的一個研究小組發(fā)現(xiàn)：人體中的一氧化氮可以用來放松肌肉、殺死外來細(xì)菌、增強(qiáng)記憶力。它能夠使血管壁上的肌肉放松，擴(kuò)張血管平滑肌從而使血管舒張，因此可以減輕老年人的心絞痛發(fā)作。在這之前，一氧化氮都只被認(rèn)為是一種環(huán)境污染物，人們從未想到過這一令人害怕的（在空氣中會迅速地氧化為腐蝕性的、有毒的、紅棕色的二氧化氮氣體）分子會是人體新陳代謝的一部分，甚至直到有人提出這一發(fā)現(xiàn)后，它似乎還是令人難以置信，因為這種分子是一種具有高度活性的自由基，它含有一個自由電子。這種分子一般只能存在幾分之一秒，一旦把它和另一種分子放在一起，就會立刻發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

早在1859年，有一位化學(xué)家在做化學(xué)實驗時，不慎吸入了亞硝酸戊酯，結(jié)果使他的脈搏和心臟劇烈搏動，臉部潮紅。第一次世界大戰(zhàn)期間，醫(yī)生們又發(fā)現(xiàn)在軍工廠里往彈殼中填放硝化甘油炸藥的工人，往往血壓很低，這一現(xiàn)象使醫(yī)生們開始把硝化甘油當(dāng)作一種擴(kuò)張血管的藥物。但這種被用作炸藥的化學(xué)物質(zhì)，究竟是怎么在人體內(nèi)產(chǎn)生NO的，人們直至現(xiàn)在仍不清楚，科學(xué)家們一直在研究它發(fā)揮作用的機(jī)理。

現(xiàn)在已知NO的功能之一就是能殺滅人體不需要的細(xì)胞和細(xì)菌。當(dāng)遭受細(xì)菌或突變的細(xì)胞入侵時，存在于血液里的一種小噬細(xì)胞能尋找到外來的微粒，并向這些外來微粒中注入足以使其死亡的NO。NO還與心臟病的病情有關(guān)，多年來醫(yī)生們發(fā)現(xiàn)，接受了輸血治療的病人患心臟病的比例大幅上升（國外報道該比例可高達(dá)25%），有時甚至造成死亡，不良反應(yīng)通常發(fā)生在輸血后的一個月內(nèi)，這種情況幾乎發(fā)生在各類重癥患者身上。美國杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的專家們發(fā)表的研究報告說，在對血庫中和健康捐贈者捐贈的血液進(jìn)行26種分析后發(fā)現(xiàn)，血庫的血液中一氧化氮的含量嚴(yán)重不足。原來一氧化氮負(fù)責(zé)幫助紅血球?qū)⒀鯕廨斔偷缴眢w的組織中，并讓細(xì)小的血管保持暢通。如果一氧化氮含量不足，就會造成不良反應(yīng)導(dǎo)致心臟出問題。研究人員發(fā)現(xiàn)，血液在離開身體幾小時后，一氧化氮會損失高達(dá)70%；等到42天后，也就是捐贈血液的使用有效期滿時，一氧化氮幾乎蕩然無存。

1988年，英國利物浦大學(xué)的加思韋特（John Garthwaite）和他的同事們首先在大腦中發(fā)現(xiàn)了一氧化氮。他們發(fā)現(xiàn)，谷氨酸能刺激神經(jīng)細(xì)胞釋放一種化學(xué)物質(zhì)，該物質(zhì)后來被證明就是一氧化氮。1990年，美國約翰·霍普金斯大學(xué)的布雷德（David Bredt）和斯奈德（Salomon Snyder）首先從腦細(xì)胞內(nèi)提取出了一份純的活性蛋白質(zhì)樣品，命名為一氧化氮合酶，而且發(fā)現(xiàn)大腦中含有大量一氧化氮合酶。危險的一氧化氮氣體怎么會出現(xiàn)在大腦內(nèi)？原來，體內(nèi)的一氧化氮含量非常之少，其活性的衰減也極其迅速，無法形成有毒性的二氧化氮?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，精氨酸是一氧化氮的前身，L-精氨酸在一氧化氮合酶的催化下釋放一氧化氮和瓜胺酸（見圖5-73），一氧化氮合酶存在于胰臟、腎上腺以及腦下垂體中。

圖5-73　L-精氨酸在一氧化氮合酶的催化下釋放一氧化氮和瓜胺酸

NO形成的過程是非常復(fù)雜的，人體內(nèi)的細(xì)胞利用酶促反應(yīng)就可以使精氨酸轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的NO，這就是酶作用的神奇?？茖W(xué)家認(rèn)為一氧化氮影響主要的激素釋出反應(yīng)，有諸多實驗證據(jù)表明：胰島素、生長激素、泌乳激素和兒茶酚胺的分泌異常，以及其他許多疾病，包括基因突變（癌變、動脈硬化等）和生物機(jī)體中毒等，可能都是一氧化氮的釋放或調(diào)節(jié)的不正常而引起的。

美國斯坦福大學(xué)一個專題研究小組已經(jīng)獲得初步結(jié)論：精子頭部的一氧化氮氣體是導(dǎo)致受精卵分化發(fā)育的主導(dǎo)因素。他們詳細(xì)描述了這個過程：在用海膽做受精實驗時，過程開始前的幾秒內(nèi)，精子頭部存在的一氧化氮合酶被激活，導(dǎo)致精子細(xì)胞大量產(chǎn)生一氧化氮氣體，這些氣體都集中在精子的頭部。一旦精子到達(dá)卵細(xì)胞，一氧化氮氣體便從精子頭部噴射出來，并快速注入卵子，這就使得卵子內(nèi)儲存的鈣在大約30秒鐘后釋放，鈣的釋放又反過來激活卵子內(nèi)已經(jīng)存在的一氧化氮合酶，使之釋放出更多的一氧化氮。如此相互激活和促進(jìn)，使整個卵子內(nèi)鈣的成分大量增加。鈣的成分的大量增加表明細(xì)胞不斷分裂，最終導(dǎo)致胚胎的形成，原始的小生命就這樣神奇地產(chǎn)生。

1998年，三位美國科學(xué)家福爾荷格特（Robert F.Furchgott）、依格那羅（Louis J.Ignarro）和穆萊德（Ferid Murad）發(fā)現(xiàn)一氧化氮在心血管系統(tǒng)中可作為信號分子，因此他們獲得了諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎。他們發(fā)現(xiàn)人體自身細(xì)胞可以產(chǎn)生一氧化氮，該分子被證明具有細(xì)胞間信息傳遞的功能，并對從視覺過程到血管擴(kuò)張等活動施加影響。這一發(fā)現(xiàn)同時闡明，人的高血壓、心臟病和ED（男性性功能障礙癥）都與血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生一氧化氮不足有關(guān)，也因此從這一發(fā)現(xiàn)開始人們逐漸找到了治療和緩解這些疾病的方法。

一氧化氮能夠促進(jìn)血液循環(huán)和防止動脈硬化。動脈內(nèi)層稱作內(nèi)皮層，當(dāng)內(nèi)皮層中有足夠的一氧化氮時，血管內(nèi)皮將保持其平滑。動脈表面的一層細(xì)胞被稱作內(nèi)皮細(xì)胞。當(dāng)一氧化氮存在的濃度達(dá)到適當(dāng)數(shù)額的時候，內(nèi)皮非常平滑和堅硬。當(dāng)一氧化氮的濃度不夠量的時候，細(xì)胞內(nèi)皮就會變得有黏性。有了一氧化氮就可以軟化血管，舒張血管平滑肌，避免血小板結(jié)成塊堵塞血管，促進(jìn)血液循環(huán)，調(diào)節(jié)血壓，使血管通暢而血流容易通過。

由于發(fā)現(xiàn)一氧化氮有助于治療ED，這就導(dǎo)致了偉哥的發(fā)明。1998年的三位諾貝爾獎獲獎?wù)邲]有直接參與制造偉哥，但對偉哥的發(fā)明奠定了理論和發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)。穆萊德教授在得知人們稱他為“偉哥之父”時很氣憤地說：“偉哥之父是一個極其愚蠢無聊的稱號，我很不喜歡。如果時光倒流，我寧愿自己從未導(dǎo)致這種藥物的發(fā)明?！?/p>