今年諾貝爾獎頒給研究「氧化氮」(NO)相關的學者。早在1992年Science
即公佈它是年度風雲「分子」。 雖然對於在人體內的硝酸鹽(NO3-)及亞硝
酸鹽(NO2-)濃度，自本世紀初以來即可測定，但是這兩種離子的來源物質—
—氧化氮(nitric oxide; NO)則遲至近幾年來才漸受到重視。在動物體內已
知有內皮細胞(endothelial cells)、巨噬細胞(macrophages)、小腦神經原
(cerebellar neurons)、嗜中性白血球(neutrophils)、肝臟細胞及Kupffer
細胞等受到刺激後，均可產生氧化氮。另外，經由外來的內毒素
(endotoxin)及cytokines如干擾素(interferon)、腫瘤壞死因子(tumor
necrotic factor)等刺激內皮細胞，也可產生氧化氮。
　氧化氮的來源及作用，氧化氮是一種具高活性的分子，可產生多種重要的
生物性反應。它實際上是由L-arginine轉變成L-citrulline時的短暫中間產
物。不過當它遇到水及氧氣時，幾秒鐘的時間內，就可轉變成不具活性的硝
酸鹽及亞硝酸鹽。此反應可見如下所示： L-arginine 酵素 L-citrulline
+ nitric nitric oxide 氧氣 nitrite + nitrate 水 2NO + O2 2NO2
2NO2+H2O NO2-+NO3-+2H+ 藉著活化guanylate cyclase，氧化氮的作用就像
細胞間及細胞內的傳訊者。經由此櫟轉，內皮細胞的氧化氮可以促成鄰近血
管平滑肌的鬆弛及抑制血小板的凝集，由嗜中性白血球產生的氧化氮則有趨
化性的作用(chemotaxis)，小腦神經原產生的氧化氮則扮演中樞神經系統訊
息傳導的角色，由巨噬細胞產生的氧化氮則可經由抑制粒線體酵素，來抑制
某些腫瘤細胞或微生物的生長。
　氧化氮(NO)，為兩個原子組成的強氧化基，過去一直被界定為空氣污染的
成份之一，與酸雨的形成也有關係，而燃燒的香煙也含高濃度的氧化氮。但
近10年科學家一系列的研究，發現這不起眼的物質，竟然對身體的許多功能
扮演重要的調節角色，特別是在呼吸道中。首先，在80年代初期，實驗發現
含內皮細胞的血管，對血管擴張劑反應比較明顯，當時認為內皮細胞分泌一
種因子加強血管擴張劑的效果，稱為內皮細胞擴張因子(endo-thelium-
derived relaxing factor; EDRF)。1987年兩組不同單位的研究人員Palmer
與Ignarro，分別於兩種重要的科學期刊，報告相同的結論，氧化氮即內皮
細胞擴張因子。至此，對於氧化氮的研究風起雲湧，對許多生理現象提出更
完整的解釋。
　1992年科學(Science)雜誌，更評定氧化氮為年度風雲分子(year
molecule)，由此可見氧化氮發現的重要性。 氧化氮存在身體許多組織內，
扮演重要角色，如血管與支氣管平滑肌舒張、抑制血小板凝集、中樞與自主
神經訊息傳遞、殺菌功用與腫瘤細胞溶解。
　最近研究發現，由病人或動物吐出的氣體，檢測出氧化氮的含量，應用在
氣喘、支氣管擴張等呼吸道發炎疾病監測，吸入性的氧化氮可以治療成人呼
吸窘迫症候群與肺動脈高壓，氧化氮為臨床應用找到新方向。
　氧化氮的合成與作用 氧化氮是由氨基酸L-arginine，經氧化氮合成瓷產
生。生物體內合成的氧化氮，存在時間只有幾秒鐘，很快即轉變為其它代謝
產物。不同的細胞有不同的氧化氮合成瓷，已知的有3種。組織型的氧化氮
合成瓷(constitutive)，基本上存在於內皮細胞與神經細胞、血小板、肥大
細胞與白血球，合成氧化氮過程需要鈣離子。誘發型氧化氮合成瓷
(inducible)主要存在發炎細胞，當這些細胞受到細菌毒素或發炎細胞激素
刺激，大量分泌氧化氮，執行殺菌或其他體免疫調節功能，並不需要鈣離子
幫忙，但可被類固醇抑制。氧化氮會活化guanylyl cyclase，增加細胞內
cGMP含量，導致平滑肌舒張。於體液內，氧化氮很快氧化為硝酸根或次硝酸
根。在血液中，氧化氮於數秒內與血紅素結合，失去活性。由於迅速被代
謝，氧化氮對血管的擴張作用，只侷限血管附近產生的位置。氣態氧化氮經
由吸入方式，由呼吸道迅速擴散入肺泡，進入肺組織與附近血管，引起氣管
舒張與血管擴張的作用。