Moderní molekulární biologie odhalila obrovské množství velkých a složitých bílkovin a genů, které regulují tělesné funkce. Naopak, objevy za posledních deset let ukazují, že rozhodující funkce neuronů komunikace, cévy modulace a imunitní reakce jsou zprostředkovány pozoruhodně jednoduché chemické látky, oxidu dusnatého (NO). Endogenní NO je generován z argininu skupinou tří odlišných enzymů NO syntázy (NOS) závislých na kalmodulinu. NOS z endotelových buněk (eNOS) a neuronů (nNOS) jsou konstitutivně exprimované enzymy, jejichž aktivity jsou stimulovány zvýšením intracelulárního vápníku. Imunitní funkce pro NO jsou zprostředkovány indukovatelným nosem nezávislým na vápníku (INOS). Exprese proteinu iNOS vyžaduje transkripční aktivaci, která je zprostředkována specifickými kombinacemi cytokinů. Všechny tři ČÍSLA pomocí NADPH jako donoru elektronů a zaměstnávají pět kofaktory enzymů katalyzovat pět-elektronovou oxidací argininu na stechiometrické tvorbu citrulinu. Nejvyšší hladiny NO v celém těle se nacházejí v neuronech, kde no funguje jako jedinečná molekula Messengeru. V autonomním nervovém systému žádné funkce jako hlavní non-adrenergní non-cholinergní (NANC) neurotransmiter. Tato cesta NANC hraje zvláště důležitou roli při uvolňování hladkého svalstva v mozkové cirkulaci a gastrointestinálním, urogenitálním a respiračním traktu. Dysregulace aktivity NOS v autonomních nervech hraje hlavní roli v různých patofyziologických stavech, včetně migrénové bolesti hlavy, hypertrofické pylorické stenózy a mužské impotence. V mozku nefunguje jako neuromodulátor a zdá se, že zprostředkovává aspekty učení a paměti.
ačkoli endogenní NO byl původně oceněn jako mediátor relaxace hladkého svalstva, NO také hraje hlavní roli v kosterním svalu. Fyziologicky no odvozené od svalů reguluje kontraktilitu kosterního svalstva a absorpci glukózy vyvolanou cvičením. nNOS se vyskytuje na plazmatické membráně kosterního svalu, což usnadňuje difúzi NO do vaskulatury pro regulaci svalové perfúze. nNOS protein se vyskytuje v komplexu dystrofinu v kosterním svalu a NE tedy může podílet na patofyziologii svalové dystrofie.
žádná signalizace ve excitovatelných tkáních nevyžaduje rychlé a kontrolované podání NO specifickým buněčným cílům. Tato přísná kontrola bez signalizace je do značné míry regulována na úrovni bez biosyntézy. Akutní kontrolu nNOS aktivita je zprostředkována alosterický enzym nařízení, posttranslační modifikace a subcelulární cílení enzymu. hladiny nNOS proteinu jsou také dynamicky regulovány změnami v transkripci genů,což poskytuje dlouhodobé změny v tkáňových hladinách. Zatímco NO normálně funguje jako fyziologický neuronální mediátor, nadměrná produkce NO zprostředkovává poškození mozku. Nadměrná aktivace glutamátových receptorů spojených s cerebrální ischemií a dalšími excitotoxickými procesy vede k masivnímu uvolňování NO. Jako volný radikál je NO inherentně reaktivní a zprostředkovává buněčnou toxicitu poškozením kritických metabolických enzymů a reakcí s superoxidem za vzniku ještě silnějšího oxidačního činidla, peroxynitritu. Prostřednictvím těchto mechanismů se zdá, že NO hraje hlavní roli v patofyziologii mrtvice, Parkinsonovy choroby, Huntingtonovy choroby a amyotrofické laterální sklerózy.
