Moderne molekylærbiologi har avslørt et stort antall store og komplekse proteiner og gener som regulerer kroppsfunksjonen. Derimot viser funn de siste ti årene at viktige trekk ved nevronkommunikasjon, blodkarmodulasjon og immunrespons er mediert av en bemerkelsesverdig enkel kjemisk nitrogenoksid (NO). Endogent NO genereres fra arginin av en familie av tre distinkte calmodulin-avhengige no syntase (NOS) enzymer. NOS fra endotelceller (eNOS) og nevroner (nNOS) er begge konstitutivt uttrykte enzymer, hvis aktiviteter stimuleres av økning i intracellulært kalsium. Immunfunksjoner for NO er mediert av en kalsiumuavhengig inducerbar NOS (iNOS). Ekspresjon av iNOS-protein krever transkripsjonell aktivering, som medieres av spesifikke kombinasjoner av cytokiner. ALLE TRE NOS bruker NADPH som elektrondonor og bruker fem enzymkofaktorer for å katalysere en fem-elektronoksydasjon av arginin TIL NO med støkiometrisk dannelse av citrullin. De høyeste NIVÅENE AV NO i hele kroppen finnes i nevroner, HVOR NO fungerer som et unikt budbringermolekyl. I det autonome nervesystemet fungerer NO som en viktig ikke-adrenerg ikke-kolinerg nevrotransmitter (NANC). DENNE NANC-banen spiller en spesielt viktig rolle i å produsere avslapping av glatt muskel i hjernecirkulasjonen og gastrointestinale, urogenitale og respiratoriske kanaler. Dysregulering AV NOS-aktivitet i autonome nerver spiller en viktig rolle i ulike patofysiologiske forhold, inkludert migrene hodepine, hypertrofisk pylorisk stenose og mannlig impotens. I hjernen fungerer INGEN som en neuromodulator og ser ut til å formidle aspekter av læring og minne.
selv om endogent NO opprinnelig ble verdsatt som en mellommann for glatt muskelavslapping, SPILLER NO også en viktig rolle i skjelettmuskulatur. Fysiologisk regulerer MUSKELAVLEDET NO kontraktilitet i skjelettmuskulaturen og treningsindusert glukoseopptak. nNOS forekommer ved plasmamembranen i skjelettmuskulatur som muliggjør diffusjon AV NO til vaskulaturen for å regulere muskelperfusjon. nNOS-protein forekommer i dystrofinkomplekset i skjelettmuskulatur, OG NO kan derfor delta i patofysiologien ved muskeldystrofi.
INGEN signalering i spennende vev krever rask og kontrollert levering AV NO til bestemte cellulære mål. Denne stramme kontrollen AV no signalering er i stor grad regulert PÅ NIVÅ MED NO biosyntese. Akutt kontroll av nnos-aktivitet medieres ved allosterisk enzymregulering, ved posttranslasjonell modifikasjon og ved subcellulær målretting av enzymet. nnos protein nivåer er også dynamisk regulert av endringer i gentranskripsjon, og dette gir langvarige endringer i vev no nivåer. MENS NO normalt fungerer som en fysiologisk nevronmediator, medierer overflødig produksjon AV NO hjerneskade. Overaktivering av glutamatreseptorer assosiert med cerebral iskemi og andre eksitotoksiske prosesser resulterer i massiv frigjøring AV NO. SOM et fritt radikal er NO iboende reaktivt og medierer cellulær toksisitet ved å skade kritiske metabolske enzymer og ved å reagere med superoksid for å danne en enda mer potent oksidant, peroksynitrit. GJENNOM disse mekanismene ser NO ut til å spille en viktig rolle i patofysiologien av slag, Parkinsons sykdom, Huntingtons sykdom og amyotrofisk lateral sklerose.
