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人体中的奇迹：氮氧化物如何帮助我们抵抗疾病？
在人体中，氮氧化物（NO）被公认为一种重要的信号分子，其拥有多种生物功能，包括调节血流、免疫反应及神经传递。尽管它的半衰期仅为几秒，但氮氧化物在生理及病理过程中由于其特别的化学性质和反应能力，对人体健康有着深远的影响。
氮氧化物被誉为1992年的"年度分子"，而其在心血管信号传导中的角色让研究者获得了1998年的诺贝尔奖。
氮氧化物的来源
氮氧化物的合成涉及多种途径，主要由内皮层氮氧化物合成酶（eNOS）生成，这是一种依赖钙的酶，可以从L-精氨酸及氧气生成NO，并产生柠檬酸作为副产物。在免疫系统中，巨噬细胞等吞噬细胞则能透过诱导型氮氧化物合成酶（iNOS）产生大量NO，这对抗菌和抗肿瘤有着重要作用。
外源性氮氧化物的应用
在某些情况下，人体无法合成足够的NO，这时外源性氮氧化物的来源便成为一种强大的补充方式。药物如硝酸甘油（nitroglycerin）与阿莫尼特（amyl nitrite）等，能进入人体后转化为氮氧化物，从而使其获得扩血管效果，有助于治疗高血压和心血管疾病。
研究指出，饮食中的硝酸盐也是氮氧化物的来源之一，尤其是绿叶蔬菜和甜菜。
氮氧化物的免疫反应
氮氧化物在免疫反应中扮演着重要角色，能够对抗细菌和寄生虫。当吞噬细胞侦测到病原体时，iNOS被激活并生成大量NO，这一过程可透过DNA损伤等机制来杀死病原体。此外，NO的生成还与调控炎症反应密切相关，可能同时具有促进和抑制的作用。
氮氧化物对生物系统的分子影响
在细胞中，氮氧化物主要藉由两种反应来发挥其生物学效应：S-硝基化（S-nitrosation）和金属中心的硝基化（nitrosylation）。这些反应可以影响多种蛋白质的活性，从而调节细胞功能。
扩张血管及对心脏的影响
氮氧化物的扩血管作用能有效增加血流量并降低血压。其在平滑肌中的作用使其成为肠道及勃起组织中重要的神经传递物质，新兴研究表明氮氧化物与冠状动脉疾病的关联性也愈来愈被重视。
氮氧化物在植物和细菌中的作用
除了在人体中的功能外，氮氧化物在植物中也扮演了信号分子角色，能促进植物的抗氧化应激反应及病害互动。而在某些细菌中，例如抗辐射能力强的德菌（Deinococcus radiodurans），NO则有助于其DNA损伤修复后的增殖。
医疗应用及挑战
氮氧化物的医学应用广泛，特别是在治疗早产儿的低氧呼吸衰竭上已有显著效果。尽管使用氮氧化物时需小心剂量以避免副作用，但由于其显著的疗效，氮氧化物已被广泛应用于 neonatal 以及成人患者的治疗中。
每一次吸入的肺部氮氧化物治疗，无疑为许多重症病患带来希望，提升了生活品质及生存机会。
氮氧化物在人体中扮演着举足轻重的角色，其对各类生理及病理过程的影响不可小觑。面对未来，我们可能会怎样利用这一神奇分子来改善健康，甚至拯救生命呢？
