一酸化窒素のソースを表示

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<font size="+1">[http://researchmap.jp/read0180808 澁木 克栄]</font><br>
''新潟大学脳研究所''<br>
DOI [[XXXX]]/XXXX　原稿受付日：2013年12月2日　原稿完成日：2013年月日<br>
担当編集委員：[http://researchmap.jp/2rikenbsi 林 康紀]（独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター）<br>
</div>

英語名：nitric oxide　独：Stickstoffmonoxid　仏：monoxyde d'azote

同義語：血管内皮細胞由来弛緩因子、EDRF、
{{Chembox
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| IUPACName = Nitric oxide
| SystematicName = Oxidonitrogen(•)<ref>{{cite web|title = Nitric Oxide (CHEBI:16480)|url = https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=16480|work = Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI)|location = UK|publisher = European Bioinformatics Institute}}</ref> (additive)
| OtherNames = Nitrogen monoxide<br />
Nitrogen(II) oxide
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| ChEBI = 16480
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}}
| Section2 = {{Chembox Properties
|  N = 1
|  O = 1
|  ExactMass = 29.997988627 g mol<sup>−1</sup>
|  Appearance = Colourless gas
|  Density = 1.3402 g dm<sup>−3</sup>
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| Section3 = {{Chembox Structure
|  MolShape = linear ([[point group]] C<sub>∞''v''</sub>)
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| Section4 = {{Chembox Thermochemistry
|  DeltaHf = 90.29 kJ mol<sup>−1</sup>
|  Entropy = 210.76 J K<sup>−1</sup> mol<sup>−1</sup>
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| Section5 = {{Chembox Pharmacology
|  AdminRoutes = [[Inhalation]]
|  Bioavail = good
|  Metabolism = via pulmonary capillary bed
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| Section6 = {{Chembox Hazards
|  ExternalMSDS = [http://avogadro.chem.iastate.edu/MSDS/nitric_oxide.pdf External MSDS]
|  EUClass = {{Hazchem O}} {{Hazchem T}}
|  RPhrases = {{R8}}, {{R23}}, {{R34}}, {{R44}}
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|  NFPA-F = 0
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}}
| Section7 = {{Chembox Related
|  Function = [[nitrogen]] [[oxide]]s
|   OtherFunctn = [[Dinitrogen pentoxide]]<br />
[[Dinitrogen tetroxide]]<br />
[[Dinitrogen trioxide]]<br />
[[Nitrogen dioxide]]<br />
[[Nitrous oxide]]
}}
}}

==一酸化窒素とは==
　一酸化窒素（NO）は分子量30の無色透明なガスで、[[wj:酸素|酸素]]に触れると直ちに[[wj:酸化|酸化]]されて[[wj:酸素|酸素]]二酸化窒素となる。このような不安定な無機ガスは、近年まで生体とは全く無縁であると考えられていたが、[[wj:血管内皮細胞|血管内皮細胞]]由来の血管平滑筋弛緩因子（EDRF）として[[wj:循環系|循環]]制御に重要な役割を果たすことが発見された。NOの物質としての特徴はガス状物質であり、細胞膜を透過して拡散しやすいこと、及び生体内で速やかに酸化され、[[wj:半減期|半減期]]が1秒程度と短いことである。これらのユニークなNOの特性による情報伝達の発見は1998年の[[wj:ノーベル医学・生理学賞|ノーベル医学・生理学賞]]の受賞対象となった。

==合成==
　NOは生体内では[[アルギニン]]から[[一酸化窒素合成酵素]]により合成される。一酸化窒素合成酵素には[[血管内皮型一酸化窒素合成酵素|血管内皮型]]（eNOS）、[[神経型一酸化窒素合成酵素|神経型]]（nNOS）及び[[誘導型一酸化窒素合成酵素|誘導型]]（iNOS）の3タイプがある<ref name=ref1><pubmed>18588525</pubmed></ref>。

;eNOS
:[[カルシウム]]/[[カルモジュリン]]によって活性が制御され、[[細胞膜]]に結合しやすい性質を持っている。
;nNOS
:カルシウム/カルモジュリンによって活性が制御されるが、主に細胞質に存在すると考えられてきた。しかし[[PSD-95]]などの特定の膜タンパク質に結合しやすいことが明らかにされた。
;iNOS
:主に免疫系の細胞などで発現し、[[サイトカイン]]などによって酵素自体が誘導されることでNOの合成調節がなされる点が特徴である。

==作用機構==
　NOの作用機構は多様であるが、主要なものとして[[グアニル酸シクラーゼ]]を活性し、細胞内の[[cGMP]]レベルを上げることが挙げられる。

==機能==
　さらに神経細胞でもNOは合成され、脳の様々な場所で情報伝達を担うことにより、非常に多彩な機能に関与している。主要な脳機能としては、[[シナプス可塑性]]の調節因子、[[脳血流量]]の調節因子、[[神経細胞死]]への関与などが挙げられる。

=== シナプス可塑性の調節物質=== 
[[image:一酸化窒素(脳科学辞典).jpg|thumb|240px|'''図．シナプス可塑性の調節因子としてのNO'''<br>シナプス前部から伝達物質と共に放出される場合(A)やシナプス後部からシナプス伝達の方向とは逆に放出される場合（B）や、シナプス近傍の抑制性のインターニューロンから放出される場合（C）など、様々なケースがある。]]

　NOの脳における重要な機能として[[シナプス]]可塑性の調節因子としての働きが挙げられる<ref name=ref2><pubmed>24198758</pubmed></ref>。NOが関与するシナプス可塑性としては[[小脳]]の[[長期抑圧]]、[[海馬]]の[[長期増強]]、[[大脳皮質]]の長期増強などがある。いずれの場合も、特定の膜に閉ざされたコンパートメントから、別の膜に閉ざされたコンパートメントに、NOのガス拡散特性によって情報を伝達しているという点に特徴がある（図）。NOの放出部位はシナプス前部、後部、[[抑制性介在神経]]と多彩であり、NOはシナプスの可塑性に必須な因子というより、状況に応じて誘発を促進する調節因子であるという点が共通している。
===小脳長期抑圧現象===
　小脳皮質からの唯一の出力細胞である[[プルキンエ細胞]]は、[[平行線維]]と[[登上線維]]からシナプス入力を受け。この二つが同期して起きたときに平行線維－プルキンエ細胞間シナプスが長期[[抑圧]]を起こす。小脳の長期抑圧は、ある種の運動学習の基礎メカニズムであると考えられている。小脳の長期抑圧は、シナプス後部であるプルキンエ細胞において生ずる。一方、平行線維を出す[[顆粒細胞]]はnNOSを多量に含み、NOは平行線維から放出されてプルキンエ細胞に、あるいは平行線維自身に作用すると考えられている。培養プルキンエ細胞を用た単純な実験系ではNOの関与なしに[[グルタミン酸]]応答の抑圧が起きるが、小脳長期抑圧を必要とする運動学習はNO依存性を示す、つまり標本による違いはあるものの、少なくとも個体レベルにおいて[[運動学習]]はNOによって促進的な修飾作用を受けると考えられる。
===海馬長期増強現象===
　[[海馬]][[錘体細胞]]への入力線維を高頻度で刺激すると、[[シナプス後膜]]の[[NMDA型グルタミン酸受容体]]が活性化されてカルシウムが流入し、長期増強が起きる。長期増強には、シナプス後部のグルタミン酸[[受容体]]数が増加する型と、[[シナプス前部]]からのグルタミン酸放出量が増大する型がある。[[シナプス前]]部でグルタミン酸の放出が起きるためには、カルシウム流入があったシナプス後部からシナプス前部へと逆行性に情報を伝達するメカニズムがあるのではないかと想定され、NOもそのような[[逆行性情報伝達]]物質の候補として考えられた。しかしNOが長期増強の誘導に関与するにしても実験温度や動物の週令、刺激強度や刺激パターンなど様々な実験条件が適切に設定された場合のみであることが判ってきた。即ちNOは長期増強の成立には必須ではないが、実験条件によっては長期増強を促進する調節物質の一つであると思われる。
===大脳皮質長期増強現象===
　[[大脳皮質]]でも長期増強は起きる。この長期増強とNOとの関係には大脳皮質の層毎の違いがある。即ち大脳皮質のIV層を刺激するとII/III層及びV層の両方にLTPが起きるが、V層のLTPのみが一酸化窒素合成酵素阻害剤によって有意に小さくなる。大脳皮質のNO合成酵素は主に深い層の小型の[[介在神経細胞]]に局在し、これが活動する時にNOも放出される。

=== 脳血流量の調節=== 
　NOが血管内皮細胞由来弛緩因子という機能を有する以上、脳の血流量の調節も他の臓器と同様に関わる<ref name=ref3><pubmed>17659528</pubmed></ref>。また、血管内皮細胞以外にも、ある種の[[自律神経]]終末はNOを直接放出する機能を持ち、血流調節に関わっている。

　脳に特徴的な血流調節として興味深いのは、脳活動によって局所の脳血流量が増大する現象で、神経細胞の少なくとも一部が一酸化窒素合成酵素を有する以上、局所血流量調節の少なくとも一部はNOを介すると思われる。しかし、それ以外の複数の血流調節因子の関与も想定されており、NOの役割は部分的である。

=== 神経細胞死=== 
　NOは[[wj:免疫系|免疫系]]の細胞においてiNOSから作られ、[[wj:細胞障害|細胞障害]]性を示す。従って脳に[[wj:炎症|炎症]]があるとき、免疫系の細胞が動員されて、神経細胞死に関わる。また、本来はシナプス可塑性や脳血流の調節因子として作り出されるNOが、[[脳虚血]]などの病態に伴って、細胞障害性を示すという場合もある。しかし、その一方でNOは低濃度で[[神経細胞保護作用]]を有するという知見もあり、どのような実験条件下でどのような評価法によりその効果を判定したかということに留意する必要がある<ref name=ref4><pubmed>17882254</pubmed></ref>。

== 関連語 ==
*[[一酸化窒素合成酵素]]
*[[cGMP]]
*[[長期増強]]
*[[長期抑圧]]
*[[脳血流調節]]
*[[神経細胞死]]

== 参考文献== 
<references />