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药物史话

第65讲 内皮之气——诺贝尔奖委员会对“NO”说“Yes”
作者: 发布日期:2018/05/01 点击量:


提要:一氧化氮(NO),汽车尾气中的一种成分,谁能料到,它竟然还是神经介质,可以调节体内生物过程呢?


佛契哥特 Robert  F. Furchgott (1916-2009)

一、内皮之用

早在19世纪,医生们就已经熟知硝酸甘油在医学领域的效用。但是,它为什么能够扩张血管呢?它的作用机制究竟怎样呢?这始终是个谜。这个谜团,经由三位科学家前后相继,珠联璧合的研究,终于得以揭开。

1978年,在纽约州立大学卫生科学中心工作的佛契哥特(Robert F.Furchgott,1916-2009)(图3-7)观察到一种奇怪的现象。他设计了一个实验,将兔子的主动脉剪成段,然后观察乙酰胆碱对动脉收缩的影响。但是有一次,由于技术员的疏忽,忘记了将前一次实验所用的药物洗掉,佛契哥特也不知道,还继续实验,结果发现原本应该收缩的动脉不知为什么却松弛了。

敏锐的佛契哥特没有轻易放过这个现象,他马上开始寻找原因。经过反复实验,他发现,在将兔子动脉剪成一段一段的过程中,如果小心翼翼,不去触碰动脉内皮层的话,剪下的动脉段对药物就呈现扩张反应。反之,如果在操作过程中,将动脉的内皮层磨掉的话,动脉对药物就不发生反应了。也就是说,血管对药物发生反应,无论是收缩还是舒张,依靠的竟然是内皮细胞层!这真是一个惊人的发现!

内皮细胞受到刺激后,是怎样产生一种让血管平滑肌松弛的物质呢?如果真是这样,这种物质又是什么呢?该怎样做一个实验来证实这个猜想呢?佛契哥特一直都在思考这个问题。一天早上,他刚刚从睡梦中醒来,脑子里突然冒出来一个十分简单却精巧的实验。

实验是这样做的:将一段兔子的动脉除去内膜,然后与另一段一样大小却没有除去内膜的动脉叠放在一起,内表面冲着内表面。他发现,乙酰胆碱如果单独作用于那段已经去除了内膜层的动脉,则不会发生松弛,但是在这种“三明治”式的实验材料中却出现了松弛反应。

这说明,内皮细胞能够产生一种未知的弥漫性物质,正是这种物质,引发了血管的松弛。

1980年,这一发现在著名的《自然》杂志上发表。佛契哥特将这种信使分子称为“内皮细胞松弛因子”。

这真是闻所未闻,内皮细胞竟然能够自己产生信使,然后让血管松弛。照此说法,遍布全身的血管内皮岂不就成了一个独立的器官了?受此现象鼓舞,一些实验室纷纷加入了寻找确认这种“内皮细胞松弛因子”的行列,开始了相关的研究。


慕拉德 Ferid Murad (1936年-)

二、内皮之气

1979年,正在弗吉尼亚大学工作的弗里德·慕拉德(Ferid Murad,1936年- )(图3-8)从牛的动脉血管中取出一块活体组织观察,发现硝酸甘油等有机硝酸酯类化合物必须经过代谢,转化为一氧化氮(NO)之后,才能扩张血管。于是,他大胆推测,一氧化氮有可能是一种对血管有调节作用的信使分子。

一边是发现了血管内皮细胞可以释放一种物质使血管松弛;另一边是发现了硝酸甘油必须转化成一氧化氮才能松弛血管,这两者之间是不是有着内在的必然联系呢?


依格纳罗 Louis J. Ignarro (1941年- )

三、内皮之弛

这正是美国图兰大学医学院药理学教授依格纳罗(Louis J.Ignarro,1941年-)(图3-9)苦苦思索的问题。为了寻找两者之间的关联,他利用光谱分析技术,证实了自己的推测——一氧化氮分子就是内皮细胞松弛因子。

1986年,依格纳罗与佛契哥特公布了这一发现。自此,人们恍然大悟,原来,一氧化氮(NO),这种汽车尾气中造成大气污染的气体,竟然可以由我们人体内的某些细胞自行产生!还可以使血管控制自身口径,调节血液的流速及压力!后续研究证实,NO除了对血管产生作用之外,还在人体血液凝固、抗休克、自身免疫、小肠蠕动、行为认知等各方面发挥巨大作用。

1998年,诺贝尔奖委员会经过严格的评议,终于对“NO”说了“Yes”,三位发现NO为内皮细胞松弛因子的科学家一同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

随着对NO研究的逐渐深入,与此相关的药物也陆续开发出来,其中最为著名的,就是美国辉瑞公司研制开发的药物——治疗男性勃起功能障碍的“伟哥”。