諾貝爾獎證實:精胺酸一氧化氮降血壓的神奇功效

諾貝爾獎證實:精胺酸一氧化氮降血壓的神奇功效

1998年諾貝爾生理學醫學獎聯合頒發給三位有重要醫學貢獻的人物:羅伯.佛契哥特(Robert F. Furchgott)、路易斯.伊格納羅(Louis J. Ignarro)和斐里德.穆拉德(Ferid Murad),因為他們發現了「一氧化氮」為心血管系統中的信號分子。[1]

諾貝爾獎精氨酸

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穆拉德醫學博士發現,一氧化氮放鬆血管平滑肌

1977 年,斐里德.穆拉德(Ferid Murad)分析了硝酸甘油和相關的血管舒張化合物,發現硝基化合物會釋放一氧化氮(NO),使細胞漿中的鳥苷酸環化酶(guanylyl cyclase)活化,促使GTP轉化生成cGMP,將肌凝蛋白輕鍵去磷酸化,造成血管平滑肌舒張。[2]

精胺酸血管內皮

精胺酸放鬆血管

他對氣體可以調節重要細胞功能的概念著迷,並推測內源性因素如激素也可能通過NO發揮作用。但是當時沒有實驗證據支持這一想法。

血管擴張的關鍵—內皮衍生放鬆因子EDRF

紐約藥理學家羅伯.佛契哥特(Robert F Furchgott)研究了藥物對血管的影響,發現同樣的藥物有時引起血管收縮,但在其他情況下卻有可能引起血管擴張,並推斷這種變化可能取決於血管的內皮細胞完整或受損。

1980年,他在《自然》(Nature)期刊提出「三明治(sandwitch)」實驗[3],證明只有當內皮完整時,乙酰膽鹼才能使血管擴張。他得出結論,血管擴張是因為內皮細胞產生一種信號分子,使血管平滑肌細胞鬆弛,造成血管擴張。他稱這種信號分子為「內皮衍生放鬆因子」(Endothelium Derived Relaxing Factor, EDRF)。

▼「三明治(sandwitch)」實驗。以兩組不同的動脈血管做實驗,一組(左圖)將血管內內皮細胞移除,一組(右圖)維持原本的內皮細胞層。發現當受正腎上腺素(NA)刺激時兩組動脈血管皆收縮,但在加入乙醯膽鹼(ACh)後,只有具有內皮細胞的血管肌肉(右圖)舒張。

EDRF

人類史重要發現,一氧化氮(NO)即內皮衍生放鬆因子(EDRF)

在穆拉德和佛契哥特陸續發表他們的理論後,洛杉磯的藥理學家路易斯.伊格納羅(Louis J. Ignarro)也參與了對EDRF化學性質的探索。他進行了一系列精彩的分析,並於1986年藉由分光光度法證實,內皮衍生放鬆因子(EDRF)即是一氧化氮(NO),佛契哥特的內皮因子也被確定。[2]

▼血紅蛋白(黃色)暴露於內皮細胞,刺激產生EDRF(綠色)

EDRF-NO

▼血紅蛋白(黃色)直接暴露於NO(綠色),發現吸光值曲線與EDRF相同,證實EDRF即為NO。

EDRF-NO-2

當佛契哥特和伊格納羅在1986年7月的一次會議上提出他們的結論時,引起了世界各地許多不同實驗室的大量研究活動。也是人類首次發現氣體在生物體內可扮演一個訊息傳導因子的角色。

高血壓吃精胺酸

經1998年諾貝爾醫學獎發表後,一氧化氮(NO)連帶精胺酸(L-Arginine)的研究在預防醫學界掀起一陣旋風。精氨酸與心腦血管與神經的相關研究也陸續被提出,至今精胺酸已被認定可透過一氧化氮的生成,進而促進人體血液循環通暢,除了能夠降低血脂、改善高血壓等三高問題產生,還能恢復血管彈性及延緩血管老化,預防心血管疾病。

延伸閱讀:

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參考資料:

  1. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1998 [The Nobel Prize]
  2. https://sites.google.com/site/angiecordoba/arginina,premionobelmedicina1998
  3. Furchgott’s sandwich [The Nobel Prize]