摘 要
一氧化氮（NO）对血液循环系统、中枢神经系统、免疫系统、泌尿系统及生殖系统等方面都具有非常重要的生理调节作用，有着至关重要的影响。试验从NO对奶牛血液循环系统、泌乳、免疫和繁殖4个方面的影响进行综述，并简要介绍动物体内酶生性NO的补充方法。
1 一氧化氮概述
NO分子普遍存在于机体各组织细胞中，是一种自由基性质的生物活性气体分子。20世纪80年代，斐里德·穆拉德等经过不断的探索研究，发现NO作用于人体中含有血管的各个方面，有益于人体健康。因此获得1998年诺贝尔生理生化奖，从此开启NO研究的里程碑，NO成为有关生理、疾病和营养研究的重要热点。
图1 酶生性NO合成示意图
目前NO的研究主要侧重于医学领域，关于饲料、养殖和动物营养学方面研究较少。试验从4个方面总结NO与奶牛健康养殖，即NO与血液循环、NO与免疫、NO与产奶和NO与繁育健康。并对动物体内酶生性NO的最佳补充进行综述。
2 NO与血液循环
NO广泛参于哺乳动物生理调节，是一种动物机体内细胞间信息交换的重要载体分子。NO在维持血管张力恒定、调节血压稳定性及清除血管壁脂肪和胆固醇起着重要作用。在生理状态下，当血管受到血流冲击及灌注压突然升高时，NO作为平衡使者维持其器官血流量相对稳定，使血管具有自身调节作用，是血压的主要调节因子，所以在体内产生NO的物质都可作为降血压药物使用。
NO可激活鸟苷酸环化酶，使三磷酸鸟苷转化成环磷酸鸟苷，环磷酸鸟苷再激活依赖环磷酸鸟苷的蛋白激酶，通过途径使血管平滑肌舒张。NO激活Na+-K+泵，细胞内K+增加Na+减少，使细胞膜处于超极化状态，平滑肌兴奋性降低；或激活钙离子泵，细胞内Ca2+减少，使平滑肌舒张。
NO有助于清除血管内壁附着的垃圾，并及时修复血管内壁，使自由基无法攻击破损的血管内壁，从而保护血管，使血管恢复弹性。NO还可为肉芽组织中新生血管提供充足的血供，有利于新血管生长。NO还可调节胃黏膜血管基础张力，增加血流量，增强胃肠黏膜免疫防护屏障，修复受损胃肠黏膜，从而促进动物消化系统的健康，促进动物肠道对营养物质的吸收和利用。
由于NO可扩张血管平滑肌，参与脑和心脏等器官的血流量调节，所以对高血压及心脏病有很好的作用，这些疾病的治疗药物都与NO分子相关。
3 NO与奶牛免疫
高等动物体内具有多种免疫细胞，包括嗜中性细胞、巨噬细胞和NK细胞等，都能产生NO，NO是体内非特异性防御反应系统的重要组成部分。细胞因子干扰素（INF-γ）和白细胞介素-1（IL-1）等，可诱导巨噬细胞表达大量的iNOS蛋白，诱导iNOS蛋白产生的NO作为一个免疫功能分子起作用，巨噬细胞释放的NO可通过抑制靶细胞线粒体中的三羧酸循环和DNA合成等途径，可发挥杀伤靶细胞的效应。转染iNOS到细胞中，可降低病毒滴度，可见NO分子可抑制病毒复制，可起到有效抗病毒的作用。NO还可抑制或者杀死很多真菌、寄生虫和包括结核杆菌在内的细菌。
NO在宿主防御和免疫反应中起着重要作用，iNOS催化产生的NO起着一种保护性的作用，防止微血管中激活的中性粒细胞黏附于内皮，抑制白细胞的激活和自由基的释放，降低血管通透性并抑制炎性渗出。NO可促进组织急性炎症反应，参与组织损伤和愈合伤口，针对奶牛养殖可减少肢体病的发生和愈合伤口。越来越多的试验表明，无论哪种细胞合成释放的NO，还是外源性NO供体对多种生长因子和机械损伤内皮细胞引起的血管平滑肌细胞
增殖，均有明显的抑制作用。
NO对免疫的调节作用机制受多种因素影响，较为复杂，进一步深入研究对动物营养学意义重大，在动物疾病临床上同样也有重要的意义，可为动物健康养殖、减少防疫和临床治疗成本提供重要方法。
4 NO与奶牛产奶
乳腺是乳的主要合成场所，奶牛乳房呈扁球状附着在奶牛的后躯。乳腺泡上皮细胞是制造乳汁的部位，周围充满微血管、淋巴和神经，并有肌上皮细胞。乳腺泡上的微血管供给泌乳所需要的全部成分，从周围的毛细管血液中取得各种营养原料，加工变成乳汁的各种营养成分，分泌到乳腺泡腔内，最后排出到乳管小支。
奶牛的乳腺依靠血液在合适的流速条件下提供底物合成牛奶，乳腺血流速率是牛奶合成速率的关键因素之一，通常流进乳腺400～500L血液才可生成1L的牛奶。当乳房膨胀时，微血管被压迫，使血液供给量减少或停止，影响奶牛泌乳。对奶牛来说，静脉鲜明、弯曲和粗大的乳房为健康，奶牛产奶量高。NO促进血管平滑肌舒张，促进毛细血管生成，增强对乳腺泡的供血量，使乳腺泡健康和增殖，能明显提高哺乳动物的产奶量。
iNOS在乳腺血管内皮细胞和分泌性上皮细胞均有分布，参与乳腺血流量的调节。向乳腺灌入NO供体可使乳腺产生一个快速持续的乳腺血流量增长，而灌入NO 抑制剂却可使乳腺血流量下降65%。进一步研究发现乳腺中生成的NO 量会随泌乳期发生变化。山羊妊娠后期和泌乳早期乳腺中NO合成明显加强，并且乳腺外NO更新率降低，因此推测NO是围产期局部范围内上调乳腺功能的一个重要因子。NO在泌乳调控机能中的研究证实，iNOS在泌乳靶组织的分布，及NO和iNOS的活性与下丘脑及垂体泌乳激素的部分调节作用，对下丘脑-垂体-乳腺轴的每个环节的作用机制有初步的阐述，但是对整体作用尚未充分说明，关于NO促进产奶动物泌乳的深层次机制还有待进一步研究，开发调节体内NO含量的产品对增加哺乳动物产奶量具有十分重要的意义。
5 NO与繁育健康
NO对高等哺乳动物的各个系统几乎都会产生一定的作用。在生殖领域，NO不但广泛参与机体的生理及病理调节，是维持妊娠期内环境稳定及防御和保护机制的重要介质；也参与卵泡发育、排卵、胚胎植入和妊娠维持等多种雌性生殖的过程；NO在与哺乳动物繁殖相关的不同的生理阶段有不同的生理功能，与许多NO外的机制共同参与，调节哺乳动物繁殖过程。在体内，NO可促进排卵、调节胚胎附植和胚胎发育。Sladek等研究发现，羊和鼠在妊娠时NO的生物合成明显增加，大鼠模型也证明NO含量产生的高低直接影响到妊娠鼠肾血管的扩张，因此，动物妊娠时NO产生的增加毋庸置疑。NO引起母体系统血管舒张，降低血管反应，并参与母体心血管系统功能对妊娠的适应性调节，与妊娠血流动力学变化密切相关。Tesfayer等首次证明在牛早期胚胎发育过程中iNOS含量较高。Wu等证实NO和多胺是血管生成、胚胎生成、胎盘和胎儿生长的调节因子，NO为胎儿组织从母体提供更多的养分和氧气，使多胎动物产仔数增加。NO也在控制胎儿-胎盘血流变化时发挥重要作用，以确保充足的胎盘血流量、胎儿的营养及氧的供应。
NO还具有减弱胎儿胎盘循环中血栓素A2及内皮素的作用，使妊娠期舒血管物质占优势，且血清中NO含量与血压呈负相关，与胎儿出生时体质量及胎盘质量呈正相关，母体怀孕期间血液NO含量高的，胎儿出生质量增加。杨梅兰 道，妊娠时NO可抑制子宫收缩，于妊娠早期和中期有利于维持正常妊娠，于分娩时NO释放减少，可减弱其对子宫的抑制作用，有利于分娩。妊高症以全身细小动脉痉挛和血管内皮细胞损害为主要病理改变，血压上升，胎盘缺血缺氧，致使胎盘和脐带血管内皮细胞损害，结果NO生成明显下降，NO生成明显下降被认为是影响妊高症病理生理变化的关键因素，故NO可作为判断妊高症病情程度和预后的一个新标志物。NO还与精子的发生、成熟、运动及获能等存在着密切关系，从而对雄性动物的生殖机能产生重大影响。
NO对动物生理机能的调节不仅仅局限于这4个部分，在医学上面的研究显示NO还有其他功能：NO可使支气管平滑肌舒张，明显改善哮喘等呼吸系统疾病，减缓治疗心血管疾病，并与神经系统疾病如脑血管痉挛及癫痫直接相关。
精氨酸作为多胺和NO的唯一前体，可提高氮代谢，血管生成和产乳量。补充精氨酸可增加奶牛的产奶量和羊生长激素的生成量，提高门静脉和肝静脉的流量，并刺激青春期前母羊黄体化激素的合成。Luther等研究发现，注射精氨酸盐酸盐可降低母羊的胚胎损失，对妊娠期限制营养的母羊可增加羔羊出生质量，并在多胎母羊中可提高胎羊成活率和出生均匀度。然而精氨酸要较好发挥功能，需要在饲料中的添加量为1%～2%，在饲料中精氨酸还与赖氨酸及组氨酸等产生颉颃作用，影响其他氨基酸作用的发挥。因此精氨酸在饲料中应用不具有经济上的可行性和优势。针对反刍动物，精氨酸在瘤胃内会快速降解，产生过量的氨态氮，影响氮元素的营养利用，并可能会导致血液中氨态氮浓度过高，影响奶牛健康与繁育。N-氨甲酰谷氨酸（NCG）是一种代谢方面稳定的N-乙酸谷氨酸的类似物，并且可激活尿素循环和精氨酸合成通路的限速酶氨甲酰磷酸合成酶-I。Chacher等研究发现NCG在瘤胃内降解率很低，并且对瘤胃发酵有相似的作用，因此，在反刍动物上NCG可被看作是可行的精氨酸替代物。Oba等已证实NCG可提高反刍动物肠道组织中鸟氨酸-尿素循环的活性，达到氨脱毒和通过提高自身的尿素循环促进瘤胃内菌体蛋白合成的目的。Bahram研究发现，奶牛饲粮中NCG添加量为20g/d时，可明显提高奶牛泌乳量（与对照组相比平均每头增加产奶量2.1kg/d），提高牛奶乳蛋白含量（与对照组相比可提高7.13%）和提高免疫球蛋白的含量，并可明显降低乳、血和尿液中的氨态氮，促进氨基酸代谢平衡。亚太兴牧（北京）科技有限公司正联合国内某知名科研院所开展NCG在反刍动物中的应用工作。初步结果显示NCG对奶牛产奶量提升和促进繁殖有很好的应用效果。
3 结论
NO对身体各个系统都有很好的生理功效，目前的研究主要侧重于对人体健康的方面，而对动物养殖方面研究很少，其很多作用机制和功效还要进一步探明。