Acidul azotic (NO) este o moleculă mică cu o dublă legătură covalentă între atomii de azot și oxigen. Este produsă în corpul uman printr-o sinteză în două etape din aminoacidul arginină, catalizată de enzima oxid nitric sintază (NOS). NOS este prezent în trei forme în țesuturi diferite. NOul foarte reactiv este produs ca răspuns la stres și este atât o citotoxină, cât și un agent citoprotector.
Un radical liber, oxidul nitric are efecte toxice asupra celulelor gazdă și bacteriene. Producția sa în celulele epiteliale este controlată de sintaza epitelială de oxid nitric (eNOS). Oxid nitric sintaza se leagă în membrana celulei pe partea citoplasmei sau în membranele diferitelor organite. NO din celulele epiteliale este esențial în controlul contracției și dilatației vasculare. Ancorarea eNOS în membrana celulară ajută celula să restrângă activitatea NO la locuri mici.
Sintaza de oxid nitric inductibil (iNOS) este folosită de organism pentru a opri creșterea celulelor în tumorile epiteliale gastrice, mamare și cerebrale. NO produs prin acțiunea iNOS dezactivează metabolismul energetic prin reacția cu acidul dezoxiribonucleic (ADN) al celulei și în cele din urmă ucide celula. Un țesut bun poate fi rănit în lupta pentru uciderea celulelor tumorale. De asemenea, NO sintetizat cu eNOS luptă împotriva invaziei celulelor bacteriene în timp ce ucide fără discernământ celulele somatice din jur. Oricare tip de moarte a celulei gazdă poate duce la șoc toxic, o complicație gravă pentru pacienții cu sistemul imunitar compromis.
În și în jurul celulelor nervoase, NO acționează ca un transmițător de semnal pe termen scurt, difuzând ușor prin membrane. Sintaza oxidului nitric neuronal (nNOS) este reciclată continuu pentru a produce NO, deoarece NO este stabil pentru câteva secunde înainte de a fi neutralizat de moleculele de apă. Expresia enzimei este reglată de concentrația ionilor de calciu. Se crede că NO este implicat în conversia memoriei pe termen scurt în memoria pe termen lung printr-un proces numit potențare pe termen lung (LTP).
Inhibitorii sintetazei de oxid nitric sunt neuroprotectori, deoarece reduc disponibilitatea radicalului liber NO. Compușii din această clasă includ vitamina C hidrofilă și vitamina E hidrofobă. Acestea și alte molecule au fost investigate cu speranța de a încetini condițiile neurodegenerative precum boala Parkinson. Din 2010, legăturile directe nu au fost demonstrate. O teamă este că prin scăderea activității oxidului nitric sintetazei, neuronii pot fi protejați, dar amintirile se pot pierde.