Kväveoxid (NO), en löslig gas, är en fysiologisk signalmolekyl som finns i människor och många andra ryggradsdjur. Endotelial kväveoxid produceras i slemhinnan i blodkärlen, där den påverkar blodtrycket genom att orsaka vasodilatation, vilket är en breddning av blodkärlen. Det påverkar också artärtillväxt och immunsvar. Minskad produktion eller tillgänglighet av endotelkväveoxid kännetecknar sjukdomar som åderförkalkning, där det bidrar till högt blodtryck, inflammation och ibland blodpropp.
Hela cirkulationssystemet, inklusive artärer, är fodrat med endotel som kontrollerar blodtrycket och fungerar som en selektivt permeabel barriär mellan det inre av blodkärlen och den yttre miljön. Nerver som reglerar endotelet frisätter signalsubstansen acetylkolin. Detta skickar en signal till endotelcellerna att göra NO. Kväveoxiden utlöser vasodilatation, slappnar av artärväggen och gör att blodtrycket i kärlet sjunker.
En central egenskap hos endoteldysfunktion är att blodkärlen inte kan vidgas helt. När endotelial kväveoxidproduktion eller frisättning försämras, följer vasokonstriktion när blodkärlet smalnar av. Detta orsakar i sin tur en ökning av blodtrycket. Utan de reglerande effekterna av kväveoxid sprider sig immunceller som leukocyter, vilket orsakar kronisk inflammation. Blodplättar, som reglerar blodkoagulationen, prolifererar också, börjar fästa vid endotelet och bildar en blodpropp som hindrar cirkulationen.
Fysiologiskt finns det många signaler som inducerar endotelial kväveoxidproduktion i friska celler. Hastigheten för blod som passerar genom artärer och vener tros vara den viktigaste. Fetmakomplikationer, högt blodtryck, höga kolesterolnivåer, genetiska sjukdomar och brist på motion bidrar alla till endotelial dysfunktion och till minskad produktion av kväveoxid. Motion och minskat intag av mättat fett ökar NO-produktionen. Aminosyran arginin är prekursormolekylen som NO görs av, så att äta mat som är rik på arginin, såsom bönor och kallvattenfisk, kan hjälpa till att öka NO-produktionen.
Fetter förhindras från att fastna på artärväggen av kväveoxid. Med höga nivåer av lågdensitetslipoprotein i blodomloppet transporteras kolesterol till artärernas väggar. Att minska nivåerna av kväveoxid gör att kolesterolet där kan fästa. Kolesterol som fäster vid kärlväggarna är en del av en kedjereaktion som orsakar skador på endotelet, vilket resulterar i bildandet av fibrösa plack som leder till åderförkalkning. Det orsakar också minskad produktion av endotelial kväveoxid.
Kväveoxid, i form av nitroglycerin, används för att behandla angina. Nitroglycerin som intas för att behandla hjärtsmärta omvandlas till NO i kroppen. Det vidgar venerna, vilket minskar hjärtarbetsbelastningen genom att minska mängden blod som återförs till hjärtat i varje hjärtcykel. Hjärtat har då mindre blod att pumpa.
Andra läkemedel stimulerar indirekt produktion och användning av kväveoxid. Penis erektion orsakas av signaler från kväveoxid för att vidga lokala blodkärl. Vissa läkemedel mot erektil dysfunktion kan öka signaleringen av kväveoxid till penisblodkärl så att de fungerar med en frisk, normal volym.