一氧化氮起著信使分子的作用。當內皮要向肌肉發出放松指令以促進血液流通時，它就會產生一氧化氮分子，這些分子很小，能很容易地穿過細胞膜。血管周圍的平滑肌細胞接收信號后舒張，使血管擴張。在心血管中，一氧化氮對維持血管張力的恒定與調節血壓穩定起著重要作用。硝酸甘油治療心絞痛正是由于其在體內轉化成NO，擴張血管 。

    一氧化氮也能在神經系統的細胞中發揮作用，促進學習、記憶過程，并可調節腦血流。它對周圍神經末梢所起的作用，正是西地那非功能的基礎。大腦通過周圍神經發出信息，向會陰部的血管提供相應的一氧化氮，引起血管的擴張，增加血流量，從而增強勃起功能。在一些情況下，勃起無力是由于神經末梢產生的一氧化氮較少所致。西地那非能擴大一氧化氮的效能，從而增強勃起功能。

    免疫系統產生的一氧化氮分子，不僅能抗擊侵入人體的微生物，而且還能夠在一定程度上阻止癌細胞的繁殖，阻止腫瘤細胞擴散。NO起殺傷細菌、病毒、腫瘤細胞的作用。相關研究證明，當吸入性一氧化氮濃度達到100ppm至200ppm的劑量時，具有有效的抗菌作用，且沒有明顯的副作用。加拿大一些監管部門已經批準將其作為肺血管擴張劑用于治療新生兒疾病。

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