Dušikov oksid (NO), topen plin, je fiziološka signalna molekula, ki jo najdemo pri ljudeh in mnogih drugih vretenčarjih. Endotelijski dušikov oksid nastaja v sluznici krvnih žil, kjer vpliva na krvni tlak tako, da povzroči vazodilatacijo, kar je širjenje krvnih žil. Prav tako vpliva na rast arterij in imunski odziv. Zmanjšana proizvodnja ali razpoložljivost endotelnega dušikovega oksida je značilna za bolezni, kot je ateroskleroza, kjer prispeva k visokemu krvnemu tlaku, vnetju in včasih strjevanju krvi.
Celoten cirkulacijski sistem, vključno z arterijami, je obložen z endotelijem, ki uravnava krvni tlak in služi kot selektivno prepustna pregrada med notranjostjo krvnih žil in zunanjim okoljem. Živci, ki uravnavajo endotelij, sproščajo nevrotransmiter acetilholin. To pošlje signal endotelijskim celicam, da proizvedejo NO. Dušikov oksid sproži vazodilatacijo, sprošča arterijsko steno in povzroči padec krvnega tlaka v žili.
Osrednja značilnost endotelijske disfunkcije je, da se krvne žile ne razširijo v celoti. Ko je proizvodnja ali sproščanje endotelnega dušikovega oksida motena, sledi vazokonstrikcija, ko se krvna žila zoži. To posledično povzroči zvišanje krvnega tlaka. Brez regulacijskih učinkov dušikovega oksida se imunske celice, kot so levkociti, razmnožujejo, kar povzroča kronično vnetje. Trombociti, ki uravnavajo koagulacijo krvi, se tudi razmnožijo, se začnejo oprijemati endotelija in tvorijo krvni strdek, ki ovira cirkulacijo.
Fiziološko obstaja veliko signalov, ki inducirajo endotelijsko proizvodnjo dušikovega oksida v zdravih celicah. Hitrost krvi, ki prehaja skozi arterije in vene, naj bi bila najpomembnejša. Zapleti debelosti, hipertenzija, visoka raven holesterola, genetske bolezni in pomanjkanje vadbe prispevajo k disfunkciji endotelija in zmanjšani proizvodnji dušikovega oksida. Vadba in zmanjšan vnos nasičenih maščob povečata proizvodnjo NO. Aminokislina arginin je predhodna molekula, iz katere je izdelan NO, zato lahko uživanje hrane, bogate z argininom, kot so fižol in hladnovodne ribe, pomaga povečati proizvodnjo NO.
Dušikov oksid preprečuje, da bi se maščobe prilepile na arterijsko steno. Z visoko vsebnostjo lipoproteinov nizke gostote v krvnem obtoku se holesterol prenaša na stene arterij. Zmanjšanje ravni dušikovega oksida omogoča, da se holesterol tam oprime. Holesterol, ki se oprime žilnih sten, je del verižne reakcije, ki povzroči poškodbe endotelija, kar povzroči nastanek fibroznih plakov, ki vodijo v aterosklerozo. Povzroča tudi zmanjšano proizvodnjo endotelijskega dušikovega oksida.
Dušikov oksid v obliki nitroglicerina se uporablja za zdravljenje angine. Nitroglicerin, ki ga zaužijemo za zdravljenje srčnih bolečin, se v telesu pretvori v NO. Razširi žile in zmanjša obremenitev srca z zmanjšanjem količine krvi, ki se vrne v srce v vsakem srčnem ciklu. Srce ima takrat manj krvi za črpanje.
Druga zdravila posredno spodbujajo proizvodnjo in uporabo dušikovega oksida. Erekcijo penisa povzročajo signali dušikovega oksida za razširitev lokalnih krvnih žil. Nekatera zdravila za erektilno disfunkcijo lahko povečajo signalizacijo z dušikovim oksidom v krvne žile penisa, tako da delujejo pri zdravem, normalnem volumnu.