Dušikova kislina (NO) je majhna molekula z dvojno kovalentno vezjo med atomi dušika in kisika. Proizvaja se v človeškem telesu z dvostopenjsko sintezo iz aminokisline arginin, ki jo katalizira encim sintaza dušikovega oksida (NOS). NOS je prisoten v treh oblikah v različnih tkivih. Zelo reaktivni NO nastane kot odziv na stres in je tako citotoksin kot citoprotektivno sredstvo.
Prosti radikal, dušikov oksid, ima toksične učinke na gostiteljske in bakterijske celice. Njegovo proizvodnjo v epitelijskih celicah nadzira epitelna sintaza dušikovega oksida (eNOS). Sintaza dušikovega oksida je vezana v celični membrani na strani citoplazme ali v membranah različnih organelov. NO v epitelijskih celicah je pomemben pri nadzoru krčenja in širjenja žil. Zasidranje eNOS v celično membrano pomaga celici omejiti aktivnost NO na majhna mesta.
Inducibilno sintazo dušikovega oksida (iNOS) telo uporablja za zaustavitev rasti celic v želodčnem epiteliju, tumorjih dojk in možganov. NO, ki nastane z delovanjem iNOS, onemogoča energetski metabolizem z reakcijo s celično deoksiribonukleinsko kislino (DNK) in na koncu celico ubije. Dobro tkivo se lahko poškoduje v boju za ubijanje tumorskih celic. Prav tako se NO, sintetiziran z eNOS, bori proti invaziji bakterijskih celic, medtem ko neselektivno ubija okoliške somatske celice. Vsaka vrsta smrti gostiteljske celice lahko povzroči toksični šok, ki je resen zaplet za bolnike z oslabljenim imunskim sistemom.
V in okoli živčnih celic NO deluje kot kratkotrajni oddajnik signala, ki se zlahka razprši po membranah. Nevronska sintaza dušikovega oksida (nNOS) se nenehno reciklira, da nastane NO, saj je NO stabilen le nekaj sekund, preden ga nevtralizirajo molekule vode. Ekspresijo encima uravnava koncentracija kalcijevih ionov. Verjame se, da je NO vključen v pretvorbo kratkoročnega spomina v dolgoročni s postopkom, imenovanim dolgoročno potenciranje (LTP).
Inhibitorji sintaze dušikovega oksida so nevroprotektivni, saj zmanjšujejo razpoložljivost prostega radikala NO. Spojine v tem razredu vključujejo hidrofilni vitamin C in hidrofobni vitamin E. Te in druge molekule so raziskali z upanjem, da bodo upočasnili nevrodegenerativne bolezni, kot je Parkinsonova bolezen. Od leta 2010 neposredne povezave niso bile dokazane. Eden od strahov je, da se lahko z zmanjšanjem aktivnosti sintaze dušikovega oksida zaščitijo nevroni, vendar se lahko izgubijo spomini.