一氧化氮（NO）是一种气态自由基，在多种不同组织中起着细胞间和胞内信使的作用（39）。它是由L-精氨酸转化为L-瓜氨酸而不是由一种称为一氧化氮合成酶（NOS）的酶家族合成的自由基。在这个酶家族中有三个亚型：NOS1、NOS2和NOS3。NOS1和NOS3是钙依赖性的，而NOS2是在暴露于多种刺激如炎性细胞因子后表达的。NOS2或iNOS是一氧化氮合酶的诱导形式，其负责在组织中产生NO，例如半月板和关节软骨〔36, 37, 39，43, 44〕。一氧化氮是机械信号转导中的重要分子信使，其半衰期很短，小于10秒，此时分解为稳定的亚硝酸盐和硝酸盐〔7, 45〕。NO作为一种短作用的信号分子，需要一种快速作用的信号通路才能产生细胞反应。此外，NO应该只作用于附近的细胞和蛋白质。这种分子是如何产生的，以及它与细胞因子、细胞和组织的相互作用，对于确定它对关节软骨和半月板的影响非常重要。

骨关节炎和类风湿关节炎患者的滑液中没有发现高水平的一氧化氮[39，46]。骨关节炎软骨已被证明能自发产生NO。已经研究了健康关节软骨和半月板，以确定什么负荷和生化条件在细胞的一氧化氮产生中产生上调（7, 37, 38，40, 43, 45，44-49）。这些研究表明，软骨细胞和纤维软骨细胞都能自发产生NO，同时，动态压缩应变也能增加关节软骨和半月板组织中NO的产生。目前还不清楚什么水平的生理负荷和菌株产生有害的量。IL-1β和脂多糖（LPS）的刺激，激活iNOS的内毒素，也增加了半月板中NO，提示骨关节炎膝盖中的高水平可能是由于机械刺激之外的其他因素所致。

在半月板中，细胞因子在一氧化氮的上调中发挥重要作用。炎性介质IL-1ß、IL-17和TNFa都显示半月板外植体中NO的生成增加[36、37、40、41]。另一方面，透明质酸（HA）被证明可以抑制半月板中NO的生成[45]。HA是一种糖胺聚糖，经常注射到膝关节以减缓骨关节炎的进展。众所周知，HA能抑制关节软骨中糖胺聚糖的释放，延缓降解，减轻炎症。NG-单甲基-L-精氨酸（LNMA）是一种常用的一氧化氮合成酶抑制剂，在半月板细胞培养物中也有强烈抑制NO产生的作用[37 ]。曹等人的研究。（1998）显示半月板外植体在细胞因子刺激下不产生一氧化氮，如果只有成纤维细胞存在的话。然而，酶消化含有成纤维细胞和软骨细胞的新鲜半月板碎片，在细胞因子刺激下产生大量NO。这表明软骨细胞可能是半月板中一氧化氮的一大来源。由于关节软骨和半月板都含有软骨细胞，因此对关节软骨进行的任何研究都不能有助于了解半月板中NO的生成。

一氧化氮可降低细胞外基质合成，增加基质降解，导致细胞凋亡。曹等人。（1998）发现在半月板中，NO抑制胶原和蛋白多糖的合成[48]，但保护蛋白多糖免受IL-1的分解代谢作用[40]。一氧化氮也被认为会导致细胞外基质降解，因为其高浓度的骨关节炎关节。没有通过金属蛋白酶分解胶原蛋白和蛋白聚糖的作用[39]。基质降解也可能是纤维软骨细胞凋亡的结果。桥本等人。（1999）报告了骨关节炎膝关节中与高水平NO相关的凋亡细胞死亡的高发生率。这表明NO可能参与细胞凋亡，导致细胞钙化和细胞周围基质丢失[41]。

一氧化氮在半月板和关节软骨基质代谢中起重要作用。骨关节炎性膝关节组织中NO含量高，提示NO在组织炎症和基质降解中起一定作用。这种细胞信使是否主要由其他细胞因子或机械应激上调尚待确定。正常负荷时半月板中的NO含量也未知。为了更好地了解一氧化氮如何在半月板中介导基质代谢，不应在正常生理负荷和应变条件下测量NO产生。