Zobrazení zdroje stránky Oxid dusnatý

{{K rozšíření}}
{{Infobox - chemická sloučenina
| název = Oxid dusnatý
| obrázek = Nitric-oxide-3D-vdW.png
| velikost obrázku = 250px
| popisek obrázku = Kalotový model molekuly oxidu dusnatého
| systematický název = Oxid dusnatý<br>Monoxid dusíku
| triviální název =
| další názvy = Nitrogen(II) oxide
| sumární vzorec = NO
| molární hmotnost = 30,006 g/mol
| vzhled = bezbarvý plyn
| hustota = 1,3402 kg/m³ (plyn, 0 °C)
| teplota tání = −163,6 °C (109,6 K)
| teplota varu = −151,7 °C (121,5 K)
| rozpustnost ve vodě = 74 mg/l (25 °C)
| rozpustnost = rozpustný v [[ethanol]]u, [[síran železnatý|roztoku síranu železnatého]], [[sirouhlík]]u
| dipólový moment = 0,15 D
| GHS_symboly = {{GHS03}} {{GHS04}} {{GHS05}} {{GHS06}}
| H-věty = {{H-věta|270}} {{H-věta|280}} {{H-věta|314}} {{H-věta|330}}
| P-věty = {{P-věta|220}} {{P-věta|244}} {{P-věta|260}} {{P-věta|280}} {{P-věta|303+361+353}} {{P-věta|304+340}} {{P-věta|305+351+338}} {{P-věta|315}} {{P-věta|370+376}} {{P-věta|403}} {{P-věta|405}}
| NFPA_nebezpečnost = 0
| NFPA_hořlavost = 0
| NFPA_reaktivita = 0
| NFPA_specifické = OX
| registrační číslo CAS = 10102-43-9
}}

'''Oxid dusnatý''' (chemický vzorec '''NO''') je anorganická sloučenina, která se skládá z jednoho atomu [[dusík]]u a jednoho atomu [[kyslík]]u. Za standardních podmínek se jedná o bezbarvý, vysoce reaktivní plyn. Vzhledem k přítomnosti nepárového elektronu je oxid dusnatý [[radikál (chemie)|volným radikálem]].

Tato molekula hraje zásadní a dvojí roli. V [[biologie|biologii]] funguje jako klíčová [[signální molekula]] v tělech savců, včetně člověka, kde se podílí na regulaci [[krevní tlak|krevního tlaku]], přenosu nervových vzruchů a imunitní odpovědi. Zároveň je však významnou znečišťující látkou v [[atmosféra Země|atmosféře]], která přispívá ke vzniku [[kyselý déšť|kyselých dešťů]] a [[smog]]u, a také důležitým meziproduktem v [[chemický průmysl|chemickém průmyslu]], zejména při výrobě [[kyselina dusičná|kyseliny dusičné]].

== 📜 Historie a objev ==
Oxid dusnatý byl poprvé popsán anglickým chemikem a filozofem [[Joseph Priestley|Josephem Priestleym]] v roce [[1772]] jako "nitrous air" (dusíkatý vzduch). Priestley jej připravil reakcí [[měď]]i s kyselinou dusičnou a pozoroval jeho klíčovou vlastnost – okamžitou reakci se vzdušným kyslíkem za vzniku hnědého [[oxid dusičitý|oxidu dusičitého]] (NO₂).

Po staletí byl oxid dusnatý znám především jako toxický plyn a znečišťující látka. Jeho biologický význam zůstával zcela nepoznán až do 80. let 20. století. Zásadní průlom přišel s výzkumem amerických farmakologů [[Robert F. Furchgott|Roberta F. Furchgotta]], [[Louis Ignarro|Louise Ignarra]] a [[Ferid Murad|Ferida Murada]]. Furchgott v roce [[1980]] zjistil, že buňky [[endotel]]u (vnitřní výstelky cév) produkují neznámou látku, kterou nazval "endotelem odvozený relaxační faktor" (EDRF), jež způsobuje uvolnění (relaxaci) hladké svaloviny v cévní stěně a tím rozšíření cév ([[vasodilatace]]).

Nezávisle na něm Ferid Murad studoval, jak [[nitroglycerin]] a podobné látky ulevují od [[angina pectoris|anginy pectoris]], a zjistil, že jejich účinek je zprostředkován uvolněním oxidu dusnatého. V roce [[1986]] Louis Ignarro a Robert Furchgott (nezávisle na sobě) dospěli k závěru, že tajemný EDRF je ve skutečnosti právě oxid dusnatý. Tento objev zcela změnil pohled na fyziologii a medicínu. Za objasnění role oxidu dusnatého jako signální molekuly v kardiovaskulárním systému obdrželi Furchgott, Ignarro a Murad v roce [[1998]] [[Nobelova cena za fyziologii nebo lékařství|Nobelovu cenu za fyziologii nebo lékařství]].

== 🧪 Chemické a fyzikální vlastnosti ==
=== ⚛️ Struktura molekuly ===
Molekula oxidu dusnatého je [[diatomická molekula|diatomická]]. Vazba mezi atomem dusíku a kyslíku má řád 2,5, což z ní činí vazbu silnější než dvojná, ale slabší než trojná. Celkový počet valenčních elektronů je 11 (5 z dusíku, 6 z kyslíku), což znamená, že jedna z molekulových orbitalů obsahuje nepárový elektron. Tato skutečnost činí z oxidu dusnatého [[paramagnetismus|paramagnetickou]] látku a volný radikál, což je zdrojem jeho vysoké reaktivity. V pevném a kapalném stavu molekuly NO dimerizují za vzniku N₂O₂, ale tato vazba je velmi slabá.

=== 🌡️ Fyzikální vlastnosti ===
Za normálních podmínek je oxid dusnatý bezbarvý plyn, který je jen o málo hustší než vzduch. V kapalném stavu má modrou barvu. Je špatně rozpustný ve [[voda|vodě]], ale lépe se rozpouští v některých organických rozpouštědlech.

=== 🔄 Chemické reakce ===
Nejcharakterističtější reakcí oxidu dusnatého je jeho rychlá [[oxidace]] vzdušným kyslíkem na hnědý, jedovatý oxid dusičitý:
:2 NO + O₂ → 2 NO₂

Tato reakce je neobvyklá tím, že má zápornou teplotní závislost, což znamená, že její rychlost s rostoucí teplotou klesá.

Oxid dusnatý může působit jako [[ligand]] v komplexních sloučeninách, kde se váže na ionty přechodných kovů. Příkladem je reakce s roztokem [[síran železnatý|síranu železnatého]] za vzniku hnědého komplexu [Fe(H₂O)₅NO]SO₄, která se využívá jako důkazová reakce pro [[dusičnany]].

== 🧬 Biologický význam ==
Oxid dusnatý je v savčím těle syntetizován pomocí enzymů zvaných [[syntáza oxidu dusnatého]] (NOS) z [[aminokyselina|aminokyseliny]] [[L-arginin]]. Existují tři hlavní izoformy tohoto enzymu:
* '''Neuronální NOS (nNOS nebo NOS1):''' Nachází se v nervových buňkách.
* '''Inducibilní NOS (iNOS nebo NOS2):''' Produkována imunitními buňkami (např. [[makrofág]]y) po stimulaci [[cytokin]]y.
* '''Endoteliální NOS (eNOS nebo NOS3):''' Nachází se v endoteliálních buňkách cév.

=== 血管 Vasodilatace ===
Nejznámější funkcí NO je regulace cévního tonu. Endoteliální buňky produkují NO, který difunduje do sousedních buněk hladké svaloviny v cévní stěně. Zde aktivuje enzym [[guanylátcykláza]], což vede ke zvýšení produkce [[cyklický guanosinmonofosfát|cyklického guanosinmonofosfátu]] (cGMP). Zvýšená hladina cGMP spouští kaskádu reakcí, které vedou k relaxaci svalových buněk, rozšíření cévy (vasodilataci) a následnému poklesu krevního tlaku. Tento mechanismus je klíčový pro udržování zdravého krevního oběhu.

=== 🧠 Nervový systém ===
V [[nervový systém|nervovém systému]] funguje NO jako atypický [[neurotransmiter]]. Na rozdíl od klasických neurotransmiterů není skladován ve váčcích a uvolňován do [[synapse|synaptické štěrbiny]], ale je syntetizován "na požádání" a volně difunduje přes buněčné membrány. Podílí se na [[synaptická plasticita|synaptické plasticitě]], což je proces klíčový pro učení a [[paměť]]. Hraje roli i v regulaci spánku a vnímání bolesti.

=== 🛡️ Imunitní systém ===
Buňky [[imunitní systém|imunitního systému]], zejména makrofágy, produkují po aktivaci velké množství NO prostřednictvím iNOS. Tento oxid dusnatý je vysoce toxický pro [[bakterie]], [[parazit]]y a některé nádorové buňky. Působí jako součást nespecifické imunitní odpovědi a pomáhá tělu bojovat s infekcemi.

=== 🏃 Další fyziologické funkce ===
* '''Erekce:''' Relaxace hladké svaloviny v [[topořivé těleso|topořivých tělesech]] [[penis]]u, zprostředkovaná NO, je nezbytná pro [[erekce|erekci]].
* '''Trávicí systém:''' Reguluje [[peristaltika|peristaltiku]] a uvolňování svěračů.
* '''Dýchací systém:''' Podílí se na relaxaci hladké svaloviny v průduškách.

== ⚕️ Lékařské využití ==
Porozumění biologické roli NO vedlo k významným pokrokům v medicíně.

=== 🫁 Inhalační terapie ===
Inhalační podávání nízkých koncentrací oxidu dusnatého se používá jako selektivní plicní vazodilatátor. Je to život zachraňující léčba pro novorozence s perzistující plicní hypertenzí (PPHN) a používá se také u dospělých pacientů se [[syndrom akutní dechové tísně|syndromem akutní dechové tísně]] (ARDS) ke zlepšení okysličení krve.

=== ❤️ Kardiovaskulární medicína ===
Látky, které v těle uvolňují NO (tzv. donory NO), se používají již více než sto let. Nejznámějším příkladem je [[nitroglycerin]], který se používá k léčbě záchvatů anginy pectoris.

=== 💊 Farmakologie ===
Objev dráhy NO/cGMP vedl k vývoji léků, jako je [[sildenafil]] (Viagra), [[tadalafil]] (Cialis) a [[vardenafil]] (Levitra). Tyto léky neprodukují NO, ale blokují enzym [[fosfodiesteráza typu 5]] (PDE5), který odbourává cGMP. Tím prodlužují a zesilují účinek přirozeně produkovaného NO, což se využívá při léčbě [[erektilní dysfunkce]] a [[plicní hypertenze]].

== 🏭 Průmyslová výroba a využití ==
=== 🧪 Výroba ===
V průmyslovém měřítku je oxid dusnatý vyráběn především jako meziprodukt při výrobě kyseliny dusičné tzv. [[Ostwaldův proces|Ostwaldovým procesem]]. V prvním kroku tohoto procesu dochází ke katalytické oxidaci [[amoniak]]u (čpavku) na [[platina|platinovo]]-[[rhodium|rhodiovém]] katalyzátoru při vysokých teplotách (cca 850–950 °C).
:4 NH₃ + 5 O₂ → 4 NO + 6 H₂O

Vzniká také jako vedlejší produkt při spalování za vysokých teplot, například v [[spalovací motor|spalovacích motorech]] automobilů a v elektrárnách, kde reaguje atmosférický dusík a kyslík.

=== 🏭 Využití ===
Hlavním využitím oxidu dusnatého je jeho okamžitá další oxidace na oxid dusičitý, který následně reaguje s vodou za vzniku kyseliny dusičné. Kyselina dusičná je jednou z nejdůležitějších průmyslových chemikálií, používaná především k výrobě [[hnojivo|hnojiv]] (např. [[dusičnan amonný]]), [[výbušnina|výbušnin]] a [[polymer]]ů. V menší míře se NO používá v [[polovodič]]ovém průmyslu a jako laboratorní činidlo.

== 🌍 Vliv na životní prostředí ==
Oxid dusnatý, spolu s oxidem dusičitým, je souhrnně označován jako [[oxidy dusíku]] (NOₓ) a představuje významnou složku znečištění ovzduší.

=== 💨 Znečištění ovzduší ===
NOₓ vznikají při jakémkoliv spalování za vysokých teplot. Hlavními zdroji jsou [[doprava]] (automobily, letadla) a stacionární zdroje (elektrárny, teplárny). V atmosféře se NO rychle oxiduje na NO₂, který má charakteristickou hnědou barvu a je hlavní složkou fotochemického [[smog]]u. Dále reaguje s vodní párou za vzniku kyseliny dusičné, která je jednou z hlavních složek kyselých dešťů, poškozujících lesy, vodní ekosystémy a budovy.

===  Ozone Ozonová vrstva ===
V [[stratosféra|stratosféře]] se oxid dusnatý podílí na katalytickém rozkladu [[ozonová vrstva|ozonové vrstvy]]. Jeden cyklus reakcí vypadá následovně:
:NO + O₃ → NO₂ + O₂
:NO₂ + O → NO + O₂
Výsledkem je, že jedna molekula NO může zničit mnoho molekul [[ozon]]u, aniž by byla sama spotřebována. Hlavním zdrojem stratosférického NO je [[oxid dusný]] (N₂O), který je stabilní v troposféře, ale ve stratosféře se fotochemicky rozkládá.

== 💡 Pro laiky ==
* '''Co je to?''' Oxid dusnatý je jednoduchý plyn složený z jednoho atomu dusíku a jednoho atomu kyslíku. Je to vlastně [[radikál (chemie)|radikál]], což ho činí velmi reaktivním.
* '''Proč je důležitý v těle?''' V našem těle funguje jako malý poslíček. Říká cévám, aby se uvolnily a rozšířily, což pomáhá regulovat krevní tlak. Také pomáhá buňkám imunitního systému bojovat proti bakteriím a mozkovým buňkám komunikovat mezi sebou. Je to základní molekula pro mnoho životních procesů.
* '''Je nebezpečný?''' Ano, ve velkém množství a v ovzduší je to škodlivina. Pochází z výfuků aut a komínů elektráren a způsobuje smog a kyselé deště. Vdechování vysokých koncentrací je toxické.
* '''K čemu se používá?''' Lékaři ho používají v nízkých koncentracích jako vdechovaný lék na pomoc novorozencům s vážnými dýchacími problémy. Je to také klíčová látka, jejíž účinek napodobují léky na srdce (jako [[nitroglycerin]]) a na [[erektilní dysfunkce|erektilní dysfunkci]] (jako Viagra). V průmyslu je to hlavní meziprodukt pro výrobu kyseliny dusičné, ze které se dělají například hnojiva.

{{DEFAULTSORT:Oxid dusnaty}}
{{Aktualizováno|datum=20.12.2025}}
[[Kategorie:Oxidy dusíku]]
[[Kategorie:Plyny]]
[[Kategorie:Signální molekuly]]
[[Kategorie:Neurotransmitery]]
[[Kategorie:Znečišťující látky]]
[[Kategorie:Anorganické sloučeniny]]
[[Kategorie:Vytvořeno Gemini 2.5 Pro]]