Azoto rūgštis (NO) yra maža molekulė, turinti dvigubą kovalentinį ryšį tarp azoto ir deguonies atomų. Jis gaminamas žmogaus organizme dviejų pakopų sintezės būdu iš aminorūgšties arginino, kurią katalizuoja fermentas azoto oksido sintazė (NOS). NOS yra trijų formų skirtinguose audiniuose. Labai reaktyvus NO gaminamas kaip atsakas į stresą ir yra citotoksinas ir citoprotekcinis agentas.
Laisvieji radikalai, azoto oksidas, turi toksinį poveikį šeimininko ir bakterijų ląstelėms. Jo gamybą epitelio ląstelėse kontroliuoja epitelio azoto oksido sintazė (eNOS). Azoto oksido sintazė jungiasi ląstelės membranoje iš citoplazmos pusės arba įvairių organelių membranose. Epitelio ląstelėse esantis NO padeda kontroliuoti kraujagyslių susitraukimą ir išsiplėtimą. eNOS įtvirtinimas ląstelės membranoje padeda ląstelei apriboti NO aktyvumą mažose vietose.
Indukuojamą azoto oksido sintazę (iNOS) organizmas naudoja skrandžio epitelio, krūties ir smegenų auglių ląstelių augimui sustabdyti. NO, pagamintas veikiant iNOS, išjungia energijos apykaitą, reaguodamas su ląstelės dezoksiribonukleino rūgštimi (DNR) ir galiausiai sunaikina ląstelę. Geri audiniai gali būti sužeisti kovojant su naviko ląstelių sunaikinimu. Taip pat NO, susintetintas su eNOS, kovoja su bakterijų ląstelių invazija, tuo pat metu be atrankos naikindamas aplinkines somatines ląsteles. Bet kurio tipo šeimininko ląstelių mirtis gali sukelti toksinį šoką, rimtą komplikaciją pacientams, kurių imuninė sistema susilpnėjusi.
Nervinėse ląstelėse ir aplink jas NO veikia kaip trumpalaikis signalo siųstuvas, lengvai sklindantis per membranas. Neuronų azoto oksido sintazė (nNOS) yra nuolat perdirbama, kad susidarytų NO, nes NO yra stabilus vos kelias sekundes, kol jį neutralizuoja vandens molekulės. Fermento ekspresiją reguliuoja kalcio jonų koncentracija. Manoma, kad NO dalyvauja paverčiant trumpalaikę atmintį į ilgalaikę atmintį per procesą, vadinamą ilgalaike potencija (LTP).
Azoto oksido sintazės inhibitoriai yra neuroprotekciniai, nes mažina laisvųjų radikalų NO prieinamumą. Šios klasės junginiai apima hidrofilinį vitaminą C ir hidrofobinį vitaminą E. Šios ir kitos molekulės buvo ištirtos, tikintis sulėtinti neurodegeneracines ligas, tokias kaip Parkinsono liga. Nuo 2010 m. tiesioginės sąsajos nebuvo įrodytos. Viena baimė yra ta, kad sumažėjus azoto oksido sintazės aktyvumui, neuronai gali būti apsaugoti, tačiau prisiminimai gali būti prarasti.