Nitric oxid là một phân tử truyền tin dạng khí nhỏ, có vai trò kiểm soát thần kinh và nhịp của mạch máu ; được sinh ra bởi enzym nitric oxide synthase (NOS) từ L-arginin. NOS người tồn tại ở 3 dạng isoform đó là nNOS, iNOS và eNOS [14], [43], [51], [52].
+ nNOS: có ở các nơ-ron thần kinh trung ương và ngoại vi và 1 số tế bào khác, trong đó có các cấu trúc não tham gia vào đau nửa đầu: nơ-ron hạch bướm khẩu cái ; nơ-ron các nhân sinh ba. nNOS tham gia vào các hoạt động thần kinh như: tính mềm dẻo của synap ; điều biến áp lực máu trung tâm, giãn mạch thông qua dây nitrergic quanh mạch.
+ iNOS: có ở nhiều loại tế bào, tổng hợp một lượng lớn NO có tác dụng gây độc hại tế bào.
+ eNOS:ở cáctế bào nội mô, tham gia vào sự giãn mạch, ức chế sự bám dính và kết tập tiểu cầu, sự bám dính của bạch cầu và viêm mạch, kiểm soát sự tăng sinh nảy nở của cơ trơn mạch máu, kích thích tạo mạch và hoạt hóa các tế bào tiền thân nội mô.
Glycerin trinitrat (GTN) – chất sinh NO - từ đầu đã được nghiên cứu rộng rãi trong mô hình để thăm dò cơ chế đau nửa đầu, GTN gây đau đầu kéo dài giống đau nửa đầu ở bệnh nhân đau nửa đầu [51].
Trong đau nửa đầu, NO làmhoạt hóa dây hướng tâm sơ cấp màng não, kích thích tăng giải phóng CGRP và các chất dẫn truyền thần kinh từ dây hướng tâm này từ đó gây giãn mạch, viêm thần kinh và nhạy cảm ngoại vi. Tác dụng giãn mạch và những tác dụng khác của NO là vừa tác động trực tiếp và vừa thông qua trung gian CGRP. NO cũng tương tác với tế bào hình sao xung quanh và các tiểu thần kinh đệm, hoạt hóa iNOS và tiếp tục khuếch đại sự sản xuất và giải phóng NO, tiếp tục tương tác với CGRP. NO còn hoạt hóa tăng sinh giải phóng glutamat ở trung ương cũng như có tác động lên các kênh ion bằng cách điều biến kênh Na+
, K+, Ca2+1.1 [14], [51].
Từ những vai trò của NO và NOS trong đau nửa đầu có thể thấy nếu có thể ức chế được hoạt động của NO hoặc ức chế sản xuất NO thông qua ức chế enzym NOS thì có khả năng điều trị hiệu quả đau nửa đầu.