Per trent'anni l'ipotesi non-enzimatica dei nitrosotioli e in particolare del coinvolgimento della L-cisteina è stata la più accreditata. Virtualmente tutte le reazioni non enzimatiche tra la GTN e i tioli, dotati di proprietà riducenti, dovrebbero produrre 1,2e 1,3-gliceril dinitrato (1,2-GDN e 1,3-GDN) e nitrito inorganico in quantità stechiometriche.Nel 1981, Ignarro e colleghi dimostrarono che la sGC di arterie bovine veniva attivata dai nitrati organici solo in presenza di cisteina o strutture tioliche. Gli autori accertarono che gli S-nitrosotioli fossero coinvolti come intermedi nell'attivazione . Successivamente si dimostrò che tutti i derivati tiolici a pH fisiologico sono in grado di interagire con i nitrati per dare rispettivamente disolfuri e nitriti, ma che solo specifici tioli sono in grado di promuovere l'attivazione NO-dipendente della sGC purificata, e quindi in assenza di tessuto, da parte della GTN (Noak et al., 1991). Tali tioli sono la cisteina, il suo analogo N-acetilico, l'acido tiosalicilico e l'acido 3-mercaptopicolinico (Feelisch et al., 1987;Feelisch, 1991). Queste molecole presentano una caratteristica strutturale comune, ossia un gruppo tiolico separato tramite una catena a due atomi di carbonio da una funzione carbonilica.Il meccanismo proposto prevede un attacco nucleofilo da parte di un anione tiolato sull'atomo di azoto della funzione esterea con conseguente formazione di un tionitrato (Figura 6, Eq. 1), che può reagire con un altro gruppo tiolato (Figura 6, Eq. 2) per dare nitrito e disolfuro.RONO 2 R'S- ROH R'SNO 2 R'SNO 2 R'S- R'SSR' NO 2 R'SNO 2 NO NO R' S NO O R' S O O NO R' S NO O R' S O R' S NO O R' S S O R' O R' S S R' O O H + + + Eq. 1 Eq. 2 + + - Eq. 3Eq. 4 + + + Figura 6. Cascata di reazioni tra i nitrati organici e i tioli che porta alla liberazione di NO.La formazione di NO può essere spiegata tramite la trasposizione dell'R'-tionitrato a R'-sulfenilnitrito con successivo riarrangiamento a derivato nitrososulfinico (Figura 6, Eq. 3). Quest'ultimo composto è instabile e si decompone con scissione omolitica a NO e radicali sulfinici. La ricombinazione di questi radicali forma di-R'-vic-disolfossido che per riarrangiamento dà tiosolfonato (Figura 6, Eq. 4). La sequenza delle trasposizioni riportate nell'Eq. 3 (Figura 6) può essere favorita da un gruppo carbonilico avente orientazione appropriata rispetto all'atomo di zolfo e questo si verifica solo in strutture come la L-cisteina e in composti ad essa correlati. Tuttavia, dal momento che sono necessarie concentrazioni molto elevate di L-cisteina (Figura 7a) e di trinitroglicerina per attivare significativamente la sGC, la rilevanza di questa reazione in vivo è discutibile. Il ruolo preciso dell'interazione tra i tioli e i nitrati organici non è chiaro, ma la loro presenza sembra necessaria. I dati sperimentali disponibili mostrano infatti l'importanza in vivo del glutatione (GSH) (Figura 7b). La sua deplezione intracellulare attenua gli effetti di GTN sia in vitro (Wheatley et al., 1994) che in vivo (Boesgaard et al., 1993a). Questo tiolo endogeno potrebbe dunque agire come cofattore in un processo enzimatico di conversione dei nitrati organici a NO.In conclusione, i dati sperimentali ottenuti dimostrano il coinvolgimento dei tioli:-come cofattori in varie vie enzimatiche e non, che portano al metabolismo dei nitrati organici sia a specie vasoattive che vasoinattive;-come specie attive sullo stesso NO, prevenendone l'inattivazione da parte di specie reattive dell'ossigeno, dando addotti potenti e più stabili quali gli S-nitrosotioli o dando altre forme di immagazzinamento Stamler et al., 1992);-come attivatori diretti della sGC;-come antiossidanti (Aroma et al., 1989;Ceconi et al., 1988).Nel 2007, Kollau e i suoi collaboratori (Kollau et al., 2007) hanno scoperto che l'ascorbato (Figura 7c) o gli intermedi reattivi della sua auto-ossidazione reagiscono con GTN liberando NO o molecole bioequivalenti che attivano la sGC. Sebbene la lentezza della cinetica di reazione e la scarsa efficienza in termini di formazione di cGMP abbiano messo in discussione la rilevanza di questa reazione, è stato scoperto che l'ascorbato previene lo sviluppo di tolleranza ai nitrati nel ratto e nell'uomo e che la sua assenza induce tolleranza nelle cavie (Wölkart et al., 2008). Pertanto, al momento, il contributo della reazione con ascorbato nella bioattivazione di GTN a livello dei vasi sanguigni  non può essere del tutto escluso.