【详解】| 氢气的生物学作用 浏览:280 | 发布:2018/12/06 | 作者:孙学军 | 标签:
氢气作为生命起源过程中,原始大气的主要成分。一直被认为是生命演化的关键分子,许多细菌和某些低等动物含有氢化酶体,可消耗氢气提供能量,且人肠道内也存在着大量产氢细菌。这些现象和证据表明,氢气在机体内是可以发挥生物学作用的。具体有哪些作用呢?来看看孙学军教授的详细讲解吧!

孙学军:海军军医大学(第二军医大学)海军医学系海军航空医学教研室教授,博士生导师,中国医疗保健国际交流促进会常务理事、中国医疗保健国际交流促进会氢分子生物医学分会主任委员。长期从事气体生物学效应研究,在国内率先开展了氢气生物学效应研究,并受到国际同行的高度关注。

01氢气的选择性抗氧化作用
自由基是含有未成对电子的原子、原子团或分子,正常情况下是维持正常生命活动所必需的,但是异常增多的自由基会导致机体细胞的损伤。在正常生理状态下,体内自由基的产生和清除是一个动态平衡的过程。当氧化反应增强或抗氧化能力受损时,动态平衡被打破而向着氧化损伤的方向发展,即产生氧化应激。
氢气能够改善脏器缺血再灌注损伤,降低机体的氧化应激水平。除此之外,在神经退行性病变模型中,氢气也可以通过抑制氧化应激损伤来保护多巴胺神经元。
氢气除了直接与自由基发生中和反应外,还可以间接地作用于抗氧化系统,保护机体免遭氧化应激带来的损伤,如通过增加抗氧化酶的活性发挥抗氧化作用。
氢气通过直接或间接的作用发挥其选择性抗氧化作用,清除体内有害的自由基减轻机体损伤,这是目前公认的氢气发挥作用的最主要形式。


氢气的抗炎作用02
炎症是多种疾病的共同病理过程,炎症造成机体损伤的机制包括促进免疫系统的过度激活以及炎症因子的释放等。
氢分子作为一种无毒且高效的抗氧化剂,可以减少炎症因子的生成并增加抗炎因子的释放。
研究发现,氢气的抗炎作用除体现在抑制炎性细胞活性、减少炎性细胞外,还可以通过降低炎症反应中的重要因子 ONOO-而减轻炎症反应。
在发生典型炎症反应的脓毒症模型中,氢气可以有效改善盲肠结扎和穿刺、酵母多糖和脂多糖诱导的脓毒症小鼠和大鼠的存活及器官损伤。在大鼠肝移植缺血再灌注损伤模型中,吸入 2% 氢气 1 h 可激活核因子 κB(NF-κB)通路,显著降低白细胞介素 6、肿瘤坏死因子 α 等炎性细胞因子水平,保护大鼠免受缺血再灌注损伤。


03氢气的抗凋亡作用
细胞凋亡的发生有2 条途径,一是通过线粒体信号通路引起内源性刺激而发生凋亡,二是通过外源性刺激细胞膜表面的死亡受体而发生凋亡。
氢分子能够穿过细胞膜进入细胞,保护 DNA、蛋白质不被自由基破坏,维持正常的线粒体功能,从而阻止细胞凋亡。
研究发现,氢气可以通过抗凋亡作用促进轴突再生和神经功能恢复,改善脊髓损伤大鼠的运动功能。氢气还能够在体内和体外对抗肾小管细胞凋亡,保护肾功能。使用富氢细胞培养液培养施万细胞可以有效减少高糖诱导的氧化应激损伤和细胞凋亡。


氢气的其他作用04
氢气是一种有效、安全的辐射防护剂,可显著抑制电离辐射诱导的细胞凋亡,增加内源性抗氧化剂,缓解辐射引起的白细胞和血小板的耗竭。
氢气在治疗肿瘤疾病方面的潜力也引起了医学界的关注,研究显示富氢水可抑制肿瘤的生长和侵袭。氢气的抗辐射与抗肿瘤作用本质上也可以认为是其抗氧化作用的结果。

近年来氢气相关研究的范围不断扩大,氢气应用的模型从急性病到慢性病、从良性病到恶性病都有所涉及。此外,氢气应用的手段也在逐渐丰富,包括氢气吸入、氢水饮用、含氢溶液静脉注射或局部使用以及含氢透析液透析等。与此同时逐渐增多的临床研究也进一步证明,氢气在疾病治疗方面的重要作用和独特优势。因为研究者无法给出氢气发挥作用的直接证据,使氢气医学不能被普遍接受。但目前并没有证据否定氢气在大量研究中的显著效应,事实证明氢气是有效而且安全的。