对氢气分子的四大生物学作用机制总结

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对氢气分子的四大生物学作用机制总结

年,Ohsawa 等通过建立大鼠脑缺血再灌注模型首次发现氢气具有选择性中和氧自由基的功能。

在抗氧化作用的基础上有学者提出氢气可能在缓解炎症反应、抑制癌细胞生长、减轻电离辐射

损伤等方面有一定作用。本综述对氢气分子的四大生物学作用机制进行了归纳整理,以期全面系

统地认识氢气的生物学机制。

1 、氢气传统的生物学应用。

氢是世界上分子量最小、最丰富的元素,约占整个宇宙质量的 90%。氢气是一种无色无味的双

原子气体,氢气密度小,在标准大气压下密度仅为 0.0899 g/L,难溶于水比热大,扩散速度快。氢气

的化学性质活泼,无毒无害具有可燃性。氢气还具备一定的还原性,能与氧化剂发生反应,但其还

原能力较弱。

氢气作为潜水呼吸的递质性气体,具有资源丰富、价格低廉、呼吸阻力小等特点,因而被认为是

中等深度或大深度潜水的理想递质,广泛运用于潜水领域。人们发现氢气在体内可由肠道细菌发

酵代谢产生,当胃肠道功能障碍时,由于过多的碳水化合物未经吸收就到达结肠,使肠道细菌发酵

产氢增加,进入血液的氢气可经循环系统到达肺部呼出。有学者通过检查患者呼出气体中氢气浓

度的变化来检测胃肠道功能,首次建立了氢呼气试验。HBT 作为一种无创性的胃肠动力检测方

法可运用于乳糖(蔗糖)吸收不良、小肠细菌过度生长、胃排空障碍、小肠传递时间等一系列胃

肠道功能状态的判断。此外,氢气可以有效地抑制高压神经综合征高压氢气还具有麻醉作用。

2 、氢气现代的生物学应用。

氢气的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,包括·OH、等,他们是维持

正常生命所必需的物质,自由基反应是能量代谢的基础,部分自由基还是细胞内重要信号分子,也

是生物大分子、细胞的危险杀手。正常生理状态下,体内自由基不断产生又不断被清除,达到一

个动态平衡。当氧化反应增强和/或抗氧化能力受损时,氧化还原反应的动态平衡遭到破坏而向

着有利于氧化损伤的方向发展,即产生氧化应激。氧自由基占体内自由基的绝大多数,可导致脂

质、蛋白、DNA 和的氧化损伤,引起致生理机能紊乱和细胞形态的损害。

近几年国内外研究发现氢气可作为一种还原性气体参与中和体内的氧自由基,并且选择性中和

·OH、而不影响其他介导正常生理过程的ROS,如、等。

等通过建立因缺血再灌注而引起强烈氧化应激的脑部损伤大鼠模型,让实验鼠吸入 2%的氢气,结

果显示脑部氧化应激水平显著降低,I/R 损伤得到缓解。该项研究证明氢气可中和体内毒性大的

氧自由基如·OH 和而对其他氧自由基没有影响。因此认为,选择性抗氧化作用是氢气治疗脑I/R

损伤的基础。Fukuda 等通过夹闭肝左叶和左中叶血供,建立大鼠肝I/R 模型,吸入 1%~4%的含氢

气体,发现氢气可以有效抑制肝细胞凋亡,同时检测到血清中谷丙转氨酶和丙二醛

(malondialdehyde,MDA)均有所下降。继氢气在脑、肝脏缺血再灌注研究之后,Hayashida 等将离

体心脏放入100%氢气的环境中40min,结果表明氢气可以迅速扩散到缺血心肌中,减小心肌梗死

坏死的面积,从而防止有害的心室重构,促进心室功能的恢复。此后又有肠、肺、睾丸等I/R 模型

出现,这些实验均在一定程度上证明氢气的抗氧化效应。

近年来越来越多的研究提示氢气在治疗神经系统疾病上可能具有一定效果。Fu 等通过纹状体内

注射建立帕金森大鼠模型,立体定位前后分别给予半饱和富氢水观察大鼠帕金森病是否得到改

善。结果显示,氢气可减少多巴胺能细胞的损失。进一步研究发现,氢气是缓解引起的氧化应激

损伤来保护多巴胺能神经元,而不是直接与起作用。Li 等通过脑室内注射 β样淀粉蛋白建立大鼠

阿尔茨海默病模型,连续腹腔注射氢水 14d,观察脑组织氧化应激情况,结果显示 MDA、和 α指标

显著下降,同时水迷宫测试证明大鼠记忆、运动功能明显改善。

等在其他神经损伤方面也做了尝试,研究者在眼球表面滴饱和含氢水,可缓解视网膜损伤引起的

脂质过氧化和 DNA 的氧化反应,而且能够抑制炎症细胞的激活。

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摘要：

对氢气分子的四大生物学作用机制总结年,Ohsawa等通过建立大鼠脑缺血再灌注模型首次发现氢气具有选择性中和氧自由基的功能。在抗氧化作用的基础上有学者提出氢气可能在缓解炎症反应、抑制癌细胞生长、减轻电离辐射损伤等方面有一定作用。本综述对氢气分子的四大生物学作用机制进行了归纳整理,以期全面系统地认识氢气的生物学机制。1、氢气传统的生物学应用。氢是世界上分子量最小、最丰富的元素,约占整个宇宙质量的90%。氢气是一种无色无味的双原子气体,氢气密度小,在标准大气压下密度仅为0.0899g/L,难溶于水比热大,扩散速度快。氢气的化学性质活泼,无毒无害具有可燃性。氢气还具备一定的还原性,能与氧化剂发生反应,...

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