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氢气是特殊的生物催化剂!

2007年,日本学者发现微量氢气生物学效应,主要是发现氢气能减少氧化损伤,改善动物脑缺血再灌注损伤。这一发现引起国际学者的广泛关注,并随后开展了大量相关研究,证明氢气不仅能减少氧化损伤,也是非常理想的抗炎症物质。先后有研究证明氢气对多种急性和慢性疾病具有改善作用。但是,至今没有找到氢气发挥作用的分子靶点,这已经成为限制氢气医学深入研究的制约因素。有学者认为,氢气结构十分简单,没有与特定分子结合的基础,因此不可能存在氢受体这样的可能。不过氧气分子和氢气分子情况类似,人们同样发现在细胞内存在氧气的特定结合部位。当然血红素就是最常见的氧气结合分子。氢气作为一种生物分子,自然界一定有结合氢气的方法和方式,这应该是毋庸置疑的。我们没有发现,不等于不存在。氢气具有如此广泛的生物学效应,一定存在其特定的化学基础。我今天提出一种假说,氢气或许是一种生化反应催化剂。

一、氢气本身是结构稳定的分子,例如和氧气反应就需要浓度为条件,当然如果存在特定催化剂,例如铂催化情况下,氢气和氧气反应就非常容易。其实催化和被催化本质上都是化学反应。氢气与其它物质反应需要催化,氢气本身也可以作为催化剂参与一些化学过程。

二、氢气是典型的生物分子,生物能制造氢气,也能利用氢气。过去对高等生物利用氢气的情况不了解,随着研究的深入,人们开始认识到,高等生物如植物和哺乳动物细胞也具有大量代谢氢气的作用,这种代谢的级别可能会影响到能量供应的程度,这需要引起我们特别的重视,因为这意味着氢气参与代谢的地位是非常高的。

三、氢气作为一种结构非常简单的分子,能进入许多分子内部,由于氢气具有一定还原性,在充满氧化还原过程的细胞生化代谢过程中,氢气可能会发挥催化和负催化的效应,干扰生化反应速度,发挥生物学效应。从目前获得的研究证据看,氢气似乎是一种能量代谢促进剂,能激活线粒体代谢,这提示氢气具有提高代谢速度的潜力。也有研究提示,氢气具有抗衰老作用,这似乎提示氢气是一种能量代谢抑制剂,因为许多抗衰老都存在能量代谢速度下降的趋势。

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