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关于氢气效应基础研究的思考

这是我2018年前关于氢气基础研究的一些想法。基本的思路是寻找氢气效应的分子基础。我们只确定了氢气能产生疾病改善作用,还无法确定氢气的生理作用,就是对生命过程的基础作用,或者没有氢气会不会影响细胞功能。要回答氢气效应的基本问题,我们需要搞明白氢气进入身体内发生了那些变化,是不是需要分裂成氢原子才能发挥作用。不过身体内本身并不缺乏氢原子,例如线粒体内最基本的生化过程就是传递电子或氢原子,氢气补充电子或氢原子似乎多此一举。但是氢气作为一种气体分子,发挥作用的过程完全可以通过氢原子实现。基于这种考虑,我认为需要开展如下这些研究。
 

一、氢气体内代谢研究。
 

线粒体复合物I作为氢气代谢酶的后裔,值得进行功能性研究。真核细胞内也存在氢化酶同源的铁硫蛋白,也可能具有代谢氢气的可能。
 

50年前美国通用电气公司的学者曾经进行过氢氚同位素动物吸入和体外组织学试验,发现动物细胞可能具有固定氚的作用,其实是提示氢气能被细胞分裂的可能。20多年前国外曾经有采用同位素标记氢气吸入方法研究,认为高等动物不能分解氢气。山东淄博某中学杜老师也进行过同位素标记,但没有获得特别确定性有价值的数据。2014年英国学者采用氘气腹腔注射,然后对血液内氘水浓度的分析发现,氘气变成氘水的比例非常高,达到10%左右,考虑到氘在体内以气体方式存在的时间非常短,这种被化学改变的比例十分惊人。应该进行重复研究确认,如果真的如此,应该对氢气可生物利用进行再认识再评价。

二、氢气代谢后分布。最近看到《科学》有报道采用氘水标记后进行创新图像分析作为生化分子代谢的工具,这其实也可以作为用氘标记氢气代谢分布规律的研究,为增加分辨效率,可以采用反复标记的方法。用细胞学研究可以进行亚细胞部位的分析,或许能提供氢气代谢的重要线索。
 

三、氢气效应分析需要重点考虑的问题。
 

(一)非结合活性。氢气的无空间结构,分子体积小,可能导致这种分子不可能发挥传统生物大分子的受体样作用模式。
 

(二)非化学活性。没有毒性效应意味着氢气产生作用的方式和浓度关系不大,这也许是一种误解,但至少目前没有发现非常明显的剂量效应关系。
 

(三)非生理作用。正常的生理条件下,氢气似乎表现为效应钝化的现象,就是正常人对氢气的作用不敏感,越是疾病状态,尤其是存在明显的氧化损伤和炎症的情况下,氢气的抗损伤效果越明显。
 

这些特征放一起,一方面说明氢气效应的奇特,另一方面也表现出氢气效应的不可理解性。弄清楚这些现象的真实性可靠性或现象背后的道理,对氢气医学研究将是突破性,也许就是一种完全新的生物效应模式。
 

氢气的稳态调节作用,尤其是氧化还原稳态调节作用,本身不具有特别强的还原作用,但能让生物氧化还原反应更容易发生,这比较类似于催化活性。氢气可否作为特殊的生物化学反应催化剂产生效应,其中一部分也参与了化学反应,但贡献度不大,主要的作用是生物催化,类似辅酶的辅酶。
 

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