氢科学

氢的作用机理和特性

发布日期:2023-02-26 浏览次数(

衰老疾病源头—有害自由基

自由基是指带有未成对电子的原子、分子或离子,是人体正常的代谢产物,生理情况下体内自由基处于不断产生与清除的动态平衡中。然而内外环境影响下,自由基过多、过少均会给机体造成不利影响。

人体内的自由基 95%以上属于氧自由基,包括O2·-(超氧阴离子自由基 )、H2O2 (过氧化氢 )、·OH(羟基自由基 )等,这些物质具有比分子氧活泼的化学反应性统称为活性氧(reactive oxygen specie ROS)。ROS可以非选择性地与核酸、脂质及蛋白质反应,是导致细胞氧化损伤的主要介质。

体内氧化与抗氧化作用失衡,产生大量氧化中间产物的状态,称为氧化应激。

氧化应激本身也属于生理信号发挥调节作用,如O2·-和 H2O2 在生理浓度下具有重要的功能意义,但缺血缺氧或炎症状态时体内会产生大量有害ROS,其中·OH氧化性最强,被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素,而目前机体内未发现能特异清除·OH的生物酶。

理想抗氧化剂要既能缓解过度氧化应激,又不干扰机体氧化应激的稳定。传统抗氧化剂或内源性抗氧化剂诱导剂所需的治疗剂量往往在所需的水平上表现出高毒性,从而限制了其使用在预防治疗氧化应激相关疾病的应用。

选择性中和·OH的物质抗氧化损伤具有更重要的意义。

为什么非“氢”不可

1、高选择性

选择性清除自由基

2007年,日本科学家Ohsawa在《Nature Medicine》发表文章报道分子氢对脑梗塞大鼠模型有惊人治疗效果,还证明氢特异性清除毒性羟基自由基和过氧亚硝酸盐,但不会清除有用的过氧化氢或超氧化物氢分子。氢不仅抑制缺血再灌注的早期损伤,同时也能抑制其进展性损伤。

H2优于其他抗氧化剂,因为它可以选择性地降低-OH自由基,同时保留其他用于正常细胞信号转导的重要自由基。

激活内源性抗氧化系统

细胞受到刺激或者伤害,产生过量的自由基,细胞内部启动一系列的反应来清除多余自由基,称为内源性抗氧化。

大量的研究报道证实,NRF2(核因子E2相关因子2) 是目前已知的最重要的氧化损伤调控枢纽,可以激活细胞防御化学反应,氢气可以调节 NRF2 的转录和线粒体的能量平衡来发挥抗氧化作用,增强细胞对抗损伤的能力。

2、高扩散性

氢具有高度扩散性,很容易穿过脂质细胞膜,迅速地到达机体任意部位。

氢气容易进入亚细胞室,如线粒体和细胞核,ROS产生和DNA损伤的主要部位,有效从源头清除?OH,保护细胞核内的遗传物质减少?OH的攻击。

氢气不同于其他大分子物质或者药物,可以轻松穿过血脑屏障(BBB),迅速进入脑部血管组织,发挥抗炎抗氧化抗凋亡作用。

氢气分子小,穿透性极强,弥散作用下通过皮肤、粘膜即可进入人体组织器官和各种细胞。

3、高安全性

目前的科学研究证明,氢分子对人体无毒无副作用:

1.氢气是人体肠道大肠杆菌的代谢产物,是人体内源性气体。

2.应用于潜水领域,已经有几十年的历史。

3.中国、美国、日本、欧盟等已经把氢气用于食品添加剂。

4.氢气和体内氧自由基中和产生水,能被排出体外。

许多研究表明,H2干预调节体内或体外炎性细胞因子,清除自由基,减轻细胞凋亡损伤,对多种急性慢性炎症、代谢性紊乱损伤等多种身体不适症状缓解都有极大益处。

参考文献:

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部分内容来源于《氢医学趣谈》

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