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氫氣知識

氫氣與其他信號氣體的比較

發布時間:2017-05-06 瀏覽次數:次 字號:  【關閉】
近幾十年來,我們對氣體分子的了解越來越深入,包括硫化氫、一氧化氮和一氧化碳。1998年三位科學家曾因為研究一氧化氮的生物學效應獲得生理醫學諾貝爾獎。硫化氫和一氧化碳也是隨后被發現的生物氣體信號分子,在機體內發揮重要功能。
  
  氫氣沒有任何毒性,是和三種信號氣體分子的最大區別。
  
  氣體吸入進行疾病治療近來引起關注。硫化氫、一氧化氮和一氧化碳是在生物系統中發揮重要作用的信號分子,但是這三種氣體都是毒性非常強的分子。在生理情況下,這些氣體具有生理功能,但是作為治療用氣體,非常容易因為劑量控制不好導致中毒。在毒性方面最突出的是硫化氫,其治療劑量和中毒劑量非常接近。
  
  潛水醫學研究早就證明,即使高濃度氫氣也沒有任何細胞毒性。吸入高濃度氫氣的安全標準早就已經確立,高壓氫氣實際上被用于深潛水混合氣體以避免潛水減壓病和動脈氣栓的發生。氫氣在潛水領域的應用說明其對人體的巨大安全性,氫氦氧呼吸混合氣體用來預防深度技術潛水過程中潛水減壓病和氮麻醉的發生,混合氣體中氫氣、氦氣、氧氣的含量分別為49%、50%和1%。
  
  哺乳動物細胞不能產生氫氣。
  
  一氧化氮、硫化氫和一氧化碳由不同酶催化產生,分別為一氧化氮合成酶、胱硫醚γ-裂解酶/胱硫醚β-合成酶、血紅素氧化酶-1。然而,哺乳動物細胞沒有任何催化產生氫氣的酶,
  
  氫氣的作用方式不同于其他氣體信號分子。
  
  細胞色素c氧化酶是一種血紅素蛋白,是氧化磷酸化過程中氧氣被氧化的關鍵步驟,機體氧氣98%都是因為這一步驟被消耗的。血紅素蛋白是硫化氫、一氧化碳和一氧化氮的主要靶標,能阻斷這些分子和氧的結合,例如它們都可以抑制細胞色素c氧化酶的功能。研究表明,氫氣對細胞色素的氧化型血紅素沒有作用,這說明氫氣和三種氣體信號分子的作用方式完全不同。
  
  氫氣可與其他醫用氣體的聯合使用,如氫氣與一氧化碳聯合治療通過抗氧化和抗炎作用,可表現出更好的治療效果。這或許是防止心肌缺血/再灌注損傷的臨床可行方案。缺血/再灌注過程中吸入一氧化氮和氫氣可以使梗死灶縮小、維持心臟功能,降低一氧化氮吸入引起的心肌硝基酪氨酸的生成。這些研究也表明,氫氣的靶分子不同于一氧化碳和一氧化氮。
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