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选择性氧化是氢气作用的核心机制
魏征故乡人
>《包头》
2023.01.24 河北
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氢气生物医学作用主要有三种机制。分别是,
一、
选择性抗氧化作用。就是氢气可以和具有强烈毒性的活性氧直接中和,将具有毒性的活性氧消减,发挥减少氧化应激氧化损伤的作用。
二、
调节基因表达。有两种路线实现这种作用,分别是调节
miRNA
,
miRNA
是生物医学领域近年来比较流行的活性调节分子,氢气医学研究正好处于这个时代。导致出现很多这方面的研究。另一个是诱导
Nrf2/Keap1
转录活性。
Nrf2
是一种转录因子,所谓转录因子,就是能和
DNA
结合,并能调节
DNA
转录为蛋白质活性的蛋白分子。身体内存在各种各样的转录因子,这对于基因表达的精确调节非常重要。例如比较有名的
HIF
,就是专门负责低氧调节的转录因子。当身体和细胞处于低氧环境时,需要各种能应对低氧的基因表达,这些基因表达增强往往就需要
HIF
参与。关于这个分子的发现和功能,
2019
年曾经获得医学诺贝尔奖。
Nrf2
也是一种非常重要的转录因子,这种转录因子的最重要功能就是负责调节细胞应对氧化应激损伤的,一旦活性氧增加,氧化应激出现,这个转录因子就会激活,引起大量可以抗氧化的基因表达增强。例如
SOD
这些基因表达增强,提升细胞抗氧化的能力,从而让细胞能平稳度过氧化应激的冲击。
三、
信号转导调节。可以诱导许多关键的信号通路。例如
IP3k
、
MAPK
等等。
我认为,上述三种所谓分子机制,完全能整合为一种,就是氢气的选择性抗氧化。
因为选择性抗氧化能不影响活性氧功能的情况下,减少氧化损伤。所谓不影响,就是可以保留氧化应激信号。那么在氧化应激发生时,本来就存在两种效应,一种是通过羟基自由基这些强毒性分子造成氧化损伤,甚至造成细胞死亡。另外一种就是通过温和活性氧,如过氧化氢等发挥氧化还原信号调节作用。氢气的出现能中和和消除氧化应激中的损伤效应,至少可以缓解这种损伤效应。不影响温和活性氧的信号作用,其实会因为保护了细胞损伤而加强这种效应。设想一下,某个细胞因为氢气的保护作用而保留了生命,或提高了功能。那么对氧化应激产生的相应就有了保证,从而会出现氧化应激效应的强化。氢气生物医学已经有许多研究发现,使用了氢气以后,不仅没有看到氧化应激下降,而出现氧化应激效应的提高,其实可以说就是因为氢气选择性抗氧化,产生了继发性氧化应激效应增强。那么这种氧化应激效应的增强,在
Nrf2
系统中,就可以表现为内源性抗氧化效应。因为这个
Nrf2
,细胞内最重要的激活因子,就是氧化应激信号,就是温和的活性氧产生的氧化应激信号。而大多数信号转导分子,例如各种磷酸化和脱磷酸化酶,也会受到氧化应激的调节。这些酶都是蛋白质分子,蛋白质分子上有胱氨酸巯基或酪氨酸羟基等都可被活性氧氧化还原调节,回到上面提到选择性抗氧化本质上可以保留氧化应激调节,那么这些具有调节信号作用的蛋白酶,就可以受到这种氧化调节。至于
miRNA
,也存在受到活性氧调节的模式,只不过现在没有非常针对性的研究。
到2023年,氢气生物医学研究了
16
年了,但关于氢气的核心机制是越来越多,显得越来越复杂。但从研究的深度和细节考虑,选择性抗氧化是最符合逻辑,直接证据最多,能解释的现象最广泛的理解。从科学要求简化的角度,大多数人只需要掌握和记住氢气选择抗氧化这个要点就足够了。
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