氢核心十文之二:氢代谢

氢气的代谢相关问题包括:氢气的细胞代谢规律,或氢气是否能利用或制造氢气,氢气和其他药物的相互作用等。

氢气是典型的生物分子,这种判断的证据一般都来自生命起源,在细菌和植物方面的证据也很多,但对于动物和人,说氢气是生物分子仍然存在不够严谨的问题。

氢气发挥生物学作用或药物学作用,生化代谢过程并不是基础和前提。但是,明确代谢过程是研究氢气医学效应的重要内容。如果生物体系能代谢氢气,就如细菌领域,氢气的生物学地位自然可以获得。一切可以被生物代谢的物质,都必然具有生物学效应。

一、氢气代谢是指生物化学过程,不是指化学反应。

氢气能否在人类等哺乳动物细胞内代谢,是氢气医学的核心问题之一。如果氢气不能在细胞内代谢,这很难理解氢气的诸多细胞学效应,当然我们有氢气选择性抗氧化的假说,其实这个假说也包括代谢的环节,因为氢气如何能和羟基自由基等强活性自由基发生反应,意味着存在这种代谢过程,或者氢气和其他自由基可以发生化学反应。但是这种反应和生化代谢的情况不一样,一是这种反应缺乏生物学特点,氢气和羟基自由基反应更是一种化学过程,因为不需要在生物体系中就可以进行,这不能算理想的生物过程。

典型的生物过程一般是在酶催化下,经过有方向有次序的一系列化学反应,最典型就是葡萄糖经过几十个复杂过程,最终实现和氧气反应,产生二氧化碳和水。

所以我们这类谈的氢气是否存在代谢就是是否存在生物化学反应过程。

二、氢气存在生物化学反应的可能性。

氢气是典型生物学气体,在细菌和植物都存在被代谢的证据,但在哺乳动物缺乏被代谢的明确证据。既然在植物和细菌可以被代谢,在哺乳动物细胞存在类似代谢过程,至少不存在生物化学障碍,或者至少存在被代谢的可能性。

三、如何确定氢气的代谢过程。

应该存在两个技术策略,一是用氢同位素氘进行标记,氘气化学性质和氢气一样,但可以在氢元素的汪洋大海中识别,这非常有利于寻找体内被氢气标记的目标分子,然后结合各种组学技术,探索氢气代谢过程。这方面过去已经有一些报道,但是属于孤证,目前还缺少验证,研究也不够深入,没有在细胞类似和分子层面进行追踪。使用氘气对动物进行长期标记,结合近年来建立的拉曼成像技术,可能是研究活体动物氢气代谢途径的有效方法。

另外是利用细胞学和特殊模式生物,放大氢气代谢过程,寻找氢气代谢线索和证据。

参考细菌代谢氢气的特点,影响氢气代谢的最重要环境因素是氧气和氧化张力,哺乳动物都是需要氧气的,这可能是造成潜在氢气代谢过程被氧气严格压制的情况。有一些耐受氧气能力非常强的模式生物,例如裸鼹鼠耐受氧气的能力非常强,这种动物是否存在代谢氢气的更强能力。细胞耐受缺氧的能力明显超过整体动物,不同细胞体系耐受缺氧也存在很大差异,培养细胞进行严格无氧也有利于发现氢气代谢过程。

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