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氢气生物学效应的分子机制

多国学者的研究证实，氢气能清除?OH和ONOO-，可以减轻细胞和组织的氢气损伤，对多种伤病具有较好防治作用。氢气选择性清除?OH和ONOO-的特点及其抗氧化效应，在对这些疾病的防治作用中发挥了作用。但随着研究的深入，国内外学者在分析氢气对一些疾病的防治作用时感到十分困惑，许多现象难以解释。例如，Wood等学者提出质疑，外界给予的氢气的含量远远低于有机体内还原性物质的含量，氢分子与羟自由基发生反应的速率也远远小于体内还原性物质，难以解释在如此低的反应速率下少量氢气依然可以起到清除自由基和表现出显著的抗氧化作用这一现象。还有，在肝炎、胰腺炎、结肠炎、阻塞性黄疸、以及败血症等发病机理中，?OH和ONOO-并非是主要的致病因子，氢气为什么对它们也有很好的防治作用；再有，进入体内的氢气经代谢途径很快(15min左右)排出体外,但对疾病的防治作用却非常显著和持久，为什么分子氢在体内停留时间非常短暂，但是它对多种伤病的防治作用却非常高效和持久；这些问题的存在，一定程度上制约了氢气由实验研究向临床应用转化。对于氢气在浓度低和反应速率低的情况下依然可以发挥抗氧化作用的问题，我们结合?OH与生物分子相互作用的特点和分子氢的扩散能力分析认为，·OH与生物分子反应时需要与生物分子直接紧密地接触，而水分子是生物体内含量最丰富的物质，在·OH与生物分子结合前，·OH必须穿过由水分子构成的天然屏障与生物分子相结合，才会对生物分子造成损伤。氢气与·OH反应有其优势，原因在于其分子量小，在生物介质中扩散性极高，相比机体内的其他还原性物质分子，氢气可以更好的突破水分子层与·OH发生反应。简而言之，谁越容易接触·OH，谁就将更顺利的和·OH发生反应。这些逻辑推理，在一定程度上解释了氢气虽浓度低和反应速率低，但依然可以通过清除自由基表现出显著的抗氧化作用这一现象。对于氢气生物学效应分子机制中存在的


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