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氢气生物学发展历程
发布时间:2016-10-31 09:23 来源:弘皓电子科技 阅读:
氢医学研究者邀你一道思考氢气医学,共同阐述氢气医学。

氢分子生物学的研究目前已经成为生命科学领域的热点,从2007年到现在短短8年内发表的相关论文已经达到600篇。早期主要是日本、中国和美国等国家为主的实验室开展这一研究领域,而现在包括欧洲许多著名实验室也相继加入到这一队伍,这显示出氢分子生物学的研究队伍在不断壮大。2010年5月,以从事氢分子生物学为主要成员的数名学者共同创办了《医学气体研究》杂志,该杂志创办以来,发表的论文中涉及到氢分子生物学的研究占50%左右,这足以说明这一领域的重要影响。关于医学气体的研究,过去比较知名的包括一氧化氮和一氧化碳,已经最近10多年的硫化氢。氢气的研究是否可以成为气体生物学研究领域的主要成员将决定于氢气生物学效应机制的突破性研究。因为如果在作用机制上没有突破,单纯从宏观效应上纵向研究,氢气生物学将在生命科学领域,特别是基础理论为主的生物学领域没有地位。因此,从事氢气生物学效应研究的学者必须把眼光重点放在分子机制研究上。
2008年我曾经写过一篇文章,提出氢气生物学研究将来有可能问鼎诺贝尔医学生理学奖,当然需要有两个重要前提,一是氢气在临床上被证明有效果并被广泛应用于临床,二是明确了氢气的生物学效应机制。现在这种看法仍没有过时,不过从这个领域国际学术研究进展情况看,并没有看到短期内可以实现的曙光。希望中国有志向的年轻科学家迎难而上,破解这一领域的谜团,不错过这一非常有前景的课题。
其实关于氢气生物学的诺贝尔奖应该有两个,一个是将氢气生物学效应的根本道理阐述清楚,这个应该获得诺贝尔医学奖,另一个是将氢气治疗疾病概念推广和应用实施方面发挥突出贡献,因为应用这一简单、安全、有效的方法,使几亿人类各种患者获得生活质量的改善,大批患者应用氢气解决了各种疾病痛苦,这个人或组织应该获得和平奖。
  氢分子生物学的早期研究
早就有人注意到氢在低等生物重要的代谢物质,例如有的细菌可以产生氢气,有的可以利用和降解氢气。那么氢气是否参与高等生物正常代谢或疾病过程,不过2007年以前这样研究的非常稀少。
氢气具有还原性是公认的事实,由于氢的溶解度比较低,与氧类似,但因为氧有血红蛋白可以结合,因此氧可以顺利通过呼吸大量吸收,所以一直以来,生物学家特别是潜水医学家认为,氢气是生理性惰性气体。也就是说,氢气不会与生物体内的任何物质发生反应。早期在潜水医学领域,由于存在高压呼吸氢的情况,溶解的量随分压而增加,科学家试图证明高压情况下,氢或许可以与氧在溶解状态下反应,或者与自由基发生反应,但由于实验设计问题,没有证明该反应存在。估计一方面是因为检测方法的灵敏度不够,另一方面也说明氢确实不容易与机体成分发生反应。不过早在1975年有人曾证明呼吸高压氢气能治疗皮肤鳞状细胞癌。2001年又有人证明,呼吸高压氢气可治疗肝寄生虫感染引起的炎症反应。这些研究没有引起大家的关注,主要原因可能是高压氢不可能作为一般临床治疗手段。在辐射化学领域,有人证明溶液中氢可与羟自由基直接反应,这同样没有被生物学家所关注。
回顾历史可以让我们清楚了解一个学科和一种思想的起源。关于氢气生物学效应的研究,早在200多年前氢气刚刚被发现后,就有人进行过探索。早期的研究只能简单地观察氢气被动物呼吸后的反应,显然观察结果证明氢气对动物没有产生显著的影响。关于氢气的生物学效应,最热闹地当然属于潜水医学,因为氢气作为人类潜水呼吸的气体被国际许多重要的潜水医学研究单位深入研究,作为呼吸气体的最重要前提是该气体的安全性,就是不能对人体产生明显的影响,包括在极端高压下呼吸这种气体。许多年的潜水医学研究证明呼吸氢气是非常安全的,但也同时给人们一种深刻印象,呼吸氢气对人体是没有明显生物学效应的。所以说万事都存在两面性,潜水医学的研究给氢气研究奠定了非常好的基础,但也从某种程度上限制了该领域的发展,不过后来在其他领域的发现,突破了这一习惯思维,而关于潜水医学的研究有给氢气生物学的研究提供了非常有价值的生物安全性证据。
虽然潜水医学认为氢气属于惰性气体,但毕竟在1975年就有人开展了氢气治疗肿瘤的研究,后来2001年才有法国学者将高压氢用于治疗肝脏寄生虫感染的研究。为什么这么长时期没有其他学者关注氢气在医疗上的应用,一方面关于氢气是惰性气体的说法已经在人们头脑中根深蒂固,可能许多人根本不会去考虑氢气的生物学效应,这个说法并不是凭空想像。20年前,在激光多普勒技术应用前,根据氢气在某一组织下降的速度和该组织的血液供应有关这一特点,一种用呼吸氢气检测组织血流的方法在许多疾病模型中广泛使用,该方法是让动物呼吸高达10%的氢气10到30分钟,然后检测组织中氢气浓度的下降速度来间接计算该组织的血流量。从现在的角度看,这一检测技术可以对许多研究的疾病本身产生一定治疗作用,但从来没有人发现这一效应,这不得不说是一种遗憾。

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