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氢将继续它的传奇故事

来源:开户送38体验金不限id 编辑:James&Ani 时间:2016-05-24 20:06:13

这可能是孙学军最早的一篇博客,发布时间是2009年2月份,本文引用地址:http://blog.sciencenet.cn/blog-41174-214327.html  此文来自科学网孙学军博客,转载请注明出处。 全文如下:不看本文你不会失去什么,看了本文你将会了解一个正在蓬勃发展的新领域。为方便大家使用,我把全部氢气生物学的文献进行了汇总:全部氢气生物学文献汇编。全部文献资料都可以通过点文献后PDF下载,我将随时更新最新文献。 提供一个初步了解这个领域的 幻灯资料。我们是国际上发表氢气医学论文最多的小组,文章目录可看:我们发表的全部论文汇编。希望全面了解氢气生物学,请看这个文章氢气生物学导读。(注意本文写于2年前,现在的进展十分迅速,超过我当时的预期)

一直错误的认为氢是生理学惰性气体

长期以来,生物学家一直认为,氢是生理学惰性气体,在潜水医学领域,使用高压氢作为呼吸介质,是一种先进的潜水技术,世界上最大潜水深度记录700米就是采用呼吸氢氧混合气的潜水方式。最近的研究强烈提示,氢气是一种优质的抗氧化物质。而且只需要呼吸或者饮用或注射含氢液体,就可以具有非常明显治疗疾病的效果。我们课题组经过1年的研究,发现氢确实是非常让人着迷的。

氢原子在物理学上的贡献十分巨大,最近有一本书《氢的传奇》很值得阅读。实际上,在化学领域,氢同样具有十分重要的地位。在生物学领域,氢在低等生物生存和进化过程中一直具有十分重要的地位。

在高等生物和人,氢将继续它的传奇故事。现在是氢进入医学领域的时机。请大家千万不要错过了解氢在科学上的又一次,也许是最后一次让世界关注的事件!!!

众所周知,氢气具有一定还原性。与氧气和氮气类似,氢气在水等溶液中的溶解度比较低,但氧可与血红蛋白结合,能够顺利通过呼吸被机体大量吸收,而氢气和氮气则不能被大量吸收。在辐射化学领域,曾有人证明在溶液中氢气可与羟自由基直接反应(Buxton et al. 1988),但这没有被生物学家所重视。在潜水医学领域,氢氧混合气潜水过程存在呼吸数十个大气压高压氢气的情况,气体在液体中溶解量随分压增加而增加,科学家曾试图证明高压情况下,氢气或许可与氧在溶解状态下反应,或者与高活性自由基发生反应,但研究并没有获得该反应存在的直接证据(Kayar et al. 1994)。因此,大部分生物学家,特别是潜水医学家一直认为,氢气在生物体内不能表现出还原性,或者氢气不会与生物体内的任何物质发生反应,属于生理性惰性气体。

早期对氢气的研究

早期也有少数人认为氢气具有抗氧化作用,1975年,曾有人在《科学》发表论文证明,连续呼吸8个大气压97.5%氢气(2.5%氧)14天,高压氢气可有效治疗动物皮肤恶性肿瘤,并认为是通过抗氧化作用(Dole et al.1975) 。2001年,法国潜水医学家证明,呼吸8个大气压高压氢气可治疗肝寄生虫感染引起的炎症反应,首次证明氢气具有抗炎作用,并提出氢气与羟自由基直接反应是治疗炎症损伤的基础(Gharib et al. 2001)。但上述研究并没有引起广泛注意,主要原因可能是高压氢气难以作为一般临床治疗手段。

氢气效应的发现

2007年7月,日本医科大学学者在《自然医学》报道,动物呼吸2%的氢气就可有效清除自由基,显著改善脑缺血再灌注损伤,他们采用化学反应、细胞学等手段证明,氢气溶解在液体中可选择性中和羟自由基和亚硝酸阴离子,而后两者是氧化损伤的最重要介质,目前体内尚未找到特异性清除途径。因此认为,氢气治疗脑缺血再灌注损伤的基础是选择性抗氧化作用(Ohsawa et al. 2007)。日本学者的研究迅速引起广泛关注(目前被引用108次)(Katherine et al. 2007;Singhal et al. 2008),并引起了研究氢气治疗疾病的热潮(目前国际上已发表70多篇相关研究论文,其中日本25篇,中国27篇,美国15篇)。随后,该研究组又在肝和心肌缺血动物模型,证明呼吸2%的氢气可治疗肝和心肌缺血再灌注损伤(Fukuda et al. 2007;Hayashida et al. 2008)。

采用饮用饱和氢气水可治疗应激引起的神经损伤、药物毒性、人类II型糖尿病患者和小鼠基因缺陷慢性氧化应激损伤(Ohsawa et al. 2008;Kajiyama et al. 2008;Sato et al. 2008;Nagata et al. 2008;Nakashima-Kamimura et al. 2009)。美国匹斯堡大学移植中心证明,呼吸2%的氢气可治疗小肠移植引起的炎症损伤(Buchholz et al. 2008),对小肠缺血和心脏移植后损伤同样具有保护作用(会议资料)。

四川华西医院麻醉科发现,呼吸2%的氢气可治疗肾缺血再灌注损伤(会议资料)。我们实验室也证明,呼吸2%的氢气可治疗新生儿脑缺血缺氧损伤(Cai et al. 2008)。次后,我们首先采用注射饱和氢气盐水,证明该注射液对新生儿脑缺血缺氧损伤(Cai et al. 2009)、心肌缺血再灌注损伤、肾缺血再灌注损伤和小肠缺血再灌注损伤(Zheng et al. 2009)均有明显的治疗作用。特别是我们的实验证明,早期治疗可明显改善新生儿脑缺血缺氧损伤晚期神经功能和学习记忆能力。

这些研究说明,作为一种选择性抗氧化物质,氢气对很多疾病具有治疗作用,具有十分广泛的应用前景,彻底推翻了氢气属于生理性惰性气体的传统观点。并提示,氢气可能是一种新的生物活性分子。

1.        Buchholz BM, Kaczorowski DJ, Sugimoto R, et al. Hydrogen inhalation ameliorates oxidative stress in transplantation induced intestinal graft injury.Am J Transplant. 2008, 8(10):2015-24 pdf

 

2.        Cai JM, Kang ZM, Liu W, et al. Hydrogen therapy reduces apoptosis in neonatal hypoxia-ischemia rat model. Neurosci lett 2008,441(2):167-172 pdf

 

3.    Cai JM, Kang ZM, Liu K, et al. Neuroprotective effects of hydrogen saline in neonatal hypoxia-ischemia rat model. Brain Res. 2009;1256:129-137.pdf

 

4.        Fukuda KI, Asoh S, Ishikawa M, et al. Inhalation of hydrogen gas suppresses hepatic injury caused by ischemia/reperfusion through reducing oxidative stress. Biochem Biophys Res Commun, 2007, 361: 670-674 pdf

 

5.         Hayashida K, Sano M, Ohsawa I, et al. Inhalation of hydrogen gas reduces infarct size in the rat model of myocardial ischemia-reperfusion injury. Biochem Biophys Res Commun, 2008,373(1):30-5.pdf

 

6.        Kajiyama S, Hasegawa G, Asano M, et al. Supplementation of hydrogen-rich water improves lipid and glucose metabolism in patients with type 2 diabetes or impaired glucose tolerance, Nutr. Res, 2008,28:137–143 pdf

 

7.        Katherine C, Wood, Mark T Gladwin. The hydrogen highway to reperfusion therapy. Nat Med, 2007, 13: 673-674. pdf

 

8.        Muir P, Gruffydd-Jones TJ, Cripps PJ, et al. Breath hydrogen excretion by healthy cats after oral administration of oxytetracycline and metronidazole. Vet Rec. 1996, 138(26):635-9 medlline

 

9.    Nagata K, Nakashima-Kamimura N, Mikami T, et al. Consumption of Molecular Hydrogen Prevents the Stress-Induced Impairments in Hippocampus-Dependent Learning Tasks during Chronic Physical Restraint in Mice. Neuropsychopharmacology. 2008 Jun 18. Epub ahead of print pdf

 

10. Nakashima-Kamimura N, Mori T, Ohsawa I, Asoh S, Ohta S.Molecular hydrogen alleviates nephrotoxicity induced by an anti-cancer drug cisplatin without compromising anti-tumor activity in mice.Cancer Chemother Pharmacol. 2009 Jan 16. [Epub ahead of print] pdf

 

11    Ohsawa I, Nishimaki K, Yamagata K, et al. Consumption of hydrogen water prevents atherosclerosis in apolipoprotein E knockout mice.Biochem Biophys Res Commun, 2008, 377(4):1195-8 pdf

 

12.    Ohsawa I, Ishikawa M, Takahashi K, et al. Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nat Med, 2007, 13: 688-694. pdf

 

13.    Sato Y, Kajiyama S, Amano A, et al. Hydrogen-rich pure water prevents superoxide formation in brain slices of vitamin C-depleted SMP30/GNL knockout mice. Biochem Biophys Res Commun, 2008, 375(3):346-50 pdf

 

14.    Zheng XF, Mao YF, Cai JM, Li YH, Liu WW, Sun PL, Zhang JH, Sun XJ, Yuan.HB Hydrogen-Rich Saline Protects against Intestinal Ischemia/Reperfusion Injury in Rats Free Radical Res.2009 in press pdf

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