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孫學(xué)軍教授氫思語談氫氣健康作用六類機制
來源:氫產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 發(fā)表時間:2023-2-15 15:28:05 閱讀:2484

氫氣和氧補充劑已經(jīng)確定影響和決定結(jié)果的巨大潛力包括:

1.線粒體功能

線粒體是植物、動物和真菌的重要細胞器,它們獨立于細胞分裂,并具有自己的基因組。它們的主要功能是通過稱為細胞呼吸的過程,利用氧氣以ATP(三磷酸腺苷)的形式為細胞提供能量。除了提供細胞能量外,線粒體還參與其他任務(wù),例如信號傳導(dǎo)、細胞分化、維持對細胞周期的控制以及細胞死亡。細胞呼吸是一種分解代謝途徑,可分解葡萄糖和其他分子以最終產(chǎn)生ATP。細胞呼吸的階段包括糖酵解、丙酮酸氧化、檸檬酸或克雷布斯循環(huán)以及使用氧氣作為末端電子受體的氧化磷酸化。然而,該過程非常復(fù)雜和敏感,并且是意外產(chǎn)生活性氧的起源。因此,線粒體也是氧化應(yīng)激的中心,其中產(chǎn)生最有效的自由基,羥基自由基。

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已經(jīng)表明,氫氣可以清除活細胞中的羥基自由基,從而減少體內(nèi)氧化應(yīng)激,此外,還證明補充H2抑制了復(fù)合物I的超氧化物產(chǎn)生。提出H2可以在Q室中提供電子,這表明復(fù)合物I可以直接使用H2將質(zhì)子從基質(zhì)泵送到膜間空間,從而增加潛在的ATP產(chǎn)生而不使用源自葡萄糖降解的底物,并建議與對照相比,在H50存在下可以實現(xiàn)ATP產(chǎn)量增加2%以上。

2.ATP的產(chǎn)生增加

3.氧化應(yīng)激及其管理

氧化應(yīng)激是指細胞內(nèi)活性氧(ROS)水平升高,對脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA造成損害。氧化應(yīng)激是由生物體中 ROS 和抗氧化劑的不平衡引起的,例如 α-硫辛酸、谷胱甘肽和氫。氧化應(yīng)激是生物體正常功能的自然發(fā)生的結(jié)果,但也可以通過環(huán)境和病理壓力增強,同時也在衰老過程中發(fā)揮直接作用。活性氧是“想要”從他人那里捕獲電子以穩(wěn)定自身的分子。因為它們具有高反應(yīng)性,它們會從靠近它們的任何來源竊取電子,例如蛋白質(zhì)和DNA,這會破壞供體分子的穩(wěn)定性和功能。ROS的主要細胞來源是線粒體。對此,抗氧化劑是可以供體電子而不會自身變得反應(yīng)的分子?寡趸瘎┩ㄟ^“還原”氧化劑并防止損害來阻止氧化途徑。

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一種可以以極快的速度被動擴散到生物體(或植物)中的強效抗氧化劑是氫氣。此外,生物體產(chǎn)生超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶,催化超氧化物安全轉(zhuǎn)化為分子氧和過氧化氧。同時,過氧化氫酶將過氧化氫轉(zhuǎn)化為水和分子氧。有趣的是,暴露于氫會顯著增加兩種酶的活性,進一步增強抗氧化系統(tǒng)。

4.免疫細胞恢復(fù)

長期的免疫挑戰(zhàn)導(dǎo)致免疫細胞異常高的耗竭率,最終導(dǎo)致其死亡。最近,已經(jīng)證明免疫細胞耗竭是由與活性氧(如羥基自由基和超氧化物)增加相關(guān)的線粒體功能障礙引起的。免疫細胞衰竭與線粒體自噬減少和功能失調(diào)的去極化線粒體的積累有關(guān)。再一次,我們看到補充氫氣通過使復(fù)合物I中的質(zhì)子泵浦來維持或幫助恢復(fù)線粒體內(nèi)膜極化,同時減少相同復(fù)合物的ROS產(chǎn)生并增加ATP產(chǎn)生。此外,氫氣補充劑促進超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的表達,進一步降低ROS水平并上調(diào)實現(xiàn)線粒體自噬的PINK1 / parkin途徑。

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5.炎癥和炎癥反應(yīng)

炎癥是身體組織在細胞損傷或檢測到潛在損傷效應(yīng)器后的通用反應(yīng)。感染性和非感染性病原體以及細胞損傷都可以激活炎癥反應(yīng)。響應(yīng)是通用的,因為它不區(qū)分可能的原因。炎癥反應(yīng)可消除有害刺激并啟動愈合過程,同時涉及免疫和循環(huán)系統(tǒng)。但是,這是一種可能會出錯的平衡行為。氫氣補充劑以兩種協(xié)同方式對抗炎癥。第一種與氧化應(yīng)激有關(guān),氧化應(yīng)激可以引發(fā)或維持炎癥反應(yīng)。由于氫氣是一種強大的抗氧化劑,它可以抑制氧化應(yīng)激信號,并降低不必要地觸發(fā)或過度維持炎癥反應(yīng)的風(fēng)險。其次,所有炎癥途徑都通過NF-kB途徑的激活。氫氣抑制NF-kB途徑,直接避免非常有害的失控炎癥反應(yīng)。

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6.NF-kB 蛋白復(fù)合物

NF-kB(活化B細胞的核因子κ輕鏈增強子)是一種蛋白質(zhì)復(fù)合物,可控制DNA的轉(zhuǎn)錄,細胞因子的產(chǎn)生和細胞存活。NF-κB存在于幾乎所有動物細胞類型中,并參與細胞對刺激的反應(yīng),如應(yīng)激,細胞因子,自由基,重金屬,紫外線照射和細菌或病毒抗原。它在調(diào)節(jié)對感染的免疫反應(yīng)中也起著至關(guān)重要的作用。因此,NF-κB的錯誤調(diào)節(jié)與許多挑戰(zhàn)有關(guān),例如炎癥和自身免疫反應(yīng),敗血癥,病毒感染和免疫發(fā)育不當(dāng)。雖然炎癥反應(yīng)是必不可少的,但它可以自我維持并成為一個問題,因為炎癥會導(dǎo)致氧化應(yīng)激,而氧化應(yīng)激會導(dǎo)致炎癥。

在這個層面上,絕大多數(shù)生命都以相同的方式工作,正是在線粒體中,我們發(fā)現(xiàn)了獨立于物種的生命的關(guān)鍵功能。

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