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氫氣生物醫(yī)學(xué)作用主要有三種機(jī)制。分別是， 一、選擇性抗氧化作用。就是氫氣可以和具有強(qiáng)烈毒性的活性氧直接中和，將具有毒性的活性氧消減，發(fā)揮減少氧化應(yīng)激氧化損傷的作用。 二、調(diào)節(jié)基因表達(dá)。有兩種路線實現(xiàn)這種作用，分別是調(diào)節(jié)miRNA，miRNA是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域近年來比較流行的活性調(diào)節(jié)分子，氫氣醫(yī)學(xué)研究正好處于這個時代。導(dǎo)致出現(xiàn)很多這方面的研究。另一個是誘導(dǎo)Nrf2/Keap1轉(zhuǎn)錄活性。Nrf2是一種轉(zhuǎn)錄因子，所謂轉(zhuǎn)錄因子，就是能和DNA結(jié)合，并能調(diào)節(jié)DNA轉(zhuǎn)錄為蛋白質(zhì)活性的蛋白分子。身體內(nèi)存在各種各樣的轉(zhuǎn)錄因子，這對于基因表達(dá)的精確調(diào)節(jié)非常重要。例如比較有名的HIF，就是專門負(fù)責(zé)低氧調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)錄因子。當(dāng)身體和細(xì)胞處于低氧環(huán)境時，需要各種能應(yīng)對低氧的基因表達(dá)，這些基因表達(dá)增強(qiáng)往往就需要HIF參與。關(guān)于這個分子的發(fā)現(xiàn)和功能，2019年曾經(jīng)獲得醫(yī)學(xué)諾貝爾獎。Nrf2也是一種非常重要的轉(zhuǎn)錄因子，這種轉(zhuǎn)錄因子的最重要功能就是負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞應(yīng)對氧化應(yīng)激損傷的，一旦活性氧增加，氧化應(yīng)激出現(xiàn)，這個轉(zhuǎn)錄因子就會激活，引起大量可以抗氧化的基因表達(dá)增強(qiáng)。例如SOD這些基因表達(dá)增強(qiáng)，提升細(xì)胞抗氧化的能力，從而讓細(xì)胞能平穩(wěn)度過氧化應(yīng)激的沖擊。 三、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)?？梢哉T導(dǎo)許多關(guān)鍵的信號通路。例如IP3k、MAPK等等。 我認(rèn)為，上述三種所謂分子機(jī)制，完全能整合為一種，就是氫氣的選擇性抗氧化。 因為選擇性抗氧化能不影響活性氧功能的情況下，減少氧化損傷。所謂不影響，就是可以保留氧化應(yīng)激信號。那么在氧化應(yīng)激發(fā)生時，本來就存在兩種效應(yīng)，一種是通過羥基自由基這些強(qiáng)毒性分子造成氧化損傷，甚至造成細(xì)胞死亡。另外一種就是通過溫和活性氧，如過氧化氫等發(fā)揮氧化還原信號調(diào)節(jié)作用。氫氣的出現(xiàn)能中和和消除氧化應(yīng)激中的損傷效應(yīng)，至少可以緩解這種損傷效應(yīng)。不影響溫和活性氧的信號作用，其實會因為保護(hù)了細(xì)胞損傷而加強(qiáng)這種效應(yīng)。設(shè)想一下，某個細(xì)胞因為氫氣的保護(hù)作用而保留了生命，或提高了功能。那么對氧化應(yīng)激產(chǎn)生的相應(yīng)就有了保證，從而會出現(xiàn)氧化應(yīng)激效應(yīng)的強(qiáng)化。氫氣生物醫(yī)學(xué)已經(jīng)有許多研究發(fā)現(xiàn)，使用了氫氣以后，不僅沒有看到氧化應(yīng)激下降，而出現(xiàn)氧化應(yīng)激效應(yīng)的提高，其實可以說就是因為氫氣選擇性抗氧化，產(chǎn)生了繼發(fā)性氧化應(yīng)激效應(yīng)增強(qiáng)。那么這種氧化應(yīng)激效應(yīng)的增強(qiáng)，在Nrf2系統(tǒng)中，就可以表現(xiàn)為內(nèi)源性抗氧化效應(yīng)。因為這個Nrf2，細(xì)胞內(nèi)最重要的激活因子，就是氧化應(yīng)激信號，就是溫和的活性氧產(chǎn)生的氧化應(yīng)激信號。而大多數(shù)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，例如各種磷酸化和脫磷酸化酶，也會受到氧化應(yīng)激的調(diào)節(jié)。這些酶都是蛋白質(zhì)分子，蛋白質(zhì)分子上有胱氨酸巰基或酪氨酸羥基等都可被活性氧氧化還原調(diào)節(jié)，回到上面提到選擇性抗氧化本質(zhì)上可以保留氧化應(yīng)激調(diào)節(jié)，那么這些具有調(diào)節(jié)信號作用的蛋白酶，就可以受到這種氧化調(diào)節(jié)。至于miRNA，也存在受到活性氧調(diào)節(jié)的模式，只不過現(xiàn)在沒有非常針對性的研究。 到2023年，氫氣生物醫(yī)學(xué)研究了16年了，但關(guān)于氫氣的核心機(jī)制是越來越多，顯得越來越復(fù)雜。但從研究的深度和細(xì)節(jié)考慮，選擇性抗氧化是最符合邏輯，直接證據(jù)最多，能解釋的現(xiàn)象最廣泛的理解。從科學(xué)要求簡化的角度，大多數(shù)人只需要掌握和記住氫氣選擇抗氧化這個要點就足夠了。
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