本文是基于醫(yī)學(xué)氣體研究(Medical Gas Research)主編，美國(guó)羅馬琳達(dá)大學(xué)張和教授課題組最新關(guān)于氫氣效應(yīng)機(jī)制的綜述，結(jié)合本人的理解寫成的觀點(diǎn)文章。
 

Matei N, Camara R, Zhang JH. Emerging mechanisms and novel applications of hydrogen gas therapy. Med Gas

Res. 2018;8(3):98-102.
 

基礎(chǔ)和臨床研究報(bào)道，氫氣治療疾病的范圍廣泛。傳統(tǒng)的抗氧化劑由于不存在選擇性，對(duì)有害和友好自由基全面中和，產(chǎn)生的治療作用有限，還容易帶來氧化平衡喪失。氫氣是一種弱還原劑，只能選擇性中和強(qiáng)毒性強(qiáng)活性自由基，不會(huì)影響具有生物學(xué)效應(yīng)的活性氧，能避免傳統(tǒng)抗氧化劑的不足。在效應(yīng)機(jī)制研究方面，證據(jù)表明氫氣具有下調(diào)促炎細(xì)胞因子和促凋亡分子表達(dá)的效應(yīng)，產(chǎn)生這些作用的信號(hào)途徑包括微小RNA(MiR)途徑。

氫氣效應(yīng)分子機(jī)制模式圖
 

氫氣能下調(diào)miR-9 和miR-21，上調(diào)mir – 199，從而抑制炎癥反應(yīng);微小RNA是最新信號(hào)調(diào)節(jié)分子模式，這些分子往往屬于調(diào)制效應(yīng)，也就是說非啟動(dòng)信號(hào)，這一效應(yīng)提示氫氣的作用具有調(diào)制性，而不是啟動(dòng)性。氫氣可能不是經(jīng)過受體這類信號(hào)途徑發(fā)揮第一信號(hào)的效應(yīng)，可能是調(diào)節(jié)次級(jí)信號(hào)的調(diào)制樣效應(yīng)，這類效應(yīng)比較類似于溫度、酸堿度、滲透壓等內(nèi)環(huán)境因素，也是穩(wěn)態(tài)關(guān)注的重要內(nèi)容。所以，根據(jù)氫氣具有還原性和抗氧化作用的特點(diǎn)，我提出氫氣可能是氧化還原穩(wěn)態(tài)調(diào)制因子的概念。
 

在血管生成調(diào)節(jié)方面，氫氣能抑制環(huán)鳥苷單磷酸磷酸酶活性，抑制cGMP降解，增加cGMP水平激活蛋白激酶和促進(jìn)血管生成;血管擴(kuò)張調(diào)節(jié)的經(jīng)典途徑，是心鈉素和一氧化氮對(duì)平滑肌細(xì)胞舒張調(diào)節(jié)的分子基礎(chǔ)，相關(guān)研究可參考偉哥的研究。
 

氫氣具有增加細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子水平，刺激血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和一氧化氮合成;(增加血管生長(zhǎng)是器官損傷保護(hù)的重要組織學(xué)基礎(chǔ)，但也是腫瘤生長(zhǎng)的重要表現(xiàn)。非常奇怪的是，氫氣對(duì)組織損傷具有促進(jìn)血管生長(zhǎng)的作用，但對(duì)病理性血管增殖例如血管支架內(nèi)皮增生和腫瘤血管新生具有抑制作用。這種雙向調(diào)節(jié)效應(yīng)是氫氣生物學(xué)非常神奇的特征)
 

氫氣也能打開ATP敏感鉀通道(KATP)，激活下游蛋白激酶通路。這是一條非常重要的細(xì)胞保護(hù)途徑，許多重要的適應(yīng)性調(diào)節(jié)基礎(chǔ)都是基于這一信號(hào)途徑。其中比較經(jīng)典的就是低氧適應(yīng)和缺血預(yù)適應(yīng)。

氫氣部分新效應(yīng)機(jī)制
 

越來越多分子水平研究發(fā)現(xiàn)，氫氣能激活多種對(duì)細(xì)胞具有保護(hù)作用的通路，如自噬(mTOR)、組蛋白修飾、線粒體蛋白折疊反應(yīng)、運(yùn)動(dòng)后急性氧化應(yīng)激、衰老相關(guān)氧化應(yīng)激等。
 

總之，氫氣作為一種新型治療分子的證據(jù)越來越豐富，氫氣的潛在應(yīng)用范圍越來越廣泛。