行業動態
行業動態

氫氣是宇宙最佳抗氧化劑

作者:孫學軍  來源:氫思語  更新時間:2019-07-17 11:21:41

自由基生物學中非常確定的是,自由基增加導致的氧化損傷是衰老和許多疾病的關鍵,但抗氧化劑并不一定能產生理想的效果。產生這種矛盾現象的理由是由于自由基具有正面作用,抗氧化劑在產生抗氧化作用的同時可能會打破氧化還原平衡,影響了自由基的正常生理功能,這樣正反兩類作用相互抵消,導致抗氧化治療的失敗。氫氣的抗氧化損傷效應明確,且不會產生有害作用,原因是不影響自由基正常功能,不干擾氧化還原穩態,通過強大擴散能力,直接中和有毒自由基,另外是通過促進自身氧化還原平衡,保護組織細胞。氫氣是最理想的抗氧化劑!

自由基衰老假說認為,自由基是衰老的重要原因,但證據表明抗自由基并不能產生理想的抗衰老作用。主要原因是因為氧化還原是一個穩態系統,自由基不僅對身體有危害作用,是衰老的重要原因,但也是重要功能物質,生物生理功能的維持并不能離開自由基的作用。過去把自由基和氧化混為一談,也是抗自由基沒有產生理想效果的重要因素。自由基并不等于氧化,有的自由基具有強還原作用如氫原子,有的自由基氧化和還原作用都不強如超氧陰離子,這些自由基都不能簡單用抗氧化物質來中和,況且這些物質也是維持生理功能的重要基礎,不能隨便進行中和清除。

一、自由基衰老假說

衰老現象在自然界中廣泛存在,它是一種內源的逐漸發生的并會對發生個體產生持續性損害的過程。在關于衰老發生的理論假說中,自20 世紀50年代美國學者哈曼提出衰老的自由基假說,一直受到廣泛關注,自由基衰老學說與端粒酶假說、細胞分裂極限假說等成為推動衰老基礎研究的重要假說之一。

自由基衰老假說認為,過多氧化還原活性自由基能夠造成生物大分子的氧化損傷,導致衰老。研究發現,伴隨衰老的發生發展,線粒體產生的過氧化氫增多,機體氧化損傷增加,而過表達抗氧化酶的轉基因果蠅壽命延長,這些結果都支持了衰老的自由基假說。

二、氧化還原穩態

細胞內有一套完整的氧化系統和還原系統,氧化系統主要包括活性氧/ 活性氮兩大家族,主要產生自線粒體、過氧化物酶體、NADPH氧化酶、細胞色素P450、黃嘌呤氧化還原酶系統等,外源主要與紫外線、電離輻射、環境毒素等有關。而還原系統主要包括大分子抗氧化酶類如:超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶等,小分子抗氧化劑如:谷胱甘肽、維生素C、維生素E 等。硫氧還蛋白系統和谷氧還蛋白系統是重要的內源抗氧化系統。二硫鍵異構酶PDI 及熱休克蛋白也在氧化還原平衡調控中有重要作用。

正常情況下,氧化系統與還原系統處于有機平衡,細胞功能正常。一旦氧化系統與還原系統失去平衡,細胞氧化還原環境受到破壞,表現出應激和功能異常,持續不平衡將導致衰老及相關疾病,如:動脈硬化、糖尿病、癌癥、神經退行性疾病等都與氧化還原失衡密切相關。尤其是氧化損傷占主導時,生物大分子功能受到破壞,導致衰老發生,即自由基衰老學說的核心思想。

三、自由基不等于氧化

自由基是化學活性強的物質,但并不等于氧化。

自由基特征是因為存在不成對電子,化學反應活性強,容易和其他物質發生電子丟失反應,電子的丟失分別代表氧化和還原作用。所以自由基可能是還原性很強的物質,不一定是氧化物質。例如氫原子就是還原性非常強的自由基。

應該反思的是,氧化和自由基本來完全不是一回事。自由基有害的根源不是因為氧化,是因為強反應活性,許多情況下表現為氧化是因為生物體系中無處不在的氧氣,導致許多活性氧被轉化為具有氧化作用的物質,把抗自由基等同于抗氧化這樣的簡單化處理,導致我們長期對氧化的誤解,其實氧氣對細胞生理功能的維持是決定性過程,最重要體現就是能量物質氧化產能過程。許多活性氧產生,只是這種氧化反應的旁路和必然結果。應該把氧化和強反應活性物質分開來認識,這樣才能更好地理解活性物質損傷(氧化損傷)本質,方便尋找理想的減少損傷的解決問題手段。

四、自由基活性氧不等于有害

自由基有害是個完全過時的概念,現在公認的看法是自由基對細胞具有重要功能,過多可以引起傷害,不足也會影響健康,水平適當才正常。

自由基和活性氧水平過高會因為自由基反應破壞生物分子導致損傷,一般稱為氧化損傷。其實還原過度也一樣會導致損傷。只是生物體系中氧化損傷更普遍更常見。更重要的是,自由基和活性氧本身都是生物活性分子,許多生物化學反應離不開自由基反應,許多重要的細胞過程都需要自由基參與,無限度隨意減少自由基不僅不能讓身體更健康,反而會破壞氧化還原平衡。一些自由基有重要調節作用,參與多種重要生物過程調控。比較典型的有一氧化氮自由基,本身也是重要的信號分子。細胞內許多重要信號傳遞過程都需要活性氧的直接參與。總之,自由基活性氧是細胞內關鍵參與者,功能重要,不可或缺。

五、抗氧化劑不是理想說法

目前公認的原則是,抗氧化劑是用效果來定義的,只要這種物質能產生抗氧化作用,都是好的,都稱為抗氧化劑。顯然這是一種非常實用主義的做法,不是根據物質本身的特征來定義,是根據生物學效應來確定。這和現代生物醫學重證據輕理論的現狀是一致的。能產生抗氧化效果的方式可以直接,也可以間接。直接的抗氧化物質叫抗氧化劑容易理解,如果是間接作用,則容易產生混亂。

按照國際自由基生物學領域把抗氧化劑定義為能產生抗氧化效應的物質,按照這個標準說法,如SOD這種酶都可以歸類為抗氧化劑,我們知道酶是催化劑,只能催化生化反應,本身并不具有氧化或還原活性,SOD有什么資格稱為抗氧化劑?在比如一些藥物如糖皮質激素和抗炎癥作用的多種藥物,因為能抗炎癥,注定可以減少因為炎癥導致的氧化損傷,也能歸類為抗氧化劑。我們可以看到,一氧化氮和一氧化碳都具有抗氧化劑的特征。要知道一氧化氮是典型的自由基,按照抗定義,也稱為一種抗氧化劑。我們是不是覺得很混亂。抗炎癥物質都是抗氧化劑,這又是什么邏輯!

這其實也是一直和稀泥的態度。能產生抗氧化損傷作用的物質真不一定就是抗氧化劑。所以,自由基不等于氧化;自由基是功能分子;抗氧化劑不一定真的是抗氧化或抗自由基。是時候對這些混亂的概念進行修改了。總之,生物醫學處于實用主義的階段,我們暫時只能按照這個規則和邏輯來判斷。

六、氫氣是最最理想的抗氧化劑

按照經典實用主義的自由基生物學邏輯,氫氣能產生抗氧化損傷的效果,就是好的抗氧化劑。所謂醫學重視效果,不重視機理,這就是最好體現。

氫氣的理想并不只在于效果,氫氣的生物安全性也是關鍵特征,這也是典型的實用主義的判斷標準。在有效作用基礎上,副作用小就是氫氣的極大優點了。從化學角度講,能產生抗氧化的物質非常豐富,只需要按照化學的基本特征去查找就會發現許多。但是我們隨后會發現許多強還原作用物質,絕對不可能用于人,因為這些物質都是有毒甚至是劇毒。我們過去了解的比較優秀的抗氧化物質例如各種維生素和蔬菜水果中的天然物質,都是因為這些物質不僅抗氧化,而且對人體安全。

再就是氫氣的組織擴散性強,這是從氫氣生物效能角度考慮的。如果一種強還原物質,對人也是非常安全。但因為分子量巨大,在組織中無法擴散,也很難產生理想的抗氧化效果。

從效果到安全性,從擴散特征等角度看,氫氣是宇宙中最理想的抗氧化物質,沒有其他。

(本文作者:孫學軍教授)

成人网 - 全国最大色情成人网站