氫氣難道具有促氧化作用?這真是個大問題

2021-02-23 氫思語

氫氣生物學效應研究不僅包括氫氣對動物的作用，也包括氫氣對植物的效應。與動物不同，植物突出特點是細胞可以產生氫氣；動物和植物的類似性在於氫氣都可以提高機體耐受損傷和逆境的能力。植物比較常用氫氣可提高「抗逆」作用，動物則多用耐受或抗病能力表示。目前學者們認為，氫氣對植物和動物效應的機制存在類似性，既然如此，作為對動物效應的研究者，也應該了解氫氣的植物效應研究。國內從事氫氣植物效應研究的學者逐漸增多，比較著名的是南京農業大學沈教授和崔教授兩個課題組。最近來自沈文飈教授課題組的一項研究，提出了一個比較新的看法，研究發現氫氣能提高植物組織內過氧化氫的產生，過氧化氫可以刺激細胞抗氧化蛋白HO－1的合成，這樣產生抗氧化效應。

不過我們一定要注意的是，這個研究中發現的現象是提高過氧化氫的產生，過氧化氫是什麼，就是典型的活性氧，也是細胞內最重要的活性氧。雖然這一結果與氫氣選擇性抗氧化觀點沒有矛盾，但並不一致。因為選擇性抗氧化就是說對這種信號活性氧沒有影響，不過現在的發現不是沒有影響，而是可以促進活性氧的效應。換句話說，就是發現氫氣具有提高氧化應激的效應。氫氣不是抗氧化，而是促氧化。當然這種促進過氧化氫產生的內在分子基礎仍然需要繼續深入分析。但無論如何這絕對是一個關於氫氣作用基礎的新動向，值得從事氫氣醫學效應，甚至從事氫氣產品開發和銷售的人員都應該認真關注。

如果能確定氫氣具有促進氧化應激的作用，對氫氣的某些生物學效應也有了比較合理的解釋，例如氫氣能促進內源性抗氧化作用，促進抗氧化作用往往是氧化應激的正面效應，因為細胞是一個氧化動態平衡，適當氧化會誘導抗氧化作用，例如呼吸氧氣和適當運動都可以產生這種效應。氫氣若具有這種效應是非常值得重視的。

對於許多不講究氫氣效應基礎的普通讀者來說，氫氣抗氧化和促進氧化都不是重要的問題，更重要的是「氫氣是真的有正面作用，氫氣是真的沒有毒性。」至於氫氣為什麼會發揮作用，這真不是普通人需要一定明白的，因為這個問題對目前研究氫氣效應的眾多學者們，也是一頭霧水。這並不是氫氣生物學的研究人員水平不夠，大多數情況下，許多生物醫學領域就是這樣不清不楚。例如目前轟轟烈烈的幹細胞研究，大家能轉化出幹細胞，這是解決了技術問題，但是對幹細胞的許多特點，都不十分清楚，甚至對為什麼能轉化出幹細胞這種事情，也不了解最核心的道理。不過如果一切都明明白白，科學家也就失業了。

Hydrogengas (H2) was recently suggested to perform multiple roles duringplant response to abiotic stresses. However, physiological mechanisms anddownstream targets remain elusive. Here, we showed that osmotic stresstriggered by polyethylene glycol (PEG) could enhance hydrogenase-like activityand H2 production in alfalfa seedlings. After the administration ofH2, the enhanced tolerance to PEG stress was confirmed, as evidenceby the observation of the alleviation of root inhibition and the decrease inlipid peroxidation. H2 also rapidly elevated hydrogen peroxide (H2O2)levels, peaking at 5 h. When supplemented with exogenous H2O2,a heme oxygenase-1 (HO-1; a novel antioxidant enzyme) inducer hemin, and one ofHO-1 catalytic products, carbon monoxide (CO), antioxidant enzymes andsubsequent PEG tolerance were induced. The inhibition of NADPH oxidase andchemical scavenging of H2O2 could block H2-inducedHO-1expression and PEG tolerance. Simultaneously, a HO-1 inhibitor counteracted theeffects of H2 except H2-induced H2O2production. In summary, these results suggested that H2O2might play a significant role in HO-1-dependent induction of plant osmoticstress tolerance triggered by H2.

文獻題目和作者：Involvement of hydrogen peroxide andheme oxygenase-1 in hydrogen gas-induced osmotic stress tolerance in alfalfa.

QijiangJin, Weiti Cui, Chen Dai, Kaikai Zhu, Jing Zhang, Ren Wang, Honggui La, Xin Li,Wenbiao Shen

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