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嶄露頭角的氫氣生物學
關鍵詞：氫氣生物學 發展現狀 氫醫學 氫農業 展望
摘要：氫氣(hydrogen gas,H2)是新發現的生物氣體信號分子。自2007年開始,有關H2的生理調控活性及信號轉導功能受到廣泛的關注,并逐步形成了研究氫氣生物學效應和分子機理的一門新學科——氫氣生物學。按照實際運用范圍的不同,氫氣生物學也可以劃分為氫醫學和氫農學。在醫學方面,通過多種動物模型研究和部分臨床試驗,發現H2具有抗氧化、抗炎和抗凋亡的作用,而且H2對缺血/再灌注以及以炎癥為基礎的急性組織缺血性疾病和慢性退行性疾病(如帕金森病、阿爾茨海默病和動脈粥樣硬化等氧化應激相關疾病)均具有較為理想的正面效果。在農學方面,相關報道還發現H2可以提高苜蓿、水稻和擬南芥對非生物脅迫的耐性,調控黃瓜、番茄、獼猴桃、芽苗菜、黑大麥和食用菌的生長發育和營養品質,延長洋桔梗、玫瑰和百合切花的保鮮以及提高家畜對病原微生物的抗性。本文首先探究了氫氣生物學的發展歷史,提出氫醫學研究思路的源頭是電解水,結合H2測定方法、內源H2的產生途徑以及氫氣生物學效應的分子機理和信號轉導的研究成果,從給氫方式、生物學效應以及安全性等方面,介紹了氫醫學和氫農學的現狀,提出選擇性抗氧化機制不能完全解釋現有的氫生物學效應,反映相關分子機制的復雜性和多樣性。最后,針對氫氣生物學的若干重要的科學和實踐問題進行了展望,并提出氫醫學的進一步發展還依賴于大量且可信度高的臨床試驗,氫農業還需要完成多年多點的大規模大田實踐。
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