北京工业大学氢分子生物医学团队

气体分子O2、NO、H2S、CO和CH4等已越来越多地用于医疗标的。氢气在最近十年里也曾成为气体医学的后发先至。但氢气的作用机制尚不明晰，以致存在争议，尤其是氢气动作遴荐性开脱基破除剂的作用机制。

线粒体是生物体调度能量代谢的主要细胞器，亦然活性氧产生和靶向的主要细胞器。近日，西安交通大学刘健康栽植团队发表的综述，系统进展了氢气在不同的疾病模子中通过激活Keap1-Nrf2抗氧化系统动作线粒体靶向养分素的机制。

H2的保护作用可能主要依赖于其独有的穿透细胞各个方面的智力，通过激活Keap1-Nrf2 抗氧化系统来调度线粒体稳态，而不是其奏凯的开脱基破除活性。

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氢气：气体医学的后发先至

气体分子越来越多地用于医疗标的，其哄骗已发展成为一个零丁的医学限制。医学上最等闲使用的气体包括氧气(O2)、一氧化氮(NO)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)和氢气(H2)。如图1所示，从1998年到2022年，与医用气体分子有关的著述数目大幅增长，稀疏是与O2和H2有关的著述

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  图1. 1998年至2022年发表的对于最等闲使用的气体的论文数目

氢气：线粒体靶向分子/养分素而非遴荐性抗氧化剂

抓续的氧化应激导致好多常见疾病的发生和发展。线粒体动作氧化应激的主要开始，被觉得是小分子侵犯的一个新的调理靶点。H2不错阻难活性氧(ROS)积存，阻难细胞升天关节，保管线粒体结构和功能。固然H2是一种遴荐性抗氧化剂的不雅点被等闲经受，但H2的作用是来自于与·OH的奏凯响应如故来自于阻难·OH的产生在科学上还有不对。

羟开脱基有三个主要性质:

1. 寿命短：·OH的半衰期特殊短(10−9秒，即1ns，而超氧化物的半衰期为15s)，没巧合辰扩散(距离造成部位不稀疏50个分子直径)，因此抗氧化响应是在产生·OH的局部。

2. 高响应性：·OH是复原电位最高的活性氧，具有很高的响应速率常数(高响应活性)，接近扩散死心速率常数。

3. 非遴荐性响应：·OH与活细胞中发现的险些通盘类型的分子，包括脂质、卵白质、氨基酸、DNA、RNA和糖。

·OH与体内好多物资的响应速率稀疏与氢气的响应速率，这意味着氢气并不具备竞争上风，稀疏是当H2的浓度相对较低时。·OH/ONOO−在细胞内响应的能源学分析标明，细胞内分子，如核酸和氨基酸，更容易与·OH响应，其响应速率昭彰快于H2，这意味着H2险些不行动作·OH破除剂或险些不行奏凯与·OH响应。

2005年，刘健康团队初度建议了“线粒体养分”的新认识。所谓“线粒体养分素”，是指任何省略保护线粒体免受毁伤、建设线粒体毁伤、促进线粒体功能的化合物。它们的作用机制可能包括(1)通过加多底物和辅因子的水平来保护线粒体酶和/或刺激酶活性;(2)领导内源性抗氧化系统的激活，增强抗氧化贯注;(3)隐敝线粒体产生ROS和破除线粒体中的ROS，(4)保护和建设线粒体毁伤。

H2被觉得是一种潜在的、有出路的线粒体靶向分子或养分物资，可动作氧化复原稳态调度剂。

H2是一个和善的复原剂(圭臬的H+ / H2复原电位为−0.42，比NADH / NAD+(−0.32)略高，但低于醋乙酸/乙醛(−0.60))，险些无法奏凯在活体中破除·OH(图2)。

因为线粒体是主要的活性氧生成和毁伤位点，氢气分子机制可能是它不错很容易地干与细胞和亚细胞的细胞器，如线粒体，通过其盛大的浸透智力，进而激活Keap1-Nrf2 (kelch1like ECH-associated protein l, nuclear factor erythroid 2-related factor 2)抗氧化贯注系统，阻难氧化毁伤，改善线粒体功能，最终起到退避各式疾病的作用。

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氢气：Nrf2激活剂

商量标明，H2不错显耀激活Keap1-Nrf2系统，调度内源性抗氧化剂的活性，增强细胞抗毁伤智力。

在盛大生理条目下，Nrf2与Keap1都集造成复合物，以低活性景况存在于细胞质中。当机体受到氧化应激或其他病理条目刺激时，Keap1的半胱氨酸残基被修饰或Nrf2被磷酸化，Nrf2从复合物中开释出来，转运到细胞核中，与细胞核中的抗氧化响应元件(AREs)序列都集，初始Nrf2介导的转录经过，激活一系列II期抗氧化酶，产生抗氧化剂，破除ROS和其他无益物资。

Nrf2不错通过多种路线激活，其中Keap1-Nrf2路线是最经典的Nrf2激活路线。Keap1含有多种氧化应激响应传感器卵白，它们对不同神色的应激响应具有不同的生理功能。一些商量标明H2通过Keap1-Nrf2系统激活Nrf2，但其激活的明确机制尚不明晰。

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这篇综述试图挑战H2是一种遴荐性·OH破除剂的不雅点，建议H2是一种线粒体靶向分子/养分物资，通过激活Keap1-Nrf2抗氧化系统。这一抗氧化通路有多项商量的把柄，但氢气和Nrf2是奏凯作用如故有中间分子介导还需要更多和进一步的考据。