崭露头角的氢气生物学

论文摘要

氢气（hydrogen gas,H2）是新发现的生物气体信号分子。自2007年开始,有关H2的生理调控活性及信号转导功能受到广泛的关注,并逐步形成了研究氢气生物学效应和分子机理的一门新学科——氢气生物学。按照实际运用范围的不同,氢气生物学也可以划分为氢医学和氢农学。在医学方面,通过多种动物模型研究和部分临床试验,发现H2具有抗氧化、抗炎和抗凋亡的作用,而且H2对缺血/再灌注以及以炎症为基础的急性组织缺血性疾病和慢性退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病和动脉粥样硬化等氧化应激相关疾病）均具有较为理想的正面效果。在农学方面,相关报道还发现H2可以提高苜蓿、水稻和拟南芥对非生物胁迫的耐性,调控黄瓜、番茄、猕猴桃、芽苗菜、黑大麦和食用菌的生长发育和营养品质,延长洋桔梗、玫瑰和百合切花的保鲜以及提高家畜对病原微生物的抗性。本文首先探究了氢气生物学的发展历史,提出氢医学研究思路的源头是电解水,结合H2测定方法、内源H2的产生途径以及氢气生物学效应的分子机理和信号转导的研究成果,从给氢方式、生物学效应以及安全性等方面,介绍了氢医学和氢农学的现状,提出选择性抗氧化机制不能完全解释现有的氢生物学效应,反映相关分子机制的复杂性和多样性。最后,针对氢气生物学的若干重要的科学和实践问题进行了展望,并提出氢医学的进一步发展还依赖于大量且可信度高的临床试验,氢农业还需要完成多年多点的大规模大田实践。

论文目录

• 1 氢气生物学的发展历史
• 2 氢气的测定方法
•   2.1 气相色谱法
•   2.2 电极法
•   2.3 氧化还原滴定法
• 3 内源H2的产生途径
• 4 氢气生物学的现状以及分子机制
•   4.1 给氢方式
•   4.2 氢医学的现状
•     4.2.1 H2对急性心脑血管疾病的改善作用
•     4.2.2 H2对慢性病的干预
•     4.2.3 H2控癌
•     4.2.4 H2对皮肤病和运动损伤的干预
•     4.2.5 H2对眼的保护作用
•   4.3 氢医学效应的分子机制
•     4.3.1 氢医学分子基础的发展历史
•     4.3.2 抗氧化和抗炎症的分子机理
•     4.3.3 抗凋亡的分子机理
•   4.4 与材料科学相结合的氢医学前沿
•     4.4.1 纳米氢医学
•     4.4.2 氢化镁在氢医学上的运用
•   4.5 氢农学的现状及其分子机制
•     4.5.1 H2的微生物效应以及分子机理
•     4.5.2 H2的植物学效应及其分子机理
•       4.5.2. 1 H2提高植物对非生物胁迫的耐性
•       4.5.2. 2 H2提高植物对生物胁迫的抗性
•       4.5.2. 3 H2改善植物生长发育和营养品质
•       4.5.2. 4 H2调控水果和花卉采后生理
•     4.5.3 H2的动物效应及其分子机理
• 5 氢气生物学的若干重要的科学和实践问题的展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 沈文飚,孙学军

关键词: 氢气生物学,发展现状,氢医学,氢农业,展望

来源: 中国生物化学与分子生物学报 2019年10期

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学

单位: 南京农业大学生命科学学院生物化学与分子生物学系,上海交通大学氢科学中心,海军军医大学海军医学系

基金: 佛山市农业科技项目(佛财预2019【140】号),国家自然科学基金项目(No.31371546,No.31972396),上海交通大学氢科学中心的经费支持~~

分类号: Q-05

DOI: 10.13865/j.cnki.cjbmb.2019.10.01

页码: 1037-1050

总页数: 14

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