氢气抗氧化实质是变烈为柔，或是以柔克刚

今天交大氢科学中心杨老师问我，氢能源领域分解为氢制备、氢存储和氢使用，都有代表性的相应化学反应式。氢生物医学有没有这样的公式。

我第一反应是，医学生物学领域最缺乏的就是化学反应式，有遗传密码这样精确数字符号描述的生物学过程并不多，当然遗传学和基本生化反应也有相应的公式，例如光合作用和葡萄糖的氧化分解都能用公式表示，这也是这些领域有更高科学性的体现。但是氢气医学属于年轻的学科方向，氢气医学的发展仍然不足，存在的最大问题也恰好在于没有精确量化描述，甚至对氢气作用的分子靶点都还不清楚，显然无法用比较准确的公式进行描述。不过在2007年太田教授提出氢气选择性抗氧化的观点中，就存在这样一个隐含公式，且同年有评论文章把这个公司直接写出来。这样一个公式就是，氢气和羟基自由基反应，产生水和氢原子。

·OH+H2=H2O+·H

如果一定要拿出一个代表性公式，只有这个能体现氢医学的核心故事了。不过这个故事本身只是属于假说层面，且有一些研究对这个反应提出质疑。因为毕竟缺乏比较直接的研究证据证明氢气选择性抗氧化是氢气生物学效应的本质。

当我们介绍氢气的优点时，和其他的抗氧化剂比较，氢气和自由基发生中和反应的产物是没有任何毒性的水，其实我们忽视的一个内容是氢气和羟基自由基反应也会产生氢原子。

氢原子本身也是一种非常活波的自由基，不过这种自由基和生物体系中的有害自由基不同的是具有强还原性。在需氧气生物体系中，还原自由基的危害相对比较小，因为反应体系中充满比较多来自氧气为基础的氧化剂和氧化性自由基。例如氧气很容易和孤立的氢原子直接反应产生超氧阴离子和氢离子。氢离子是生物体系内的无害物质，且生物体系存在强大的酸碱平衡系统。超氧阴离子也可以在SOD的催化下迅速转化为过氧化氢的弱毒性活性氧。更重要的是，超氧阴离子和过氧化氢都属于生物功能分子，产生增加最多产生温和的氧化应激反应。这和强氧化羟基自由基的绝对毒性效应存在极大的差异。所以氢气在这个反应过程中，并没有消灭自由基，而是把强毒性羟基自由基变成了具有功能作用的生理性活性氧。形象说就是把烈火变成文火，烈火能产生毁灭效应，文火是慢炖的重要工具。生物学过程的一个重要特点就是把自然界剧烈的化学反应通过催化变成温和的反应，或者变成多步骤的过程。

氢气的重要性就是自然生物过程的看护者！

氢的选择性抗氧化可理解为变烈为柔。

WoodK C , Gladwin M T . The hydrogen highway to reperfusion therapy[J]. NatureMedicine, 2007, 13(6):673-674.

OhsawaI , Ishikawa M , Takahashi K , et al. Hydrogen acts as a therapeuticantioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals[J]. Nature Medicine.

原创： 孙学军  氢思语 

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