孙学军教授谈:氢气抗凋亡和抗氧化的关系
我们知道,氢气具有抗氧化抗细胞凋亡,那么氢气抗细胞凋亡具体是如何实现的?抗凋亡和抗氧化什么关系?从某种意义上讲,抗氧化和抗细胞凋亡是等价的,抗凋亡也是抗氧化的一种体现。为理解这个问题,我们先看细胞凋亡是什么,引起细胞凋亡的重要原因是什么?
细胞凋亡指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同,细胞凋亡不是一件被动的过程,而是主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。
简单说,细胞凋亡就是细胞主动自杀,这是上世纪70年代发现的一种重要生命现象,刚发现这种现象的时候,让科学界非常吃惊,因为当时科学界还认为,细胞健康身体才能健康,细胞自杀是不是非常糟糕,但是细胞自杀竟然是维持正常组织功能的基本方式,在胚胎发育和维持正常组织结构中发挥核心作用。肿瘤发生的一个重要原因就是细胞凋亡失效的表现。导致细胞凋亡有细胞内和细胞外两种方式,其中细胞内,特别是线粒体途径是细胞凋亡最典型的死亡方式。
线粒体最基本的功能是给细胞提供能量或者说ATP,合成ATP最重要的方式是氧化磷酸化,这个过程就是电子从高还原电位向氧气分子逐渐传递的过程,如果电子传递过程不通畅,例如在氧气不足或相对不足的情况下,电子传递速度下降,其上游如复合体I电子无法释放,导致该复合物发生还原过度状态,还原过度状态是电子容易泄露的情况,泄露的电子可被氧气分子俘获,然后氧气就变成了超氧阴离子,在一系列酶催化下产生更多类型的活性氧。线粒体内活性氧增加可导致心磷脂被氧化。心磷脂是细胞色素C和细胞膜结合的部位,心磷脂被氧化导致细胞色素c从细胞膜上脱离,从线粒体释放出来。我们今天知道细胞色素c从线粒体释放是细胞凋亡的重要标志。细胞色素c在线粒体电子传递链中具有不可替代的重要功能,是将电子交给氧气的最后一个阶段,细胞色素c脱离会导致电子传递受阻更严重,导致上游电子泄露加剧,自由基产生更多,形成恶性循环,严重时导致线粒体功能丧失和崩溃。这种变化可导致细胞能量供应下降,引起细胞凋亡。所以我们可看到,细胞凋亡过程中,线粒体自由基增加导致电子传递链被破坏是其关键过程。因此如果能及时阻断线粒体氧化损伤的发生,就可以减少细胞凋亡的发生。
氢气医学作用的核心基础是选择性抗氧化,抗细胞凋亡和抗炎症,诱导细胞自身抗氧化等都是在选择性抗氧化基础上延伸出的效应。
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温馨提示:根据《食品药品监督管理条例》,氢气不能替代药物治疗。