氢分子医学分享 http://blog.sciencenet.cn/u/孙学军 对氢气生物学效应感兴趣者。可合作研究:sunxjk@hotmail.com 微信 hydrogen_thinker

博文

氙气生物学神话继续进行

已有 3585 次阅读 2016-3-14 07:32 |系统分类:论文交流|关键词:学者

Doping一词源于荷兰语Dope,意指非洲人用于宗教仪式具有兴奋作用的酒,因为最初运动员为提高比赛成绩主要服用一些有刺激作用的药物,所以当时把“Doping”一词就译成了“兴奋剂”,并一直沿用至今。二十世纪60年代,国际上将《禁用物质与禁用方法》统称为 Doping。促红素可以导致红细胞数量增加,危害运动员身体健康。说促红素是兴奋剂,我们比较容易理解,但是最近有人提出,一种空气中的惰性稀有气体,氙气呼吸也可能成为一种兴奋剂,就显得匪夷所思了。

氙于18987月由拉姆齐(William Ramsay)和特拉维斯(Morris W.Travers)在伦敦学院大学发现。此前他们曾从液态空气中提取了氖、氩和氪,怀疑空气中还包含其它气体。发明家Ludwig Mond给了他们一台液态空气机,借助这台机器提取了更多稀有气体氪。经过多次蒸馏,终于分离出了一种更重的气体,在真空管中它发出漂亮的蓝色光芒。他们意识到它是“惰性”气体元素组的又一个成员,选择“ξένος(xenos)”这个希腊文命名氙,意为“陌生的”。在“惰性气体”中,氙的化合物(含有化学键的)是最先被发现的。巴特列(Neil Bartlett)于1962年将PtF₆蒸汽与Xe混合,得到了橙黄色的XePtF₆晶体,打破了化学界中持续60年之久的“稀有气体对化学反应完全惰性”的神话。

氙气化学性质不活泼。能跟水,氢醌、苯酚等形成弱键包合物,在加热或紫外线照射、放电条件下,氙可跟氟直接化合生成XeF2XeF4XeF6等氟化物,XeF4XeF6强烈水解可得到XeO6XeOF4等。人吸入混有70%氙气的氧,引起轻度麻醉,约经3分钟即意识丧失。也就是说这是一种麻醉作用非常强大的惰性气体。因为对身体危害非常小,10年前开始进入临床应用,但因为经济原因没有被临床广泛采用。

其实许多惰性气体都具有不同程度的麻醉作用,例如氮气分压达到3个大气压就具有明显麻醉作用,潜水医学把这种现象称为麻醉。当潜水员发生麻醉时,随着深度增加,会表现出不同程度的麻醉状态,整个表现类似醉酒。麻醉是限制空气潜水无法超过60米的重要原因之一。设想一下在水下如果潜水员发生严重麻醉,将是多么糟糕的问题,轻则出现工作失误,重则出现生命危险。除氦气以外,几乎所有常见非极性气体都具有麻醉作用,例如氢气、氖、氩、氪、氙。在这些气体中,氙的麻醉作用最强,也是唯一在常压下就可以表现出明显麻醉作用的惰性气体。最近一些年,关于氙气的各种生物学效应逐渐受到科学家的重视,随着这些研究的深入,或许对理解气体麻醉的机制,寻找更安全的疾病治疗手段提供其他研究不可替代的证据。(本博主将持续关注这一研究领域)

氙气的麻醉作用早在1951年就被科学家了解,但其具体作用机制一直不十分明确,虽然有一些学者提出这种气体可以阻断NMDA受体的作用,但并不能完全解释所有麻醉效应。最近有学者利用人类进行实验,24名健康志愿者随机分为两组,一组呼吸30%的氙气氧气混合气体45分钟,对照组呼吸氮氧混合气。然后检测呼吸氙气后血液中促红素等多种细胞因子,结果发现呼吸氙气后8小时,受试者血液中促红素水平平均增加37%24小时后增加45%。干细胞生长相关的激素基质细胞衍生因子1(SDF-1)也明星增加外,其他激素和细胞因子都未见明星改变,受试者一些生理指标都未发现明星改变。研究者认为,氙气具有诱导低氧诱导因子的效应,低氧诱导因子是低氧的最敏感分子,这种具有麻醉作用的惰性气体,为什么具有低氧效应,值得思考。


如果说一氧化碳等可以结合血红素的气体具有生物效应,非常容易理解,因为结合血红素可以干扰氧气的效应或血红素的活性作用,但是作为一种化学性质非常惰性的氙气,也具有如此明星的生物学效应,让人难以接受和理解。当然或许是因为我们对生物系统的工作模式理解不够深入有关,就在9年前,我们对生物系统的重要气体氢气也存在误解,竟然默认氢气没有生物学作用。我们对自然界最简单的有机气体甲烷也有同样的态度,大多数人认为这种气体对生物有害,不考虑这是一种非常重要的生物气体。惰性气体氙气都可以发挥生物学作用,我们没有任何理由忽视其他常见气体的生物学作用,这些气体包括氨气、笑气、氮气等一切生物系统可以产生或可以接触到的环境气体。

 科学家就是要勇敢地提出设想,小心地进行求证。所谓大胆假设,小心求证。关于氢气生物效应机制研究,可以参考氙气的研究,目前已经明确可以结合氙气的生物分子已经有许多,例如NMDA等。



https://m.sciencenet.cn/blog-41174-962485.html

上一篇:高密度脂蛋白不再“好”了,我们该怎么办?
下一篇:父母肥胖会给子女带来健康危害

10 田云川 钱磊 李学宽 郑小康 孙爱军 张南希 魏焱明 杨正瓴 divingmed zhangling

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (1 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2023-2-6 21:16

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部