氫分子在生物學(xué)中的重要作用

    在生命進(jìn)化過程中，氣體的作用地位非常關(guān)鍵。水是生命的載體，氣體是生命的最基本材料和信息交換載體。在生物體系中，氣體無處不在，功能十分重要。但現(xiàn)代生物學(xué)只注意到最重要?dú)怏w的基本生理功能，但往往忽略作為內(nèi)環(huán)境條件的氣體作用價(jià)值。最近生物學(xué)領(lǐng)域盡管對(duì)一些具有信號(hào)調(diào)節(jié)作用的氣體，如一氧化氮、一氧化碳和硫化氫的重要生物調(diào)節(jié)作用有了比較全面的了解。但對(duì)分布更廣泛，更有普遍價(jià)值的氣體仍沒有意識(shí)到他們的存在。

    潛水醫(yī)學(xué)早就發(fā)現(xiàn)，氮?dú)?/a>具有麻醉作用，只要提高空氣的壓力到4倍，大多數(shù)人都會(huì)發(fā)生明顯的劑量依賴性麻醉效應(yīng)，這一現(xiàn)象從反面說明氮?dú)饨^對(duì)不是一種真正的生物惰性氣體，生物體系必然是在一種可影響我們功能的氣體環(huán)境中運(yùn)行。這類似于水的功能，缺乏和過多都可以表現(xiàn)出異常，從而能推測(cè)出水的重要性，但我們對(duì)水在各種代謝過程中的關(guān)鍵作用并不非常了解。我們很難詳細(xì)說出在基本的能量代謝中，水具有什么作用。我們了解滲透壓的重要性，但我們往往忽視水是滲透壓的根本介質(zhì)，這就類似我們?cè)谘芯柯曇舻膫鬟f過程中往往只關(guān)注頻率，忘記作為介質(zhì)的空氣的作用一樣。氣體在生物體系中的重要性也常常是被忽略的。

    細(xì)胞是在開放體系中生存，維持環(huán)境穩(wěn)定是細(xì)胞生存必然的最重要的職責(zé)。例如一個(gè)細(xì)胞需要一定的氧氣供應(yīng)，當(dāng)細(xì)胞面對(duì)缺氧環(huán)境刺激時(shí)，細(xì)胞或其周圍輔助細(xì)胞必須作出反應(yīng)，這種反應(yīng)可以是促進(jìn)血管擴(kuò)張的急性效應(yīng)，可以是促進(jìn)血管增生的慢性效應(yīng)，也可以是產(chǎn)生耐受缺氧的無氧代謝模式的轉(zhuǎn)換，可以是誘導(dǎo)細(xì)胞自殺的維護(hù)團(tuán)體利益的高尚行為。無論如何，維持環(huán)境平衡是一切細(xì)胞肩負(fù)的重要職責(zé)。

    環(huán)境因素中，比較重要的包括，溫度平衡、氧氣的濃度、二氧化碳的濃度、酸緘度平衡、惰性氣體的濃度、滲透壓平衡、離子濃度和梯度平衡、氧化還原平衡等等。這些平衡只要有一種和多種發(fā)生暫時(shí)和持續(xù)的失衡，必然導(dǎo)致細(xì)胞和組織產(chǎn)生維持和糾正平衡的努力或抗掙。