人体内的“有毒气体”

译自Chem-Station网站日本版原文链接：あなたの体の中の”毒ガス”

翻译：炸鸡

说起“有毒气体”，大家都会想起什么呢？是化学武器？还是火山喷发的气体？大概是这样十分危险让人避之不及的东西吧。但是大家知道吗？我们人体内也存在着这样的“有毒气体”。

机动车的尾气含有一氧化氮（NO），一氧化氮也是导致光化学烟雾和酸雨的大气污染物质之一。

一氧化氮靠一氧化氮合成酶（NOS）经L-精氨酸产生，一氧化氮起到杀菌、血管扩张和信号转导等重要功能。

图1：NO的生物合成途径 L-精氨酸→L-瓜氨酸＋NO

作为炸药的主要成分的硝酸甘油通过增加血液中的NO，对治疗心绞痛很有效。

图2：硝酸甘油

一氧化碳（CO）较氧气更容易与血红蛋白结合，抑制氧气的运输从而引起中毒症状。它是由燃料的不完全燃烧产生的，无色无味，难以被察觉，尤其是在冬季使用煤气炉等其他加热设备时需要定时通风。即使这样危险的CO也会在人体内产生。

图3：血红蛋白的分解和CO的生成

血蛋白→胆绿素＋铁离子＋CO

尽管一氧化碳会与血红蛋白结合，但一氧化碳又是由血红蛋白经血红素加氧酶催化后生成的。有研究表明_[1]一氧化碳能够检测到缺氧症并能促进血管扩张，一氧化碳在医学上的作用正在逐渐被发现。

提到臭氧人们大多会联想到臭氧层。臭氧层位于平流层，作用是吸收对人体有害的紫外线并减少达到地表的紫外线的量。对我们不可或缺的臭氧同时具有极强的氧化能力而且对人体健康也有害。令人想不到是我们人体内也生产臭氧_[2]。

图4：臭氧的生产（引用并改编自论文[2]）

由巨噬细胞的髓过氧化物酶（MPO）和其他酶产生的单线态氧在IgG抗体的催化作用下转化为臭氧。这种臭氧被认为是利用其氧化能力来杀死病原体。

硫化氢作为火山气体被人熟知，气味如同腐烂的臭鸡蛋。气味极臭，对粘膜有刺激性，并且会抑制线粒体细胞色素c氧化酶导致急性中毒。但是我们人体内也会产生硫化氢。

图5：硫化氢的生物合成

（来自并改编自独立行政法人 国立精神・神経医療研究センター）

硫化氢可通过多种途径生成，例如L-半胱氨酸经胱硫醚β合成酶（CBS）催化生成硫化其。据报道，硫化氢可以保护组织免受氧化压力的影响，并被认为深度参与了身体的氧化压力防御。

最近，还发现了一种以D-半胱氨酸而不是L-半胱氨酸作为底物的D-氨基酸氧化酶（DAO）介导的合成途径_[3]，有望成为治疗肾脏缺血再灌流损伤的新药。

Hypoxic regulation of the cerebral microcirculation is mediated by a carbon monoxide-sensitive hydrogen sulfide pathway. T. Morikawa et al. Natl. Acad. Sci. U S A. 109, 4 (2012) doi: 10.1073/pnas.1119658109
Investigating antibody-catalyzed ozone generation by human neutrophils. B. M. Babior et al. Natl. Acad. Sci. U S A. 100, 6 (2003) doi: 10.1073/pnas.0530251100
A novel pathway for the production of hydrogen sulfide from D-cysteine in mammalian cells. N. Shibuya et al.Nat Commun. 4　(2013) doi: 1038/ncomms2371

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