一氧化碳的研究
發(fā)布時間：2019-06-13來源：洛陽華普高純氣體點擊：3613
眾所周知，一氧化碳是一種有毒的氣體，比較低濃度就可以毒殺生命。亞里士多德(公元前384-322年)***次記錄，煤燃燒會產(chǎn)生有毒氣體。一氧化碳氣體是在古代歐洲被用來處決俘虜，執(zhí)行方法是把罪犯關在一個沐浴室燃燒煤。***早（1776年）制備一氧化碳的是法國化學家de Lassone，他通過加熱氧化鋅和碳制得了一氧化碳。但由于一氧化碳燃燒時產(chǎn)生了與氫氣類似的藍色火焰，de Lassone錯誤地認為他制得的是氫氣。在1800年英國化學家William Cruikshank才證明一氧化碳是由碳元素和氧元素組成的化合物。***早對一氧化碳的毒性進行徹底研究的是法國的生理學家Claude Bernard。在1846年，他讓狗吸入這種氣體，發(fā)現(xiàn)狗的血液“變得比任何動脈中的血都要鮮紅”。后來我們知道血液變成“櫻桃紅色”是一氧化碳中毒的特征性癥狀。
大量研究發(fā)現(xiàn)，一氧化碳氣體和一氧化氮類似，也是一種細胞第二信使和神經(jīng)調(diào)節(jié)分子，非常低濃度就可以產(chǎn)生生理性作用。一氧化碳的主要生理作用包括神經(jīng)功能調(diào)節(jié)和血管松弛。一氧化碳也在許多疾病病理生理學過程中發(fā)揮重要作用，這些疾病包括神經(jīng)退行性疾病、高血壓、心力衰竭和各種炎癥。一氧化碳可以通過抑制白細胞的運動、促進白細胞吞噬細菌、抑制白細胞釋放炎細胞因子等發(fā)揮抗炎癥作用。動物模型研究中，發(fā)現(xiàn)一氧化碳能治療膿毒癥、急性胰腺炎、肝缺血/再灌注損傷、結腸炎、骨關節(jié)炎、肺損傷、肺移植排斥反應、神經(jīng)性疼痛和促進皮膚傷口愈合（有點面熟吧）。這些作用主要是由于一氧化碳的抗炎癥作用，研究表明一氧化碳屬于生理性抗炎癥因子。通過一氧化碳吸入或一氧化碳釋放分子可以作為病理性炎癥反應的治療手段。
雖然關于一氧化碳作用的研究很不錯，但是現(xiàn)在這個方面的研究已經(jīng)不夠新穎，很難能進入CNS雜志的行列。不過***近《自然醫(yī)學》雜志發(fā)表來著麻省總醫(yī)院Eng H Lo課題組的一篇研究論文，研究內(nèi)容是一氧化碳對腦外傷的治療作用。Eng H Lo課題組***近還和首都醫(yī)科大學合作在《自然》雜志發(fā)表來自星形膠質細胞線粒體能保護腦缺血后神經(jīng)元的研究，可見這個小組的活躍度和影響力。
該研究發(fā)現(xiàn)，一氧化碳釋放分子CORM-3能減少腦外傷后腦組織血管周細胞（pericyte）死亡，保護神經(jīng)行為功能。周細胞又稱Rouget細胞和壁細胞，是一種包圍全身毛細血管和靜脈中內(nèi)皮細胞的細胞。研究用自由基清除劑N-叔丁基-α-苯基硝酮（PBN）做對照，發(fā)現(xiàn)PBN雖然也能減少周細胞死亡，但是不能改善神經(jīng)功能。（一定要注意的是這個對改善神經(jīng)功能沒有作用，這是研究的亮點和關鍵。）
研究發(fā)現(xiàn)，CORM-3能造成神經(jīng)干細胞內(nèi)神經(jīng)一氧化氮合成酶（nNOS）磷酸化水平提高，而對照組和PBN治療組都沒有這樣的影響。CORM-3能增加體內(nèi)NeuN和BrdU雙陽性細胞數(shù)量，說明能促進腦內(nèi)神經(jīng)干細胞的增殖，抑制一氧化氮合成酶活性能消除這種作用，也能干擾神經(jīng)功能恢復作用。因為腦內(nèi)神經(jīng)干細胞和周細胞比較靠近，作者猜測一氧化碳誘導的神經(jīng)干細胞是否和周細胞存在相互關系，并進一步促進神經(jīng)再生。先對培養(yǎng)周細胞進行氧糖剝奪，用CORM-3處理后的培養(yǎng)基處理神經(jīng)干細胞，發(fā)現(xiàn)能促進神經(jīng)干細胞分化為成熟神經(jīng)元。研究結果說明，一氧化碳對腦創(chuàng)傷具有治療作用，這種作用是通過保護血管周細胞，周細胞和神經(jīng)干細胞相互作用促進神經(jīng)再生。
研究的亮點是研究了兩種細胞的相互作用，而不是單獨一種細胞。如果只研究周細胞或神經(jīng)干細胞，雖然仍然可以采用同樣的所有技術，雙標記染色，神經(jīng)干細胞增殖，細胞內(nèi)蛋白磷酸化水平，都無法將研究水平提高到一定水平。這個研究和膠質細胞釋放線粒體挽救神經(jīng)元的研究有類似的研究模式。就是將研究從一種細胞向多細胞相互關系轉移，這樣就有了故事的復雜性和靈活性。按照同樣的策略，也可以用小膠質細胞釋放損傷或保護分子影響神經(jīng)元為模式。
一氧化碳的許多作用和氫氣存在重疊，一氧化碳的關鍵作用是能與血紅素結合，阻斷氧氣和血紅素的結合，也就是發(fā)揮抗氧作用。其實氧氣在細胞功能不足情況下是一種損傷因素，一氧化碳的作用有可能是阻斷了氧氣的毒性作用。當然氫氣也許可以發(fā)揮同樣的抗氧氣毒性作用，不過氫氣這種作用可能遠低于一氧化碳的效應級別，因此氫氣要發(fā)揮作用需要在劑量上增加許多。如果是這樣，氫氣也可以參考一氧化碳的研究。