心血管疾病的新希望是一種具有臭雞蛋氣味的致命毒氣。出于本能，人們總是避免接觸硫化氫，但過去10年的研究表明，它對心臟、大腦和其他器官的健康極為關(guān)鍵。也許，這種氣體還有一些功能我們尚未發(fā)現(xiàn)。這些研究的突破將讓生理學(xué)家對人類健康的分子基礎(chǔ)有全新的認(rèn)識。盡管目前對硫化氫的研究和應(yīng)用還處于起步階段，但這是一個良好開端，因為它最終將有助于治療一些我們迄今無法攻克的疾病。

心血管病新療法

硫化氫并非唯一會在人體內(nèi)發(fā)揮正面作用的毒氣。20世紀(jì)80年代，科學(xué)家找到一些證據(jù)表明，人體會產(chǎn)生低濃度的一氧化氮，作為信號分子影響細(xì)胞行為。美國科學(xué)研究小組曾在實驗中發(fā)現(xiàn)，一氧化氮具有擴(kuò)張血管、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、傳遞神經(jīng)信號等功能，他們因為這項研究獲得了1998年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。另一種無色無味、被稱為“沉默殺手”的一氧化碳也具有類似的生理效應(yīng)。通過對一氧化碳和一氧化氨的研究，研究人員確信，人體可能還會制造和使用其他氣體作為信號分子。

人體器官和組織是否也能制造帶有臭雞蛋氣味的硫化氫?過去，人們對一氧化氮和一氧化碳的研究集中在它們對心血管系統(tǒng)的影響，因此研究小組決定，對硫化氫的研究也從這里開始。事實證明，判斷非常正確。一系列實驗表明，硫化氫具有重要的生物活性。

在初期實驗中，研究小組很快發(fā)現(xiàn)，大鼠血管壁上存在少量硫化氫氣體。因為嚙齒類動物的生理狀況與人非常相似，這一發(fā)現(xiàn)意味著人類血管必然也會制造這種氣體。但要確定硫化氫對人體生理功能的重要性，僅僅發(fā)現(xiàn)血管中存在這種氣體還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，研究小組必須做更多的研究。

接下來，需要弄清楚人體如何制造硫化氫。研究小組選定的研究對象是胱硫醚裂解酶，它是細(xì)菌用于合成硫化氫的主要“工具”。以前的研究已經(jīng)證實，人類肝臟中也有胱硫醚裂解酶，作用是調(diào)節(jié)含硫氨基酸的組裝，但沒人知曉血管中是否有這種酶。結(jié)果，研究小組在血管中找到了胱硫醚裂解酶，在這里，它會與一種氨基酸結(jié)合，制造硫化氫和丙酮酸。確定了血管中硫化氫的來源之后，研究小組開始思考，人體與大鼠的血管都會產(chǎn)生硫化氫，它會有哪些功能呢?

擴(kuò)張血管降壓

既然一氧化氮能使血管舒張，硫化氫是否會有類似作用，隨后的實驗證實了這種推測：當(dāng)研究小組將剝離的大鼠血管浸泡在硫化氫溶液中時，血管擴(kuò)張了。初步看來，硫化氫就像一氧化氦一樣，是一種血壓調(diào)控因子，但不清楚的是，這一現(xiàn)象背后有著怎樣的分子機(jī)制。在研究提取自動物血管的單個細(xì)胞時，研究小組找到了一些非常意外的線索。一氧化氮通過激活血管平滑肌細(xì)胞中的鳥苷酸環(huán)化酶來舒張血管，但硫化氫的作用機(jī)制完全不一樣。具體來講，硫化氫會激活控制鉀離子流出平滑肌細(xì)胞的通道。這種鉀離子流會產(chǎn)生一個電位，阻止鈣離子大量流入細(xì)胞，從而舒張血管平滑肌，使血管擴(kuò)張。為了在活體動物中驗證細(xì)胞實驗的結(jié)果，研究小組向大鼠注射了硫化氫溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們的血壓降低了。由此推測，這是硫化氫使動脈血管擴(kuò)張，血液更易流動的緣故。

研究小組掌握的大量證據(jù)都表明，硫化氫能通過舒張血管來控制機(jī)體血壓。但還無法肯定的是，研究小組注射的外源性硫化氫引起血管變化，是否真實反映了血管本身制造的硫化氫的生理功能。

為了更好地研究硫化氫的生理效應(yīng)，研究小組利用基因敲除技術(shù)，培育了一種天生缺失胱硫醚裂解酶的小鼠，使它們的血管無法合成硫化氫。隨后，研究小組花了5年時間研究這些基因敲除的小鼠。付出得到了回報，研究小組在《科學(xué)》雜志上詳細(xì)闡述了研究結(jié)果。隨著年齡增長，這些缺失了胱硫醚裂解酶的小鼠的血管收縮程度越來越高，血壓明顯高于正常水平(利用安置在小鼠尾部的血壓套測量血壓)，但如果研究小組向小鼠注射硫化氫，小鼠的血壓就會降低。通過對基因敲除小鼠的研究，可以肯定硫化氫在心血管系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。這也解開了一個存在已久的謎團(tuán)。因一氧化氨相關(guān)研究獲得諾貝爾獎的幾年后，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)血管擴(kuò)張并非都由一氧化氨引起。盡管經(jīng)過基因改造，實驗動物的血管內(nèi)皮細(xì)胞已不能產(chǎn)生一氧化氨，但外周血管(不與心臟直接相連的血管)仍可以擴(kuò)張。在沒有一氧化氨的條件下，到底是什么因素使血管舒張呢?

研究結(jié)果表明，這一神秘因素可能是硫化氫。初步研究已證實，平滑肌細(xì)胞中存在能制造硫化氫的胱硫醚裂解酶。而隨后針對小鼠、牛及人類內(nèi)皮細(xì)胞的研究也顯示，這些細(xì)胞同樣會合成這種酶，合成量甚至多于平滑肌細(xì)胞。在擴(kuò)張血管方面，雖然一氧化氨與硫化氫的具體“分工”尚不清楚，但有證據(jù)顯示，一氧化氮主要作用于大血管，而硫化氫調(diào)控小血管。

調(diào)節(jié)新陳代謝

調(diào)節(jié)新陳代謝似乎也是硫化氫的功能之一。在一系列令人吃驚的實驗中，美國華盛頓大學(xué)發(fā)現(xiàn)，低濃度硫化氫可以減緩小鼠的新陳代謝速率，阻止某些疾病進(jìn)～步惡化。吸入硫化氫后，小鼠的心跳速率會降低50％，進(jìn)入一種假死狀態(tài)，新陳代謝極為緩慢，僅靠硫化氫和氧氣就能維持生命，且不會產(chǎn)生明顯的負(fù)面效應(yīng)。在“硫化氫冬眠”期間，小鼠新陳代謝只會保持在基準(zhǔn)水平(以免重要器官受損)，直到能量供應(yīng)恢復(fù)正常。停止吸入硫化氫30分鐘后，它們的新陳代謝就會開始恢復(fù)。如果實驗證實，“硫化氫冬眠”在人類中也是有效和安全的，急救醫(yī)學(xué)將因此受益。吸入硫化氫后，車禍傷者或突發(fā)心臟病人的生命就能延長，為醫(yī)生贏得足夠的搶救時間。硫化氫還能維持需要接受器官移植的患者的生命，直到他們獲得所需要的器官(硫化氫也可以使捐贈器官存活更長時間)。在發(fā)生戰(zhàn)爭和自然災(zāi)害地區(qū)，硫化氫治療可以緩解血液需求，直至有充足的血液供應(yīng)。實驗顯示，大鼠失血60％之后吸入硫化氫，最終只有25％死于創(chuàng)傷，而沒有接受硫化氫治療的失血大鼠，死亡率高達(dá)75％。

硫化氫不僅能舒張血管，治療心血管疾病，還能調(diào)節(jié)新陳代謝，延長重傷病人的生命。心血管系統(tǒng)會產(chǎn)生硫化氫，可用于調(diào)節(jié)血壓，這一發(fā)現(xiàn)引起了其他領(lǐng)域科學(xué)家的關(guān)注。心肌梗塞發(fā)生時，血栓會阻礙血液流向心臟，導(dǎo)致心臟缺氧，最終壞死。因此，對硫化氫的研究可能幫助科學(xué)家找到防止心臟缺氧壞死的新方法。英國的研究小組從小鼠體內(nèi)取出心臟后，先給離體心臟提供生理鹽水，模仿正常的血液供應(yīng)，接著再停供生理鹽水，模仿心肌梗塞。他們發(fā)現(xiàn)，如果在停供生理鹽水前用硫化氫處理離體心臟，就能減輕心肌受損。一年后，美國埃默里大學(xué)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過基因改造，心血管系統(tǒng)能產(chǎn)生更多硫化氫的小鼠不僅可以忍受血栓導(dǎo)致的缺氧狀態(tài)，對隨后血流恢復(fù)造成的組織損害(即再灌注損傷)也有更強(qiáng)的抵抗能力。這些研究表明，硫化氫可用于預(yù)防或治療高血壓、心臟病和中風(fēng)。此外，由于它能舒張血管，因此還可用于治療血管類疾病。

研究還在繼續(xù)

并非只有心血管系統(tǒng)才有硫化氫。神經(jīng)系統(tǒng)也能合成硫化氫，硫化氫在神經(jīng)系統(tǒng)中扮演什么角色，科學(xué)界尚沒有確切答案。一些研究發(fā)現(xiàn)，硫化氫也是一種神經(jīng)調(diào)節(jié)因子，能使神經(jīng)回路對外源刺激作出不同強(qiáng)度的反應(yīng)。它可能參與了長時程增強(qiáng)過程，通過促進(jìn)細(xì)胞間的交流來加強(qiáng)學(xué)習(xí)和記憶。此外，硫化氫能提高神經(jīng)細(xì)胞中抗氧化劑的含量，以免細(xì)胞在應(yīng)激反應(yīng)中受損。它似乎還可以提高人體對疼痛的感知能力，以便對外界刺激及時作出反應(yīng)。

硫化氫在大鼠和小鼠身上體現(xiàn)出的積極療效，并未在體型更大的哺乳動物中得到驗證。一個法國科學(xué)家團(tuán)隊在研究中發(fā)現(xiàn)，硫化氫沒能讓綿羊像嚙齒類動物那樣進(jìn)入休眠狀態(tài)。在另一項研究中，經(jīng)過硫化氫處理的小豬的代謝速率沒有降低，反而升高了。科學(xué)家同樣不能肯定的是，用硫化氫誘導(dǎo)休眠是否會損害大腦功能。盡管此前的動物實驗中，研究人員并未發(fā)現(xiàn)硫化氫會影響大腦功能，但不得不承認(rèn)，實驗動物的大腦功能變化很難監(jiān)測到。硫化氫誘導(dǎo)的休眠能否延長生命和保護(hù)記憶、思考等重要大腦功能也還沒有明確答案。

盡管硫化氫的多種功能都還無法確定，但制藥廠商已經(jīng)開始研制硫化氫相關(guān)藥物。然而，硫化氫并非只有好的一面，比。如對于炎癥，科學(xué)家就不能確定硫化氫的作用是消炎還是使之惡化。實驗室研究發(fā)現(xiàn)，硫化氫與I型糖尿病有密切聯(lián)系。這種疾病常見于兒童，患者必須經(jīng)常注射胰島素才能存活。胰腺中的β細(xì)胞不僅會合成胰島素，還會產(chǎn)生硫化氫。在患有I型糖尿病的實驗動物中，硫化氫在β細(xì)胞中的合成量非常高。過量的硫化氫會產(chǎn)生兩個不良后果：首先，它會殺死大量β細(xì)胞，剩余的β細(xì)胞太少，不能合成足夠的胰島素分解利用葡萄糖，為人體提供能量。其次，它會阻礙剩余β細(xì)胞釋放胰島素。換句話說，在I型糖尿病中，血液中胰島素含量不足，一定程度上是由硫化氫導(dǎo)致的。