医学气体研究进展和困难
气体分子已被越来越多地用于治疗发展。本文在背景介绍分析的基础上，对医用气体的研究进行了系统的综述，重点介绍了组织保护、机制、数据有形性和转化方面的挑战。一氧化碳(CO)和氙(Xe)的药理作用被进一步研究，重点是细胞内信使与细胞保护和功能改善中枢神经系统、心脏、视网膜、肝脏、肾脏、肺等。总的来说，该结果支持这样一个假设，即容易传递的“生物气体”(CO、氢、氢S、NO、O2、O3和N2O)或“惰性气体”(He、Ar和Xe)处理可以通过调节氧化、炎症、凋亡、生存和/或修复过程来保护细胞免受常见病理的影响。具体来说，在安全剂量下，CO通过激活sGC/cGMP/MAPK信号通路以及HO-CO、HIF-1α/VEGF和NOS通路之间的串音来诱导神经恢复。Xe通过NMDA拮抗和PI3K/Akt/HIF-1α/ERK激活来拯救神经元。初步研究结果还表明，迫切需要利用先进的分子和遗传策略来验证机制靶点和优化结果一致性;神经治疗研究的数量有限，没有发表大型体内模型的结果。最后，医用气体的广谱、并发多模态稳态作用可能代表一种治疗关键器官衰竭和神经创伤的新药物方法。
古埃及纸莎草纸(被称为“埃伯斯纸莎草纸”:约公元前年)记录了已知的关于治疗性气溶胶输送的最古老描述。在示意图中，一名埃及看护者在向砖块上投掷杂草之前，会先预热砖块(左)。然后，病人吸入含有阿托品等莨菪碱的黑仙子植物汽化液，以缓解呼吸压力(右)。
多年前，人类就已经发明了吸入疗法。它最初的目的是让药物迅速到达患病的呼吸系统和其他系统。已知的关于吸入疗法的第一个参考文献记载于公元前年的埃及医学纸莎草卷轴中。是描述在纸莎草，患者的呼吸压力规定吸入蒸汽黑色的天仙子(莨菪)植物通过一个烤热砖上的芦苇杆插入一个圆顶(图1)。黑色的天仙子包含生物碱如阿托品、莨菪碱、东莨菪碱和托烷，因此，它的气雾剂具有支气管扩张，抗分泌，膀胱松弛，解痉，催眠，镇静和抗腹泻的特性。
文章还对一氧化碳一氧化氮和硫化氢、氧气等生物学气体都进行了具体介绍，我们这里重点转发氢气相关内容。
氢是最丰富的元素，占可见宇宙的约90%。氢气分子是氢的主要存在形式，最早可能是由罗伯特·波义耳在年通过实验产生的。一个世纪后，亨利·卡文迪什发现氢是一种独特的元素。氢治疗肺结核的初步试验是由ThomasBeddoes在年左右领导的。然而，直到年，才证实了人体内氢的产生。年，Dole等人证实高压氧(8ATA)氢混合剂(97.5%氢和2.5%O2×2周)治疗可引起小鼠鳞状细胞癌的消退，主要是通过氢气催化自由基的衰变。
随后，在大鼠化学诱导氧化应激后，给予富氢水或氢气可减少大鼠尿中8-羟基脱氧鸟苷的分泌和肝脏中过氧化脂质的形成，并通过中和羟基自由基减轻大鼠缺血再灌注损伤模型中脑组织的损伤。由于能够在不影响生理氧化代谢的情况下通过细胞膜扩散熄灭有害的自由基(如ONOO-，OH等)，基于氢的治疗在组织保护方面具有极好的潜力，可以对抗药物毒性、糖尿病、神经创伤和大脑、心脏、肠、肾、肝和肺的缺血再灌注损伤。
氢的组织保护作用主要是通过抑制细胞凋亡，包括氧化应激的减弱，Bax表达和caspase3激活的下调，Bcl-2、SIRT1和HO-1的上调。在小鼠围生期大脑缺血再灌注损伤(也使用氢吸入)和心脏骤停模型中，给予富含氢的生理盐水可以降低促炎细胞因子(如TNFα、IL-1β和TGF-β1)、microRNA-21/-(低氧血症标志)、HMGB1、caspase3激活、NF-κB反应和小胶质细胞毒性;处理增加了抗氧化酶(超氧化物歧化酶/SOD和过氧化氢酶)的活性和调节性T细胞(Treg)的数量，以保护神经组织。用氢气生理盐水和氢吸入(3%氢，缺血再灌注损伤前10分钟开始，持续分钟)通过减少内质网应激(通过减少GRP78和C/EBP同源蛋白)显著减少脑水肿和梗死面积。
也有氢气治疗无效的报道，如在中度和重度的新生儿脑缺血缺氧模型中，吸入2.9%氢均未能显著降低梗死体积和脂质过氧化终产物脑MDA浓度。氢预处理与新生儿缺氧脑梗死面积增加和非缺血新生儿脑MDA水平升高有关。相比新生儿的有益结果观察小鼠氢盐水后HIBI管理和早期工作，2%氢吸入轻微损伤模型中显示出更明显的神经保护(90分钟缺氧)。数据显示氢对氧化的影响损失被定义为选择性抗氧化剂之间的平衡氢的作用和环境促氧化作用，以及超氧阴离子(O2-)、一氧化氮(NO)和羟基(OH)自由基的局部和全局自由基动力学。
主要参考文献
ZafonteRD,WangL,ArbelaezCA,etal.MedicalGasTherapyforTissue,Organ,andCNSProtection:ASystematicReviewofEffects,Mechanisms,andChallenges[J].AdvancedScience,4136.
T.Beddoes,ALettertoErasmusDarwin,M.D.onaNewMethodofTreatingPulmonaryConsumptionandSomeOtherDiseaseshithertofoundIncurable,BulginRosser,Bristol;.最早关于氢气治疗肺结核的报道，年
Stansfield,D.,Stansfield,R.().DrThomasBeddoesandJamesWatt:Preparatorywork–96fortheBristolPneumaticInstitute.MedicalHistory,30(3),-.