动物肠道中硫化氢的生理生态调控作用

胡佳昕,廖新俤

(华南农业大学 动物科学学院，广东 广州 510642)

数个世纪以来，来自下水道和化粪池的硫化氢(Hydrogen Sulfide,H2S)始终作为毒气和环境污染物受到人们的关注。近年来越来越多的证据表明，H2S和NO、CO一样，可以自由穿过生物膜并直接触发细胞内的信号级联反应，进而参与机体内的生理和病理过程，被认为是第三种气体信号分子。过去对H2S的研究多集中于吸入H2S引起的全身性毒理生理反应，随着对肠道微生态和各种肠道疾病机制的研究逐渐深入，肠道中H2S的生理学影响也成为了肠道研究中的重要一环。

1 H2S的理化性质及来源

1.1 H2S的理化性质

H2S是一种无色、易燃、有刺激性气味的气体，具有高度亲脂性，能以自由扩散的方式通过脂质生物膜。H2S能溶于水，溶液呈弱酸性，存在如下平衡： H2S↔H++HS-↔2H++S2-(pKa1≈7.0，pKa2≈19)[1]。在动物体内，H2S主要以H2S和HS-形式存在，S2-的含量可忽略不计。H2S的存在形式与pH有关，生理条件(pH 7.4)下，约有70%的H2S以HS-形式存在；在呈碱性的线粒体基质(pH 8.0)中，HS-的含量可达92%；在酸性的溶酶体(pH 4.7)中，99%以上的H2S都以游离的形式存在[2]。在细胞中，HS-多以不稳定的铁硫蛋白和相对稳定的有机硫化物形式存在，这些硫化物和游离H2S共同构成了被称为活性硫物种(reactive sulfur species, RSS)的集合。

H2S中的硫对应的是它的最低氧化态。由于六价电子的存在，硫的氧化态可从-2到+6，这也是硫具有广泛的生物学功能的原因。H2S是一种还原物，氧化还原电位约等于-280 mV(pH=7.0，相对于标准氢电极)，这与谷胱甘肽二硫化物/谷胱甘肽(GSSG/GSH)还原对接近。硫的这种广泛生物学功能可能与硫在地球生命的出现和演化过程中的重要作用有关[3]。……