硫化氫

硫化氫,第三種的氣態神經傳遞物質-上

硫化氫,第三種的氣態神經傳遞物質-上 (H2S)
臺中市立第一高級中學生物科林孟緯實習老師/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

硫化氫的物理與化學性質

硫化氫是一種無色具強烈腐臭蛋氣味的氣體。而硫化氫產生毒性的濃度,大約高過我們人類嗅覺可以偵測到硫化氫的濃度的400倍,這種敏感的嗅覺可以避免吸入過多的硫化氫影響了正常的生理功能。硫化氫氧化後,會產生元素硫以及二氧化硫,甚至硫酸。硫化氫解離的反應如下:


而在pH7.4的水溶液中大約有三分之一的硫化氫是未解離的。而硫化氫對於細胞膜的通透性影響很大,而在脂溶性溶液中的溶解度更是水中的五倍。

內生性的硫化氫

藉著一些細菌與古細菌的研究,目前對於硫化氫的合成已經有了一些初步的認識,除此之外,在一些哺乳類的細胞中也確知有硫化氫的產生。硫化氫在大鼠血清中的濃度約為46μM,而在腦組織中的硫化氫生理濃度約為50-160μM。
在哺乳類的組織中,有兩種主要調控硫化氫生成的酵素,稱為cystathionine β-synthase (CBS)與cystathionine γ-lyase (CSE)。而硫化氫合成的原料,則是一種胺基酸(半胱胺酸,L-cysteine)。CBS與CSE在很多細胞都有表現,像是肝臟,腎臟,皮膚的纖維母細胞以及淋巴球。而另外一條較不重要的生成的路徑則是在葡萄糖氧化的過程中,會把元素態的硫還原成硫化氫。硫化氫代謝的路徑有三條,可能在粒線體內被氧化成硫,在細胞質被甲基化成CH3SCH3,或是藉由氧化型血紅素(methemoglobin)清除。而正常狀態下硫化氫可與血紅素結合成 green sulfhemoglobin而存在。