大气中二氧化碳 (CO 2 )含量过高不仅会改变地球气候，还会改变我们细胞的功能。这种气体与过氧化氢 (H 2 O 2 ) 相互作用，后者在人体中发挥多种功能，产生一种名为过氧单碳酸盐的强氧化剂。

新方法检测细胞中源自二氧化碳的生物氧化剂

“越来越多的证据表明，过氧一碳酸盐在细胞通过氧化还原信号进行的适应性反应和细胞功能障碍中都发挥着重要作用。还有流行病学证据表明，我们城市中即将达到的二氧化碳水平会导致许多生理问题。而人们对二氧化碳毒性的潜在机制了解甚少，”巴西圣保罗大学化学研究所 (IQ-USP) 的全职教授 Ohara Augusto 说道。

奥古斯托领导的一项研究发表在《化学毒理学研究》杂志上，该研究描述了一种基于荧光分子探针检测细胞中过氧单碳酸盐的新方法。这是首次在细胞中检测到该物质。这项研究是在生物医学氧化还原过程研究中心 (Redoxome) 的支持下进行的。

奥古斯托说：“这项研究很重要，因为它提供了一种方法来证明过氧单碳酸盐在某些条件下(包括细胞条件)的产生，也因为它提出了这个话题进行讨论，考虑到氧化还原领域对二氧化碳的关注很少，这是一个福音。 ”

测量荧光

为了检测过氧单碳酸盐，研究人员测量了硼酸盐探针的荧光。他们首先设计了一种酶反应，产生稳定生理浓度的过氧化氢，并在存在和不存在 CO 2的情况下测量硼酸盐探针的荧光。

硼酸盐可用于检测过氧化氢、过氧亚硝酸盐、次氯酸和过氧一碳酸盐等物质，这些物质以不同的速度和强度与它们发生反应，从而可以识别这些氧化剂。

在这项研究中，巨噬细胞被激活，产生过氧化氢。巨噬细胞是一种免疫系统细胞，根据激活类型，会产生不同的氧化剂。

研究人员进行了几项对照实验，得出结论：细胞在二氧化碳存在的情况下不会生成过氧亚硝酸盐或次氯酸，但会生成过氧单碳酸盐。

“这是一种相对简单的方法，用于检测生理浓度的过氧化氢和二氧化碳中的过氧单碳酸盐。这在过去是不可能的，但现在研究人员可以得出结论，在细胞中观察到的一些影响，例如某些蛋白质的氧化程度更高或细胞反应，可能是由于过氧单碳酸盐造成的，他们将能够测试这一发现，”奥古斯托说。

尽管过氧单碳酸盐自 20 世纪 60 年代就已为化学家所知，并具有消毒剂和增白剂等技术应用，但由于其前体的浓度低且形成速度慢，人们认为它不可能存在于细胞中。据 Augusto 介绍，对生物系统中过氧单碳酸盐的研究始于本世纪头十年，最初的重点是氧化损伤。

氧化还原信号和CO2

氧化还原信号是一种适应性反应。“当压力稍微增加时，细胞就会适应。例如，氧化剂的形成可以导致抗氧化酶基因的表达，在这种情况下是对氧化应激作出反应。此外，许多导致细胞反应的途径都涉及硫醇蛋白，其中过氧单碳酸盐的氧化速度比过氧化氢快，”奥古斯托说，并补充说，只有当氧化剂形成非常大量时，才会发生不可逆的细胞损伤。

二氧化碳是过氧单碳酸盐的前体，过氧化氢也是如此。CO 2自然存在于大气和人体中。人们平均每天呼出约 1.0 千克 CO 2，这是新陈代谢的产物。

从氧化还原角度来看，二氧化碳调节过氧化氢和过氧亚硝酸盐(两种重要的分子氧代谢物)的反应性。它还会改变基因表达，包括与炎症有关的基因表达。它还参与通过过氧亚硝酸盐进行的蛋白质硝化和蛋白质氨基甲酰化，后者是另一种可以改变蛋白质生物功能的翻译后修饰。

虽然需要更多证据证明其作为生物氧化剂的作用，但过氧单碳酸盐似乎是人体中CO 2水平升高产生有害影响的可能媒介之一。此外，Augusto 指出，CO 2还通过非氧化还原机制发挥作用。