氫氣醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展.doc

氫氣醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展2016-05-08氫思語(yǔ) 氫思語(yǔ)寄語(yǔ)：今天參加上海體育學(xué)院舉辦的研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)，介紹了氫氣醫(yī)學(xué)和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)發(fā)展概況，許多許多表示對(duì)氫氣醫(yī)學(xué)有興趣，也積極關(guān)注氫思語(yǔ)公眾號(hào)。為了感謝大家的厚愛(ài)，專門將最近泰山醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院副院長(zhǎng)賈慶衛(wèi)教授的綜述文章介紹給大家，相信對(duì)過(guò)去不十分了解這一領(lǐng)域的同學(xué)有一定幫助。氫氣作為一種簡(jiǎn)單安全有效的方法，有可能和運(yùn)動(dòng)鍛煉一樣，不僅受到學(xué)術(shù)界的重視，也會(huì)成為一種日常親民的健康促進(jìn)手段。讓我們一起見(jiàn)證氫氣醫(yī)學(xué)輝煌時(shí)代的來(lái)臨。最近氫思語(yǔ)氫氣相關(guān)文章：氫水對(duì)大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)傷的保護(hù)作用氫氣在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究開展氫氣醫(yī)學(xué)研究先要明確研究類型氫氣醫(yī)學(xué)應(yīng)該朝疾病一級(jí)預(yù)防方向邁進(jìn)解釋氫氣醫(yī)學(xué)效應(yīng)不應(yīng)過(guò)于簡(jiǎn)化氫水抗抑郁研究詳解：氫水對(duì)小鼠抑郁樣行為的影響紀(jì)念DNA節(jié)，講氫氣醫(yī)學(xué)革命中國(guó)氫氣產(chǎn)業(yè)熱鬧非凡 氫氣是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)味且具有一定還原性的雙原子氣體,溶解度低,不能被機(jī)體大量吸收，所以，氫氣在生物體內(nèi)的作用一直未被人們重視。直到2007年Ohsawa等1證實(shí)，吸入2% 的氫氣能選擇性清除羥自由基(.OH) 和過(guò)氧亞硝基陰離子(ONOO)，顯著改善大鼠腦缺血再灌注損傷，從此啟動(dòng)了氫氣分子生物學(xué)研究熱潮。2008年Buchholz 等2證實(shí)，氫氣可以減輕大鼠腸移植過(guò)程的炎性反應(yīng)，具有顯著抗炎作用。此后氫氣的抗氧化、抗炎作用被大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究所證實(shí)3-5。由此氫氣開始廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究。眾多學(xué)者在動(dòng)物模型上驗(yàn)證了氫氣對(duì)神經(jīng)病變、心肺疾病、肝腎損傷、糖尿病等的保護(hù)性作用，并嘗試將氫氣應(yīng)用于部分臨床研究中，并取得了一定成功，如糖尿病、代謝綜合征、血液透析、運(yùn)動(dòng)損傷及肌肉疾病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等，顯示出氫氣應(yīng)用于臨床的極大可能性，現(xiàn)將氫氣應(yīng)用于臨床方面的研究進(jìn)行綜述。1氫氣在臨床疾病中的應(yīng)用1.1心肌缺血再灌注損傷 心肌缺血再灌注損傷可以造成心臟細(xì)胞凋亡增加，啟動(dòng)一系列炎性反應(yīng)，嚴(yán)重影響心臟功能。如何減輕心肌缺血再灌注急性期的損傷一直是大家關(guān)注的熱點(diǎn)。研究表明，大鼠吸人2% 氫氣可顯著減輕心肌缺血再灌注損傷后的氧化應(yīng)激和梗死面積, 且不影響血流動(dòng)力學(xué)參數(shù), 因此認(rèn)為氫氣可以預(yù)防左心室重構(gòu)3。最近通過(guò)對(duì)大鼠心臟冠狀動(dòng)脈左前降支梗死模型的研究發(fā)現(xiàn)，富氫鹽水可以減少心臟缺血再灌注損傷時(shí)丙二醛( MDA) 、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（caspase-3）的表達(dá)，減少心肌梗死的面積，提高了左心室舒張壓和收縮壓6。1.2器官移植損傷 有研究表明，氫氣可以減輕大鼠腸移植過(guò)程的炎性反應(yīng)，具有顯著抗炎作用2。Cardinal等7在大鼠異種腎移植模型上證明, 飲用富氫水改善了移植后的腎功能, 減緩了移植性腎病的進(jìn)展, 減輕了氧化損傷并降低了炎性介質(zhì)的產(chǎn)生, 最終提高了動(dòng)物的存活率；而且該團(tuán)隊(duì)還證明，氫氣對(duì)移植肺同樣具有顯著的保護(hù)作用8。1.3糖尿病及其皮膚損傷 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，在1型糖尿病大鼠中，氫氣可以增強(qiáng)胰島素敏感性，降低血糖水平，還可以影響胰島素通過(guò)信號(hào)傳導(dǎo)途徑，增強(qiáng)肌肉細(xì)胞攝取葡萄糖的能力；而在2型糖尿病大鼠中，氫氣則可以改善胰島細(xì)胞功能，增加胰島素釋放，降低血糖水平9-10。臨床研究方面，給予糖尿病患者飲用富氫水，可以降低患者血漿帶電荷低密度脂蛋白及膽固醇和尿液中8-異前列腺素水平，改善患者的糖耐量11。同時(shí)富氫水可以顯著減少皮膚成纖維細(xì)胞內(nèi)O2- 含量，穩(wěn)定線粒體膜電位，明顯提高細(xì)胞抗氧化能力，降低丙二醛（MDA）含量，改善由高糖和甘露醇誘導(dǎo)的人皮膚成纖維細(xì)胞氧化損傷12。1.4代謝綜合征 研究證實(shí)氧化應(yīng)激在代謝綜合征病情進(jìn)展中起著重要作用13 。給予2型糖尿病伴肥胖小鼠模型，長(zhǎng)期飲用富氫水后，肝MDA水平、脂肪含量以及血糖和血TG水平都降低14。臨床患者飲用富氫水后，血清HDL功能得到改善，TC、LDL水平、載脂蛋白(Apo)B-100 水平顯著下降，尿液中超氧化物歧化酶（SOD）增加、脂質(zhì)過(guò)氧化指標(biāo)明顯降低15-16 。這些研究說(shuō)明，氫氣能夠改善脂質(zhì)代謝紊亂和糖代謝異常,對(duì)代謝綜合征具有一定的治療作用。另一項(xiàng)研究中，給68名受試者， 34名飲用富氫水900ml/d和34名飲用無(wú)氫氣對(duì)照安慰劑；分早中晚三次，每次300毫升，連續(xù)10周；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，富氫水能激活膽固醇流出調(diào)節(jié)蛋白活性，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)膽固醇的流出，加強(qiáng)高密度脂蛋白抗動(dòng)脈硬化和降血脂功能；這一研究提示，氫水對(duì)控制人類高脂血癥和預(yù)防動(dòng)脈硬化具有潛在效果17。1.5血液透析 研究發(fā)現(xiàn)，在透析液中溶解一定濃度的氫氣，可以降低血清1-甲基胍以及單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）和髓過(guò)氧化物酶（MPO）水平，減輕血液透析引起的炎性反應(yīng)，降低透析過(guò)程中白蛋白的氧化程度18-20。研究結(jié)果為氫氣分子對(duì)生物體內(nèi)氧化損傷的對(duì)抗作用提供了直接的證據(jù)。最近有研究表明，使用高濃度氫飽和透析液可以治療長(zhǎng)期腹膜透析引起的包裹性腹膜硬化癥，這給長(zhǎng)期腹膜透析患者提供了一種可能的救命策略21。1.6運(yùn)動(dòng)損傷及肌肉疾病 有研究表明，飲用富氫水可以降低肌肉萎縮、多發(fā)性肌炎/皮肌炎和線粒體肌病等肌肉病患者血乳酸/丙酮酸、空腹血糖、血清基質(zhì)金屬蛋白酶-3和TG等的水平，提示飲用富氫水可能對(duì)肌肉疾病有一定的治療效應(yīng)22。同時(shí)研究表明，飲用富氫水，可以減少運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氧化代謝產(chǎn)物的堆積，降低血乳酸的增加程度，影響運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的人體酸化趨勢(shì),減輕肌肉疲勞23-24。結(jié)果為運(yùn)動(dòng)損傷性疾病的治療提供新的方向。1.7癌癥放射治療副作用 癌癥患者在進(jìn)行放射治療過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)不同程度的細(xì)胞氧化損傷， 49例接受放射治療的肝癌患者每天飲用富氫水(0.550.65 mmol/L)，飲用量約1.52.0L/d，持續(xù)6周，可以提高患者抗氧化能力，降低氧化應(yīng)激水平，改善生活質(zhì)量，但不影響放射治療的效果25。這可能是氫氣的自由基清除作用，或者是氫氣激活了人體內(nèi)可以對(duì)抗放射損傷的保護(hù)機(jī)制，為降低臨床放射治療對(duì)人體產(chǎn)生的不良反應(yīng)提供了更多選擇。另外，有研究表明，采用高濃度富氫水和一種常用抗癌藥5-氟尿嘧啶聯(lián)合使用，可以明顯增加后者抗腫瘤效果，而且可以明顯延長(zhǎng)腫瘤動(dòng)物壽命26。1.8腦梗死 依達(dá)拉奉是用于腦卒中治療的抗氧化藥物，主要通過(guò)其自由基清除，對(duì)抗炎性反應(yīng)，保護(hù)腦屏障的作用，減輕缺血區(qū)腦水腫；臨床研究中，單純給予依達(dá)拉奉與依達(dá)拉奉聯(lián)合富氫水治療急性腦梗死比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩者都可以改善腦梗死區(qū)MRI相對(duì)擴(kuò)散加權(quán)成像的表觀彌散系數(shù)，但是依達(dá)拉奉聯(lián)合富氫水的效果要優(yōu)于單純給予依達(dá)拉奉的效果27。提示氫氣對(duì)急性腦梗死具有一定的治療效應(yīng)，但其作用機(jī)制并不明確，這一作用可能與其自由基清除作用有關(guān)，或者是基于氫氣保護(hù)腦屏障的效應(yīng)。1.9急性紅斑性皮膚病 急性紅斑性皮膚病主要表現(xiàn)為皮膚紅斑，伴發(fā)發(fā)熱和（或）疼痛，在其病程進(jìn)展過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)炎性反應(yīng)，毒性氧自由基產(chǎn)生。有研究顯示，通過(guò)靜脈注射飽和氫氣鹽水的方法，患者靜脈輸入飽和氫氣鹽水0.5L/d，30min輸完，連續(xù)3d，可以明顯改善患者皮膚紅斑以及相關(guān)癥狀，而且對(duì)生化指標(biāo)無(wú)任何影響28。這可能成為急性紅斑性皮膚病臨床治療的另一新方法。1.10類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎是一種免疫反應(yīng)性疾病，在其病程進(jìn)展過(guò)程中,關(guān)節(jié)軟骨和滑膜會(huì)出現(xiàn)不同程度的炎性反應(yīng)和氧化損傷,有研究表明，給予類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者飲用高濃度富氫水（45x10-6）0.53 L/d，連續(xù)4周, 患者血漿8-羥基鳥嘌呤和C反應(yīng)蛋白水平下降，抗瓜氨酸化蛋白抗體（ACPAs）指標(biāo)恢復(fù)正常及關(guān)節(jié)炎癥狀完全消失29。氫氣對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的這種治療效應(yīng)可能是通過(guò)其自由清除作用，或者是氫氣參與機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)過(guò)程，為治療免疫反應(yīng)性疾病提供了新的方式。2氫氣治療疾病的主要給藥方式2.1吸入氫氣 吸入氫氣是最基本，也是最經(jīng)典的治療方式。2007年Ohsawa等 1率先利用吸入2% 的氫氣治療大鼠腦缺血再灌注性損傷，并在以后的一些試驗(yàn)中逐步證實(shí)，吸入低體積分?jǐn)?shù)的氫氣，對(duì)多種疾病具有良好的治療作用。2.2飲用富氫水 研究證實(shí)，飲用富氫水的作用和吸入氫氣相似30。兩種方法都可以起到治療效應(yīng)。富氫水是通過(guò)電解水，金屬鎂和水的反應(yīng)以及高壓將氫溶解于水制得。富氫水因其便攜、容易應(yīng)用且安全性較高而逐漸為人們所接受，特別是在健康產(chǎn)品中更是常見(jiàn)。2.3注射富氫生理鹽水 2009年Cai等31在國(guó)際上率先提出，富氫生理鹽水注射液的給予方式，主要的制備過(guò)程為，脫氣處理后進(jìn)行低溫預(yù)處理，并在注入純氫氣后，進(jìn)行加壓助溶。2.4富氫生理鹽水滴眼液 Oharazawa等證實(shí)，富氫鹽水滴眼液可以用于治療視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷32。其還應(yīng)用于眼角膜堿灼傷33。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，氫氣可以抑制硝普鈉誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜損傷34。這種對(duì)H2的局部施用，主要通過(guò)H2直接擴(kuò)散到視網(wǎng)膜，以達(dá)到減輕視網(wǎng)膜的缺血再灌注性損傷。3 氫氣分子治療疾病的可能機(jī)制3.1直接的 .OH自由基清除作用 2007年Ohsawa等 1首先利用細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了氫氣具有選擇性羥自由基清除作用，可以減輕大鼠腦缺血再灌注引起的損傷。氫氣對(duì)視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷以及電離輻射引起組織損傷的治療效應(yīng)，在組織學(xué)水平上說(shuō)明了氫氣的自由基清除作用32,35。為氫氣的基礎(chǔ)研究以及臨床應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。3.2直接的ONOO自由基清除作用 ONOO可以導(dǎo)致蛋白質(zhì)殘基酪氨酸硝基化，并影響蛋白質(zhì)功能，所以氫氣中和亞硝酸陰離子的效應(yīng)同樣具有重要的意義，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，給予動(dòng)物氫氣或者富氫水后可以降低硝基酪氨酸的水平36。而部分臨床實(shí)驗(yàn)也同樣發(fā)現(xiàn)，給予類風(fēng)濕病人連續(xù)飲用富氫水后其硝基酪氨酸的水平亦出現(xiàn)降低，提示氫氣的一些生物學(xué)效應(yīng)可能與降低硝基酪氨酸的產(chǎn)生有關(guān)29。3.3 氫氣可以調(diào)節(jié)基因表達(dá) 氫氣對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)主要表現(xiàn)為，上調(diào)抗氧化系統(tǒng)的表達(dá)，以及下調(diào)炎性因子的表達(dá)；抗氧化系統(tǒng)的上調(diào)主要表現(xiàn)在，血紅素加氧酶、髓過(guò)氧化物酶、超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶等的表達(dá)活動(dòng)增加，而其下調(diào)炎性因子的作用主要包括腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素（1、6、10、12）以及干擾素表達(dá)的降低。而有試驗(yàn)也同時(shí)證實(shí)，氫氣可以下調(diào)NF-B 的表達(dá)37。由于氧化-抗氧化系統(tǒng)在人體內(nèi)氧化應(yīng)激過(guò)程中起著重要的作用，所以氫氣對(duì)氧化-抗氧化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用顯得尤為重要。3.4氫氣的信號(hào)調(diào)節(jié)功能 信號(hào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在人體當(dāng)中發(fā)揮著重要的作用，而研究顯示，氫氣可能在體內(nèi)作為一種信號(hào)調(diào)節(jié)分子，其機(jī)制尚不清楚。有研究證實(shí)，氫氣可以降低IgE的高親和力受體（FcRI ）相關(guān)受體型蛋白酪氨酸激酶Lyn磷酸化，抑制煙酰胺腺嘌呤二核苷磷酸（NADPH）氧化酶活性，降低肥大細(xì)胞中Lyn磷酸化水平，抑制快速過(guò)敏反應(yīng)38。核轉(zhuǎn)錄因子Nrf2系統(tǒng)是細(xì)胞內(nèi)重要的抗氧化解毒調(diào)節(jié)系統(tǒng)，Nrf2是抗氧化酶核心調(diào)節(jié)因子，可以誘導(dǎo)血紅素加氧酶1（HO-1）的表達(dá)來(lái)對(duì)抗氧化應(yīng)激，保護(hù)細(xì)胞，避免發(fā)生氧化損傷。有實(shí)驗(yàn)表明，給予小鼠急性肺損傷模型吸入氫氣，可以改善肺氧化損，但是給予Nrf2缺陷小鼠急性肺損傷模型吸入氫氣治療后，小鼠HO-1的生成減少，肺氧化損傷沒(méi)有得到改善，提示氫氣對(duì)小鼠肺氧化損傷的作用效應(yīng)可能是通過(guò)Nrf2系統(tǒng)，也為氫氣對(duì)抗氧化損傷提出新的證據(jù)39。3.5氫氣激活胃的1腎上腺受體 有研究證實(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)1腎上腺受體可以刺激胃餓素合成和釋放40。 Matsumoto等41研究給予神經(jīng)毒素1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(MPTP)誘導(dǎo)的帕金森病大鼠模型飲用富氫水后，發(fā)現(xiàn)氫氣可以通過(guò)調(diào)節(jié)胃的1腎上腺受體，促進(jìn)胃饑餓素合成和釋放，這種激素可以進(jìn)入大腦,激活多巴胺神經(jīng)元細(xì)胞上的受體,保護(hù)多巴胺神經(jīng)元細(xì)胞免受毒素?fù)p傷,提示1腎上腺受體可能是氫氣分子在體內(nèi)的作用靶點(diǎn)。氫氣通過(guò)不同方式進(jìn)入機(jī)體均能起到保護(hù)效應(yīng)，這種保護(hù)效應(yīng)也許是，氫氣在機(jī)體內(nèi)將1腎上腺受體作為作用靶點(diǎn)，通過(guò)1腎上腺受體發(fā)揮作用，這為氫氣的保護(hù)效應(yīng)提出新的解釋。4展望 首先，氫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分子質(zhì)量小，可以選擇性地中和毒性強(qiáng)的活性氧與自由基，而不影響機(jī)體內(nèi)承擔(dān)重要生物學(xué)功能的其他活性氧。其次，鑒于其選擇性抗氧化作用，氫可用于大多數(shù)氧化損傷性臨床疾病的治療，包括現(xiàn)在已經(jīng)證實(shí)的臨床研究，如糖尿病及其皮膚損傷、代謝綜合征、運(yùn)動(dòng)損傷及肌肉疾病、緩解癌癥治療副作用、腦梗死、急性紅斑性皮膚病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。而氫氣對(duì)于肝損傷及其所引起的相關(guān)并發(fā)癥、急性胰腺炎嚴(yán)重程度、急性肺損傷、帕金森病、自發(fā)性高血壓引起的相關(guān)并發(fā)癥、急性脊髓損傷、器官移植所引起的組織損傷、抗腫瘤藥物及抗生素引起的腎毒性損傷、認(rèn)知障礙、膿毒血癥、保護(hù)前庭毛細(xì)胞，并減輕聽力損害的作用，已初步見(jiàn)于基礎(chǔ)研究報(bào)道中，但其研究尚未應(yīng)用于臨床。也許在不久之后，上述研究將會(huì)越來(lái)越多的進(jìn)入臨床研究當(dāng)中，并最終進(jìn)入臨床應(yīng)用。最后，高濃度氫氣在潛水醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的長(zhǎng)期應(yīng)用表明，其沒(méi)有生物毒性，顯示良好的生物安全性。因此，用氫氣治療疾病的研究在國(guó)際上已經(jīng)逐漸成為一個(gè)熱點(diǎn)。但不可否認(rèn)的是，該領(lǐng)域仍屬于新興研究方向，除了具備目前研究證實(shí)的一些作用外，可能還具有更復(fù)雜的生物學(xué)效應(yīng)，特別是臨床應(yīng)用方面的研究還需要大力加強(qiáng)，氫分子生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展需要多學(xué)科的協(xié)作，特別是生物學(xué)、化學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的積極參與與合作。閱讀298329投訴精選留言寫留言 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