【氢医学·论文】富氢水的病理调节作用研究进展。
前言
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富氢水疾病治疗作用的研究进展
作者:刘文超 秦川 (铜川职业技术学院医学系 )
【摘 要】近年来的相关研究表明氢是一种理想的选择性抗氧化物质,对多种疾病具有明显的防治作用。富氢水即水中含有适量氢气,具备抗氧化、抗炎、弱碱性、无毒等诸多优点,对缺血再灌注损伤、神经退行性疾病、代谢性疾病等多种疾病具有治疗作用,具有广阔的应用前景。本文现将富氢水在治疗疾病中应用的研究进展做一概述。
【关键词】氢气;富氢水;抗氧化;氧自由基
氢是自然界中分子量最小、含量最多的一种元素。富氢水即水中含有适量氢气,大量研究表明,富氢水可通过减轻氧化应激和炎症反应有效防治多种疾病。与吸入和静脉注射的给药方式相比,饮用(或动物灌胃)富氢水更安全方便,具有实用性和普及性且适合长期给药。目前,富氢水作为一种健康的饮用和使用水已经产业化、商品化。随着对富氢水生物活性的深入研究及其开发利用,它将具有更为广阔的医疗应用和市场经济前景。
1.氢气的选择性抗氧化及其治疗疾病机制
1.1 氢气的选择性抗氧化
人在病理状态下,自由基产生过多会导致氧化应激(OxidativeStress,OS)产生,过多的自由基会对DNA和蛋白质造成损伤,最终引发各类疾病。因此,找到一种能够选择性清除有害自由基的物质,成为抗氧化治疗的新思路。
在2007年5月的Nature medicine上,日本学者Ohsawa等 [1] 报道了他们的研究结果,通过细胞实验和动物模型研究,他们发现在非高压条件下,给予少量的氢气能够选择性地清除氧自由基。这一报道引起了中外学者的广泛关注。Ohsawa等 [2] 又制造出富氢水并应用于实验中,发现其抗氧化等保护作用同样很好。
1.2 氢气治疗疾病的机制
氢气除了能够通过选择性清除自由基减少氧化损伤,防治多种疾病外,还有研究发现,氢气还可以通过提高内源性生物酶活性。在炎症反应中,氢气可降低白介素-1β(IL -1β)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、细胞间黏附分子-1(ICAM-1)水平,从而起到抗炎的作用。Itoh等研究发现,氢气可能通过抑制凋亡信号激酶1的磷酸化影响信号转导通路,或作用于CO相关信号通路,从而缓解小 鼠风湿性关节炎。
关于氢气作用机制的研究尚处于起始阶段,没有明确的结论,不能完全解释氢气防治疾病的生物学效应,同时是否还有其它作用机制存在,它们之间存在怎样的关系,这些都需要国内外学者的进一步研究。
2.富氢水与疾病治疗的相关研究
2.1 对缺血再灌注损伤的防治作用
由于缺血再灌注过程中会诱导大量活性氧的产生,造成氧化应激,因此,氢分子对缺血再灌注损伤的防治作用与其选择性的清除自由基有关。大量研究证明,氢分子可以显著降低氧化应激过程中的标志物,如丙二醛(MDA)和4羟基壬烯醛(HNE)、DNA氧化损伤产物8羟基2脱氧鸟苷(8-OHdG)等。
2.2 对器官移植的保护作用
器官移植的过程中也会伴随着缺血再灌注的产生,氢气对缺血再灌注的治疗作用暗示了它或许也可以在器官的移植过程中起到保护作用。美国匹兹堡大学Nakao研究小组主要从事氢气对器官移植的保护作用的研究,他们发现氢气对小肠、心脏、肺等器官移植均有保护作用。随后Nokao等通过大鼠异种肾移植模型研究发现,饮用富氢水能够改善移植后的肾功能,提高动物的存活率。
2.3 对代谢性疾病的治疗作用
代谢性疾病是机体内部代谢紊乱引起的慢性疾病,如肥胖症、糖尿病、高血压及动脉粥样硬化等。Kajiyama等研究发现,长期饮用富氢水能够提高II型糖尿病患者的糖代谢能力,降低低密度脂蛋白胆固醇和异前列腺素水平,影响葡萄糖耐量。
2.4 对神经退行性疾病的作用
许多神经系统疾病的发生和发展都伴随着氧化应激现象的产生,研究表明,氢气的选择抗氧化、抗炎作用对于神经细胞的保护。Fu等通过构建大鼠帕金森症模型研究发现,饮用富氢水后减少了黑质多巴胺能神经元的丢失,缓解了脑组织氧化损伤,从而控制了帕金森症的发展。
2.5 对辐射损伤的保护作用
电离辐射对生物体的损害主要是因为产生强毒性的羟自由基造成的,氢气具有选择性清除羟自由基的能力。研究结果表明,氢气能够有效的预防辐射导致的氧化损伤。在肿瘤的放射治疗过程中,富氢水起到了很好的治疗效果。Kang等通过临床研究发现,饮用富氢水的肝癌放疗患者血清中的自由基和活性氧代谢产物明显减少,而其放疗效果并未受到影响,放疗患者的生活质量有显著提高。
3.展望
氢气作为一种新的抗氧化剂及医学医疗气体,对于多种疾病具有较好的治疗效果。氢气的水溶液—富氢水同样具有治疗疾病的作用,且其使用更安全方便,具有普适性,在生物医学领域有广阔的应用前景。
截至目前,关于氢气和富氢水大部分研究集中在探索防治疾病作用的表象,对于其作用机制的研究尚处于起始阶段,还未有明确的结论,许多现象无法得到解释。这就限制了它们从实验研究转向临床应用。由于缺少大量临床实验的证据,富氢水的临床治疗效果仍有待进一步的观察,其临床使用价值还不能得到肯定。因此今后的研究方向应以探索氢气治疗疾病的机制为主,并逐渐增加富氢水临床治疗疾病的研究。这些对于促进其由实验研究转向临床研究,增加临床研究数据,确定使用价值,向产学研一体化方向发展具有重要的意义。
【参考文献:】
[1]Ohsawa, I.,Ishikawa,M.,Takahashi,K.,Watanabe, M., Nishimaki, K.,Yamagata, K.,
Katsura, K., Katayama,Y.,Asoh,S.,and Ohta,S.(2007). Hydrogen acts as a therapeutic
antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nature medicine 13,
688-694.
[2]Ohsawa,I.,Nishimaki,K.,Yamagata,K.,Ishikawa,M.,and Ohta,S.(2008).Consump-
tion of hydrogen water prevents atherosclerosis in apolipoprotein E knockout mice.
Biochemical and biophysical research communications 377,1195-1198.