氫氣治療疾病的種類到底有多少,這真是一個很難回答的問題,雖然現在我們不能明確氫氣是一種藥物,但是研究證據表明氫氣能治療的疾病種類十分廣泛,有時候似乎有包治百病的感覺,其實氫氣的作用一點都不那么廣泛,只是比較明確的幾類,就是存在明確的炎癥和氧化損傷的疾病,只不過氧化和炎癥涉及的疾病種類實在實在太多,才讓人有這樣感覺。最近閱讀加拿大氫氣生物學研究生論文,論文前言有關于自由基和氧化應激疾病的相關描述。在這里給大家進行介紹,我對部分不夠準確合理的描述進行了點修改。
雖然有大量研究證據表明,氫氣能治療或潛在治療的疾病種類很多,但絕對不是什么都可以治,即使能有效,也不是每個人都有一樣的效果,即使有效果,也不是每個人的效果都一樣,具體到一個人,不同的條件下效果也可能不一樣。總之,不可過分夸大氫氣的效果,氫氣不是一種臨床藥物。
一、前言,氫氣是一種新型生物抗氧化劑
(一)活性氧和疾病
1、活性氧
活性氧具有兩面性,不僅是重要的生物活性物質,對機體細胞生理功能的實現不可缺少,但也是有毒物質可發揮損傷效應。物質和能量的新陳代謝是生命的基本特征,細胞利用氧氣對能量物質進行氧化分解并產生ATP,新陳代謝過程主要發生在線粒體內,這些過程也會產生一定量自由基、活性氧和活性氮,活性氧最具有代表性。低水平活性氧是細胞功能的基本條件,例如細胞NADPH氧化系統產生活性氧能破壞病原體。NADPH可把電子轉移給氧氣分子并啟動下游反應產生次氯酸,次氯酸具有殺死細菌的作用,可幫助炎癥細胞對吞噬的細菌進行殺滅,類似于我們日常生活中使用次氯酸消毒殺菌。NADPH氧化酶缺乏會導致慢性肉芽腫性疾病,這種免疫缺陷疾病患者極易發生細菌感染。線粒體電子傳遞鏈中,電子泄露可以導致氧氣被部分還原為超氧陰離子活性氧,這是細胞內活性氧最主要的來源。過氧化氫是細胞內含量最高的活性氧,也是許多細胞因子、胰島素、生長因子,細胞內信號分子JNK1、p53和NF-kB等發揮作用的必須條件。沒有這些活性氧參與的過程,生物不可能存在。
生理學上重要的活性氧包括羥基自由基、超氧陰離子、一氧化氮、二氧化氮、過氧化自由基和脂質過氧化自由基。其他重要含氧化合物,雖然不是自由基,但會形成自由基的的氧化劑,如過氧化氫、臭氧、單線態氧、次氯酸、亞硝酸、過氧亞硝基、三氧化二氮和脂質過氧化物等。這些自由基和能產生自由基的氧化劑共同稱為活性氧。超氧陰離子和過氧化氫在低濃度時發揮重要生理作用,也具有信號分子作用參與許多信號傳導過程,參與細胞凋亡、增殖和分化等生物過程的調節。一氧化氮則屬于重要神經遞質,并能調節血管張力。
正常代謝不斷生成活性氧,也不斷被內源性抗氧化系統消除。SOD可將超氧陰離子轉化為氧氣和過氧化氫。在谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶催化下,過氧化氫則可還原為氧氣和水。
2、活性氧和疾病的關系
雖然活性氧對免疫細胞殺死病原體必不可少,也具有重要生理功能,但是在慢性炎癥條件下過量活性氧產生會破壞自身分子,導致組織細胞損傷。1)過量活性氧可以攻擊細胞蛋白質、脂質、脂蛋白和DNA,導致疾病發生。在許多急性和慢性疾病病理生理過程中,氧化應激具有核心作用。急性氧化應激可能出現炎癥,運動過量、心肌缺血、器官移植、出血性休克和感染等都存在氧化應激。組織缺血再灌注存在典型的氧化應激損傷。在創傷、缺血、膿毒癥等急性疾病可導致組織缺血和自由基的產生。當這些組織恢復血流時,更多自由基會產生并造成組織氧化損傷。急性心肌缺血由于冠狀動脈閉塞,最有效的通過經皮冠狀動脈介入治療重新打開閉塞的血管,這是一種典型的組織缺血再灌注損傷,缺血性心肌再灌流時線粒體大量電子泄露,電子給氧氣分子產生超氧陰離子。SOD催化,超氧陰離子變成過氧化氫,然后在谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化氫酶催化下,過氧化氫變成水。這些都關系不大,可怕的是過氧化氫通過芬頓或維斯反應產生羥基自由基,羥基自由基可是生物體系中活性最強的氧化劑,幾乎無所不摧。當然超氧陰離子和一氧化氮可以直接反應產生過氧亞硝酸陰離子,過氧亞硝酸陰離子也是強毒性自由基,能導致細胞氧化損傷。有大量研究證據說明缺血再灌注損傷和自由基的存在密切關系,例如組織缺血再灌注能檢測到大量活性氧的產生,使用自由基清除劑能有效緩解組織缺血再灌注損傷,給組織增加活性氧也能產生缺血再灌注的類似組織損傷。實際上,羥基自由基是導致各種氧化應激組織損傷的核心成分已經得到廣泛認可。表1列出了自由基有關各種臨床疾病。
除了身體內部原因外,x射線、伽馬射線、β/α粒子輻射、中子、紫外線、洗滌劑、工業和家用化學品和各種藥物代謝都可以導致體內自由基增加。
表1 氧化應激相關疾病
器官 | 疾病 |
血液 | 瘧疾 |
蠶豆病 | |
鐮狀細胞貧血 | |
眼睛 | 早產兒視網膜病變 糖尿病視網膜病變 白內障 |
皮膚 | 光照和放射性損傷 燒傷 皮炎 化學損傷 卟啉癥 |
運動 | 骨關節炎 肌肉病 |
中樞神經 | 中風 新生兒腦缺血缺氧 老年性癡呆 帕金森病 腦外傷 脊髓損傷 多發性硬化 |
肺 | 哮喘 慢阻肺 肺纖維化 |
心血管 | 心肌缺血 心肌病 高血壓 動脈硬化 |
腎臟 | 腎炎 腎病 腎缺血 藥物性腎損傷 血液和腹膜透析 |
多器官損傷 | 出血性休克 心肺復蘇 睡眠障礙 膿毒癥 癌癥 糖尿病 衰老 |
醫療或手術損傷 | 器官移植 冠狀血管造影 筋膜綜合癥 睪丸和卵巢扭轉 |