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氢水改善食管炎,意义巨大,前景光明(全)

意大利基耶地佩斯卡拉大学衰老医学和科学部女教授Lorenza Speranza在J Cell Mol Med杂志上发表氢气医学临床研究论文,证明氢水饮用可以改善胃食管返流病,论文题目是“一个生物学新视角:氢水调节氧化还原状态改善胃食管返流病”。

意大利学者的研究发现,氢水是改善胃食管反流病的理想手段,每天1500毫升连续饮用3个月,效果十分惊人,改善生活质量,减少全身氧化应激,提高身体抗氧化能力,都是氢气的作用。今天我们继续解读最新这一研究,介绍研究方法和研究结果,科学最强大的武器就是用证据说话。

论文作者认为,最新这一研究不仅具有创新性,也具有巨大的社会影响,因为这一研究表明,采用氢水联合质子泵抑制剂改善胃食管反流病可以带来确切的效应。氢水作为一种改善手段,不仅能减少患者烧心和反流症状,也能改善生活质量。未来研究重点是,使用氢水作为胃食管反流病辅助改善工具,确定对减少质子泵抑制剂使用剂量的意义。

烧心和返流是胃食管反流病的常见典型表现,其中烧心是指胃部或胸骨后的烧灼感,常由胸骨下段向上伸延。这个研究说明,烧心和返流,可以饮用氢水。

氧化应激本质是有毒活性氧和抗氧化系统不平衡。超氧化物阴离子自由基是需氧生物体内自由基产生的第一步,主要来自线粒体。线粒体内电子传递是生物能量代谢的重要途径,但在电子传递过程中会出现部分电子泄露的问题,线粒体电子传递链的电子泄漏是细胞内超氧化物阴离子自由基的主要产生途径。在超氧化物歧化酶(SOD)催化下,超氧化物阴离子可自身氧化还原变成氧气和过氧化氢,过氧化氢在由谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶催化下变成水。从超氧阴离子到过氧化氢然后到水,是生物体系内自由基转化的典型模式。

但是,当存在铁和铜等过渡金属离子时,过氧化氢可以通过芬顿或维斯反应产生活性极大的羟基自由基,这种自由基会导致细胞成分的氧化破坏,导致细胞出现氧化应激损伤。

在过去10年,氢气分子被发现具有对抗生物氧化损伤的作用。大量细胞和多种动物模型研究证明氢气的生物抗氧化效果十分显著。氢气是一种体积极小没有极性的分子,决定了氢分子能快速穿透各种细胞内外结构,也是氢气具有广泛生物学作用的前提。2007年太田成男教授课题组首次报道氢气吸入能改善大鼠脑缺血后脑损伤。随后大量研究表明,氢水对各种氧化应激相关疾病具有改善作用,疾病包括癌症、动脉硬化、糖尿病、神经退行性疾病和血液透析。此外研究表明氢气对胃肠道疾病也有改善作用,发现氢气通过抗炎、抗氧化和抗凋亡作用保护胃肠道蠕动功能、减少组织缺血再灌注损伤、改善应激导致的胃粘膜损伤。

电解水的生物学效应也有许多研究。阴极电解水含量丰富氢气、pH值增加、氧气浓度低、具有还原性和负氧化还原电位。本文作者曾经有研究发现,电解水培养基能通过调节细胞氧化还原状态缓解淋巴瘤U937细胞过氧化氢毒性。

胃食管反流病是一种胃内容物回流到食道诱发的临床症状,表现为烧心和呼吸道吸入等多种复杂症状,严重影响患者生活质量。胃粘膜具有屏障保护功能,食管缺乏类似的保护性内层,返流的胃酸会引起疼痛、炎症和损伤。氧化应激参与一些胃肠道疾病如胃食管反流病、肠炎、胃炎、消化性溃疡、消化道癌症和结肠炎的病理生理学过程。消化道组织可以产生活性氧,但活性氧在胃食管反流病病理生理学作用研究较少。细胞中活性氧的生产是由许多氧化物酶参与,如NADPH氧化酶、葡萄糖氧化酶、脂氧合酶、髓过氧物酶和环氧酶。质子泵抑制剂是胃食管反流病和的消化性溃疡等的一线改善药物,这种药物能不可逆抑制胃黏膜细胞中H + / K +三磷酸腺苷酶,减少胃酸分泌。最早1989年进入临床的质子泵抑制剂是奥美拉唑,随后上市的是1995年的兰索拉唑、2000年的泮托拉唑、2001年的埃索美拉唑和2009年的右兰索拉唑。

胃食管反流病容易导致生活质量的下降。胃食管反流病的临床指南建议经验性质子泵抑制剂改善疑似患者。但多项研究表明质子泵抑制剂的效果并不可靠,而且存在多种副作用。JAMA内科最近的一篇文章中,研究人员报告质子泵抑制剂存在过度使用的问题,系列综述也认为,质子泵抑制剂过度使用容易带来一些负面效应。研究提示,质子泵抑制剂的使用和某些疾病如急性和慢性肾病、骨折、低镁血症、细菌感染和心血管风险存在因果关系。

本研究基于这些原因,目的是评价氢水对胃食管反流病的改善效果,尤其是评估对氧化应激和生活质量改善方面的效应。

本研究对84名胃食管反流病患者进行研究,将这些患者分成2组,一组44人饮用氢水,另一组40人饮用安慰剂普通水,两组都使用质子泵抑制剂。改善时间持续3月,每天都饮用氢水或普通水。在研究不同阶段,这些患者接受胃食管反流病相关生活质量调查问卷和氧化应激总代谢物、抗氧化能力、超氧化物阴离子、一氧化氮和丙二醛含量等的测定,这些是分析氧化应激水平的重要指标。用斯皮尔曼等级相关系数评估量表评分和各种指标之间的关联性。研究结果发现,氢水饮用可以让患者临床症状更快恢复,氧化应激相关指标也迅速恢复正常。烧心(胃灼热)和返流评分和相关实验室检测指标有明显的相关性。研究结果证明,氢水和质子泵抑制剂联合改善胃食管反流病有效果,提示氢气对患者氧化还原平衡状态和生活质量改善都有加速作用。

氢水改善食管炎

一、研究方法

1、氢电解水制备

本研究使用的电解氢水。试验组连续3月在服用质子泵抑制剂的情况下每天饮用1500毫升氢水,对照组饮用等量普通水。

电解还原水的制备方法已经在2016年文章中描述过。研究用水来自城市自来水,使用意大利Alkavitha电解医疗设备(Vithagroup-Alkavitha,L’Aquila)。这种设备由两部分组成,一个为0.2微米活性炭净水过滤器将水净化,另一个是镀铂钛电极电解水。电解水能将水的pH提高到8.10-11.60,ORP降低到-200--800mv。ORP主要决定于水中氢气的浓度,但测定值受H+影响比较大。排除pH值影响后,计算出的rH2可以判断水的氧化或还原能力(参考2015年法国学者论文)。

2、研究对象选择

我们招募了一批未用药的胃食管反流病患者,根据指南诊断胃食管反流病。研究方案符合“涉及人体受试者的医学研究中的伦理原则”的《赫尔辛基宣言》,并经过当地伦理委员会修改和批准(临床注册号:992 of 2015/07/07)。患者均来自Sant.ma Annunziata医院2015年9月至2016年3月,研究随访截至2016年6月。受试者为18岁以上被诊断为胃食管反流病,有超过一月以上的返流、烧心、胸骨后疼痛等典型临床症状。

前3月内存在下列情况均排除试验:急性感染、血栓形成、急性心肌梗塞、中风、糖尿病、大出血、重大手术、输血、系统性炎症代谢疾病、活跃的恶性肿瘤、吸烟和参与其他临床试验。胃肠道疾病如胃十二指肠溃疡和巴雷特食管,使用相关药物、酒精或药物滥用者也被排除。体重过重过轻(BMI小于20或大于33)或素食等特殊的饮食习惯也被排除。

受试者接受血液样本采集和胃食管反流病相关的生活质量问卷调查,研究周期为3月,全部患者都服用质子泵抑制剂,其中试验组饮用氢水,对照组饮用普通水。c反应蛋白测定作为非特异性炎症的标志。所有受试者分别在试验前(T0)和试验结束后(T1)接受两次测试(设计图)。

氢水改善食管炎

139名患者参加了这项研究,其中7名推出,38名被排除试验。最后84人完成最终试验。受试者书面知情同意后被随机分组为试验组和对照组,试验组服用质子泵抑制剂和氢水,对照组服用质子泵抑制剂和普通水,共三个月。根据协议,受试者日常生活中喝1.500毫升氢水或普通饮用水,所有受试者接受研究设计中的医学检测和问卷调查。药物改善首先接受泮托拉唑大剂量冲击,每日口服40毫克4周,然后改为每日20毫克8周。泮托拉唑在早餐前30分钟服用。84名患者中44名女性,40名男性,平均年龄是51.95±10.90岁,对照组40名平均年龄为52.3± 10.7岁,男性18人,女性22人。试验组44人,平均年龄51.6± 11.1岁,男性22人,女性22人。分析表明两组之间年龄、性别和体重指数均没有统计学差异。

3、胃食管反流病相关生活质量问卷

这种问卷主要能给胃食管反流病患者进行自行测试,可获得胃食管反流病胃肠道症状严重程度的定量测量,可应用于判断药物和手术改善的效果评价。这种问卷通常在筛查期间给患者自己测量。问卷测量16项条目,其中烧心6项、吞咽困难2项、返流6项、药物对日常生活的影响和满意度水平各1项。级别从0(无症状)到5(最严重)。评分分别有TS(总评分)、HS(烧心评分)和RS(反流评分),TS是计算所有1-15个问题评分和从0到75分,HS是计算6项烧心评分和从0(无烧心)到30分(最严重烧心),RS是计算10 - 15问题评分和从0(无返流症状)到30分(最严重返流症状)。生活质量满意度测量主要是对改善效果的评价,分别为满意、折衷和不满意。

4、采集外周血分离单核细胞

按照相应流程,采集患者外周血,分离单核细胞和血浆,低温保存待测(原文描述详细)。

5、氧化应激和炎症相关指标分析

血浆用于分析总氧化和抗氧化能力。氧化能力用总活性氧代谢衍生物d-ROMs (derivativesreactive oxygen metabolites)为指标,抗氧化能力用生物抗氧化能力(BAP),分别用测试试剂盒对患者血浆进行分析。

d-ROMs测试是基于机体有机分子被活性氧氧化后产生过氧化基团,通过血清中这类过氧化基团的总体水平测试来表示机体生物分子被氧化的程度。测试原理是根据氧化发光效应,在37度505nm测试,数据表示为卡尔单位。1单位对应于0.8 mg / L过氧化氢,正常值范围是250-300单位。超过这个范围可认为存在氧化应激,低于这个范围则相反。BAP分析则是根据血浆把三价铁离子还原成二价铁离子的能力表示血浆整体抗氧化能力。

细胞内超氧阴离子水平用硝基蓝四唑(NBT)分析,取单核细胞在含硝基蓝四唑培养基37°C孵育3小时,甲醇洗3次,根据NBT转化的蓝紫色结晶甲臜含量代表细胞内超氧阴离子水平。

Griess比色分析细胞内一氧化氮水平。

ELISA测定血浆内c反应蛋白。

比色法分析丙二醛MDA含量,MDA是脂质被氧化的最终产物,其含量代表脂质过氧化水平,经常作为氧化应激的指标。
 

二、研究结果

1、患者情况,原文是放这里,但一般论文的这个内容归在研究方法,我经过整理调整到研究方法部分。
 

氢水改善食管炎

各种评分指标,改善效果显著改善!

2、生活质量

数年前美国学者曾经发现氢水对肝癌放射改善后生活质量的改善作用,2018年初日本学者曾经研究发现饮用氢水对健康人生活质量改善,最新这一研究则发现氢水饮用对胃食管反流病患者生活质量也有提高作用。这些研究说明,无论对癌症患者,健康人和普通慢性病患者,氢水都具有提高生活质量的作用。

胃食管反流病典型症状包括烧心和反流,夜间白天都可发生,夜间常导致患者被惊醒,白天则对饮食有很大影响,这都会导致患者生活质量的降低。表1显示了所有患者改善前后不同生活质量评分改变,和饮用普通水对照组相比,饮用氢水后总评分(TS)、烧心评分(HS)和返流评分(RS)都有显著改善,这说明氢水饮用对提高胃食管反流病生活质量有很好的作用。需要强调的是,这是在质子泵抑制剂改善的基础上体现出的效果。

最后研究中75%的患者改善后良好的满意度水平,综合结果表明,氢水联合质子泵抑制剂改善胃食管反流病3月可以取得理想的改善效果。

氢水改善食管炎

表3 总氧化指标和抗氧化能力

3、氧化应激指标

本研究发现,胃食管反流病存在明显的氧化应激,单独质子泵改善对氧化应激的影响很小,但联合氢水改善能显著改善氧化应激指标,具体表现为总氧化产物降低,总抗氧化能力提高。
 

三、讨论

胃食管反流病的典型症状是频繁烧心和返流,质子泵抑制剂是该病的一线改善药物和黄金标准疗法。质子泵抑制剂能持续阻断胃壁细胞的质子泵活性,显著减少胃酸分泌。没有证据表明,质子泵抑制剂改善可以防止组织损伤和病理过程。食管粘膜本身有抗病能力,能自我保护和再生,这种再生能力也是上皮化生和癌变的基础。

食管粘膜的防御至少有三个不同层次。第一级是黏液层,主要有表面活性剂和黏液。黏液层可保护食物直接接触上皮细胞。第二层是上皮细胞层,上皮细胞紧密连接结构能防止氢离子渗透。第三层是细胞下层。当组织血流供应充分,组织自由基产生和自由基消除达到平衡和稳态。胃食管反流病患者食管黏膜充血,中性粒细胞和嗜酸性粒细胞浸润,炎症反应可导致食管粘膜细胞坏死。近年来,氧化应激在胃食管反流病等病理生理过程中的重要作用逐渐受到重视。炎症反应可导致活性氧和活性氮释放,这也是炎症组织细胞癌变的关键原因。胃食管反流病食管慢性炎症是巴雷特食管和的癌前病变重要原因。胃食管反流病改善的目标不仅仅是控制症状,还包括食管病变改善和并发症预防。

活性氧和活性氮可通过氧化和硝化诱导各种分子标记物,其典型代表是超氧阴离子和一氧化氮。氧化应激条件下,诱导型一氧化氮合酶激活产生大量一氧化氮,和超氧阴离子反应产生毒性更强的过氧亚硝基(ONOO)。一氧化氮是一种重要的细胞信号分子,但产生过多也可能导致器官系统病理改变。

人类胃食管结合部含有大量一氧化氮,可以扩散到粘膜上皮,参与胃食管反流病病理生理过程。反流食管炎患者和小鼠模型食管组织内活性氧水平增加,也可能参与粘膜损伤和疾病进展。许多抗氧化剂可以防止食管炎模型粘膜损害,提示抗氧化剂改善可改善食管炎。

最近10年的医学研究表明,氢气分子是一种优秀的抗氧化剂,对多种疾病具有改善作用。氢气抗氧化降低氧化损伤,这已经引起了临床医学的关注,但进入临床应用仍然需要开展相应研究。最近几项研究显示,电解水也含有丰富的氢气,也具有抗氧化和抗炎症的作用。Kashiwagi等发现,饮用电解氢水能缓解自由基导致的DNA损伤。

胃食管反流病食管组织含有丰富的趋化因子、细胞因子、氧化应激分子、生长因子和炎症细胞等炎症反应特征,说明是一种典型的炎症性疾病。所以本研究假说为,氢气作为一种扩散能力强,具有选择性抗氧化抗炎症的理想改善性气体,对胃食管反流病这种炎症性疾病可能具有改善作用。研究招募了84名胃食管反流病患者,分成对照组和试验组两组。分析显示,质子泵抑制剂改善对胃食管反流病相关症状有改善作用,氢水联合改善可以进一步增加效果。胃食管反流病往往影响饮食、疼痛、睡眠等生活质量相关因素,众所周知,胃食管反流病生活质量明显下降。研究结果表明,减少临床症状如烧心和反流,可以显著提高生活质量。另外不仅在临床症状方面有显著改善,氢水改善组MDA也显著下降,这说明氢水对降低脂质过氧化作用效果明确,一氧化氮水平的改变也进一步支持这种效应。氧化应激是非常重要的评价指标,但在医学和生物学研究技术上存在许多挑战。吉梅内斯等发现,巴雷特食管和胃食管反流病患者抗氧化活性下降导致粘膜超氧化物阴离子和过氧亚硝基等活性氧水平增加,导致食管损伤加重。最新这一研究结果表明,胃食管反流病患者细胞氧化还原出现典型失衡改变,超氧阴离子、一氧化氮和MDA水平等代表活性氧和氧化应激指标明显增加(表2)。研究还发现,胃食管反流病患者活性氧代谢产物和抗氧化能力也符合这一变化趋势。经过改善后,两组患者氧化应激斗有改善,但氢水改善组有23.3%的患者抗氧化障碍恢复到最佳范围,但单纯质子泵改善组92.5%的患者有强烈抗氧化障碍(表3)。抗氧化能力和烧心评分和反流评分存在相关关系。
 

氢水改善食管炎

这一研究结果说明,氢水可以产生类似于SOD和CAT的抗氧化作用,对氧化应激相关疾病如胃食管反流病有改善价值。胃食管反流病食管组织活性氧产生增加超过组织抗氧化能力,导致氧化应激损伤。使用抗氧化剂纠正氧化应激是改善该疾病的重要策略。这也应该是多种炎症为基础的胃肠道疾病改善的整体策略。

本研究结果也表明,氢水联合质子泵抑制剂改善胃食管反流病不仅能改善患者生活质量,而且可以纠正多种氧化应激相关指标。可能的原因是,易穿透细胞扩散的氢气通过选择性中和强毒性自由基,减少氧化应激降低组织氧化损伤,避免炎症细胞浸润,环境局部组织充血,维持组织细胞氧化还原平衡。血浆抗氧化能力增强减少了系统氧化应激,减少了全身症状,提高了患者生活质量。

胃食管反流病改善需要质子泵抑制剂和改变生活方式,这需要卫生系统的巨大支出。质子泵抑制剂改善也存在两个问题,一是相当比例的患者改善无效,另一个是长期服用容易产生副作用。临床医生必须意识到潜在的风险,确保处方质子泵抑制剂使用受到严格监督,争取进行个性化的改善。

论文作者认为,最新这一研究不仅具有创新性,也具有巨大的社会影响,因为这一研究表明,采用氢水联合质子泵抑制剂改善胃食管反流病可以带来确切的效应。氢水作为一种改善手段,不仅能减少患者烧心和反流症状,也能改善生活质量。未来研究重点是,使用氢水作为胃食管反流病辅助改善工具,确定对减少质子泵抑制剂使用剂量的意义。
 

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