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氢水促进骨质疏松骨折愈合

骨质疏松症(OP)是一种以骨量丢失和骨微结构恶化为特征的常见疾病。骨质疏松症患者更容易发生骨折,骨质疏松性骨折不愈合是常见的并发症,可能给患者家庭带来沉重负担。骨质疏松性骨折治疗困难,为尽量减少其负面影响或功能康复不良,尽早采取积极的预防措施至关重要。除了抗骨质疏松药物和广泛应用于临床的自体骨移植外,其他天然分子也被报道有潜在的应用于动物模型。
 
氢分子体积小、无毒、电中性、非极性,可自由扩散穿过所有细胞膜,如血脑屏障和胎盘屏障。在过去的10年里,人们对分子氢进行了全面的研究,并因其抗氧化、抗凋亡和抗炎的特性而引起了极大的兴趣。氢气具有抗炎作用,可选择性地与羟自由基反应,有效靶向细胞内炎症因子。自从氢在大鼠脑梗死模型中的出色治疗效果首次被证实以来,越来越多的证据表明,许多疾病都可以通过氢治疗得到改善。在之前研究发现,在链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠中,由于氧化应激水平的增加,骨结构发生改变,氢水(HRW)可以保持骨体积并降低骨折风险。但在高氧化应激条件下,氢气治疗效果的具体机制有待进一步研究。
 
自噬是一种双膜自噬体吞噬胞质物质和胞内细胞器的自我吞噬过程。近年来,氧化应激与自噬之间的关系已被认识,且普遍认为ROS可诱导自噬,进而减轻氧化应激对机体造成的损伤。近年来,关于氢与自噬关系的研究也越来越多。然而,氢在自噬中的作用仍然存在争议,尽管它可以降低氧化应激水平。有研究表明氢水可下调自噬,但也有研究表明氢可诱导自噬。此外,虽然绝经期OP比糖尿病性OP更常见,但目前还没有氢水对绝经期OP的作用机制的研究。本研究旨在探讨氢水对绝经后骨质疏松性骨折愈合的影响及其对自噬的调控作用,揭示氢水对骨质疏松性骨折影响的潜在作用机制。
 
 

骨质疏松性骨折治疗困难,为尽量减少负面结果或功能康复不良,本研究聚焦氢水对绝经后骨质疏松性骨折愈合过程的影响及其与自噬的关系,试图揭示氢水对骨质疏松性骨折的潜在作用机制。建立大鼠骨质疏松性骨折模型,系统应用氢水联合或不联合3MA。通过x线片、micro-CT扫描、血清生物标志物分析、生物力学测试、组织病理学、免疫组织化学和Western blot分析结果。分为假手术组、OVX组、OH (OVX+氢水)组和OHA (OVX+氢水+3MA)组。氧化应激和自噬水平的升高是骨折愈合过程中必要的生理反应。我们发现,氢水全身治疗轻度抑制自噬,然后通过维持Keap1-Nrf2- p62的相互作用激活Keap1-Nrf2信号通路,改善骨质疏松性骨折愈合过程。
 
氢水治疗通过抑制自噬水平激活Keap1-Nrf2信号通路拮抗细胞应激,尤其是在骨折愈合过程的早期阶段,有利于大鼠骨质疏松性骨折愈合。

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