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氢气抗氧化医学研究蓬勃发展!

最近在Current Pharmaceutical Design有几篇氢气医学的综述值得大家重点关注,详细全面阅读这些文章非常有利于初学者快速了解和掌握氢气医学研究的全貌,也可以作为向医学同行宣传和介绍氢气医学的理想资料。我会对这些文章进行全面介绍。其中一篇是太田教授写的氢气分子机制的文章,我们前面曾经介绍过。第二篇分别来自,美国罗马琳达大学张和教授课题组的氢气在中风方面的研究进展。第三篇来自斯洛伐克科学院心脏研究所和美国学者联合发表的《氧化应激信号分子通路和氢气医学作用》。这一文章从氧化应激角度,对氢气的医学特点和效应进行了全面总结,对于初学者是一篇非常不错的综述文章。
 

活性氧是具有氧化作用的自由基或氧化物的统称,在生物系统中发挥非常重要的生理功能,也是生物体系重点精细调控的物质,一旦这种物质的水平过高,由于生物组织基本结构都是由具有还原作用的物质组成,生物结构和功能物质如蛋白质、核酸和脂肪都相对容易遭受氧化攻击,导致生物分子结构改变、破坏和功能丧失,这已经成为许多疾病的重要分子基础,因此控制氧化应激和减少活性氧对生物分子的氧化破坏,也自然形成抗氧化改善的一种策略和逻辑。病理生理学角度,活性氧过量产生氧化应激的情况非常多,典型的如射线导致的辐射损伤、组织缺血缺氧恢复后再灌注或再复氧损伤、炎症反应等。许多疾病如中风、心肌梗塞、糖尿病等代谢性疾病、神经退行性疾病、自身免疫性疾病、衰老相关疾病等都存在明确的氧化应激损伤。活性氧一方面具有重要生理功能,一方面过量可产生氧化损伤,导致抗氧化改善的困难和窘境,在使用多种抗氧化剂的临床试验中都没有取得预期成功,关键就是难以在维持正常氧化还原平衡的前提下减少氧化损伤。氢气具有独特的物理化学特征,使这些分子具有在不干扰氧化还原平衡的情况下,有效减少氧化应激损伤,并表现出抗炎症和抗细胞凋亡的多效性。这主要得益于氢气具有选择性中和没有重要生理功能的强毒性活性氧的作用。
 

氢气也具有间接调节信号转导和基因表达的作用,这些作用也有助于氢气发挥更多生物学效应,能被氢气激活的重要信号系统如Keap1-Nrf2-ARE是细胞内氧化还原平衡的枢纽,这个系统感受到细胞氧化应激信号后可以启动基因表达,让细胞产生更多具有抗氧化作用的内源性抗氧化剂如谷胱甘肽和抗氧化酶如SOD等,是细胞建立更强大的氧化还原平衡能力。这个信号系统在代谢、应激反应等方面都具有重要功能,这是氢气发挥更多生物学效应的分子基础。氢气也会影响细胞自噬和凋亡的信号系统,对MAPKs, p53, Nrf2, NF -κB, p38 MAPK, mTOR等产生影响。氢气对多种生物分子和信号系统的多效性可以部分解释氢气具有多种疾病和损伤改善潜力的特点。但是氢气产生这些作用的详细分子过程仍然不够明确,这正是目前氢气生物医学需要重点努力的方向。
 

该论文是斯洛伐克科学院心脏研究所实验医学中心Slezak Jan,他在氢气改善心脏损伤和放射损伤方面发表多篇研究论文,是欧洲少有的高产氢气医学研究学者。作者队伍很大,作者单位包括美国犹他州伊诺克氢分子研究所、加拿大温尼伯马尼托巴大学圣博尼菲斯医院研究中心和捷克共和国布拉格查尔斯大学第一医学院和布拉格综合大学医院精神科。
 

作者氢气医学论文

LeBaron TW, Singh RB, Fatima G, et al. The Effects of 24-Week, High-Concentration Hydrogen-Rich Water on Body Composition, Blood Lipid Profiles and Inflammation Biomarkers in Men and Women with Metabolic Syndrome: A Randomized Controlled Trial. Diabetes Metab Syndr Obes. 2020;13:889-896. Published 2020 Mar 24.

Gvozdjáková A, Kucharská J, Kura B, et al. A new insight into the molecular hydrogen effect on coenzyme Q and mitochondrial function of rats. Can J Physiol Pharmacol. 2020;98(1):29-34.

LeBaron TW, Kura B, Kalocayova B, Tribulova N, Slezak J. A New Approach for the Prevention and Treatment of Cardiovascular Disorders. Molecular Hydrogen Significantly Reduces the Effects of Oxidative Stress. Molecules. 2019;24(11):2076. Published 2019 May 31.

LeBaron TW, Laher I, Kura B, Slezak J. Hydrogen gas: from clinical medicine to an emerging ergogenic molecule for sports athletes 1. Can J Physiol Pharmacol. 2019;97(9):797-807.

Kura B, Kalocayova B, LeBaron TW, et al. Regulation of microRNAs by molecular hydrogen contributes to the prevention of radiation-induced damage in the rat myocardium. Mol Cell Biochem. 2019;457(1-2):61-72.

Kura B, Bagchi AK, Singal PK, et al. Molecular hydrogen: potential in mitigating oxidative-stress-induced radiation injury 1. Can J Physiol Pharmacol. 2019;97(4):287-292.

Zálešák M, Kura B, Graban J, Farkašová V, Slezák J, Ravingerová T. Molecular hydrogen potentiates beneficial anti-infarct effect of hypoxic postconditioning in isolated rat hearts: a novel cardioprotective intervention. Can J Physiol Pharmacol. 2017;95(8):888-893.
 

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