氢分子在心血管病及其风险因素防控中的作用

本论文概述来自：中国病理生理杂志，作者：谢云博，陈军，刘伯言，王义围，秦树存
关键词：氢分子；心血管疾病；分子机制
伴随全球老龄化进程的加快，心血管疾病成为威胁包括我国在内的全人类健康的首要问题。到2030 年，中国的心血管疾病发生率和死亡率将急剧上升， 五分之二的死因与心血管疾病有关。为实现我国 2030 大健康目标和健康老龄化这一国家战略，必须探索防治心脑血管疾病发生发展的新思路和新方法。
氢分子是无色、无味、分 子量最小的气体分子，具有抗氧化等生物学效应，日益得到广泛关注，被誉为新型医学气体分子。由于氢分子在生物学上比其他气体分子具有高安全性的优势，使得氢分子用于疾病预防和治疗的前景更加广阔。而且，各种氢分子供体易于被人体吸收，摄入途径多种多样，比如吸入氢分子、饮用富氢水、注射或直接使用富氢生理盐水、进行氢水沐浴等。 近百个人群试验报告已证明氢分子对中枢神经系统、肺、肾、肝、胰腺、肠道等的病理状态有一定疗效。其中，多项临床研究和一些动物实验证明氢分子对心血管疾病及其各种危险因素具有改善作用，也提出氢分子在分子水平上的多个作用机制假说。
氢分子在心血管病及其危险因素防治中的作用
 

氢分子对冠心病的作用
冠心病主要表现为心绞痛、心肌梗死、猝死和慢性心力衰竭。2017年，Katsu‐ mata等在一项前瞻性临床试验中，对诊断为 ST段 抬高性心肌梗死的20名患者给予1.3% 氢分子治疗 6个月。结果证明，心肌梗死后 6 个月的低浓度 氢分子治疗 可以促进左心室逆向重塑，而且经皮冠状动脉介入 治疗期间的低浓度氢分子吸入未发现毒副作用。
最新一项临床试验表明，每天饮用富氢水1~1. 2 L，连续3个月，可缓解不稳定型心绞痛患者的心绞痛症状，并可降低血浆总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和载脂蛋白B水平。上述这些人群试验的治疗效果皆与氢分子的抗氧化、抗炎症和抗凋亡作用有关
 
氢分子对动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）的作用
AS是缺血性心脏病的病理基础，其发生和发展同时受炎性疾病以及更普遍的慢性病（例如肥胖症、糖尿病等）的共同影响。Ohta 等发现，给予载脂蛋白 E基因敲除（apolipoprotein-E gene knockout， apoE−/− ）小鼠饮用饱和氢水 6 个月，可以显著减少其主动脉斑块面积，降低主动脉氧化应激水平，并减少 AS病变中巨噬细胞的积累。秦树存团队研究发现， 腹腔注射富氢盐水 8周可显著抑制正常饮食或高脂食物饲喂的apoE−/− 小鼠斑块发生发展，并降低动脉壁内膜慢性炎症水平。进一步使用低密度脂蛋白受体基因敲除（low-density lipoprotein receptor gene knockout，LDLR−/− ）小鼠模型证明，氢分子通过提高胶原 蛋白水平及降低斑块中巨噬细胞和脂质含量，显著 增强斑块稳定性。Iketani等向 LDLR−/− 小鼠喂饲 高脂食物13周后导致显著的AS，他们也发现这些小鼠持续饮用富氢水后AS 面积显著缩小。上述动物实验证据表明，氢分子可能会减少AS性心脑血管事件的发生率，这一结论值得在人类临床试验中进行验证。
氢分子对血压、血脂和血糖的调节作用
增高的血压、血脂和血糖是心血管疾病的主要危险因素，与肥胖等一起成为代谢综合征的主要表现。我国有20%~ 30%的成年人患有代谢综合征。预防和控制AS发生发展的主要手段是降低血脂、血糖和血压水平。 氢分子已被证明对血压、血脂和血糖具有调节作用。
 
氢分子对血糖的调节作用
糖尿病（diabetes mellitus，DM）与心血管疾病特别是 AS 的加重有关。DM 以高血糖为特征，通常伴有血脂异常；高 血糖可导致高血压、血管炎症和血栓形成，是 AS 的 危险因素。2008年Kajiyama等在一项随机双盲 试验中证实，DM患者每天饮用0. 9 L富氢水8周，可 降低血浆 LDL-C、尿 8-异前列腺素、血浆氧化 LDL （oxidized LDL，ox-LDL）和游离脂肪酸的含量，升高 血浆脂联素和细胞外超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）水平。这些结果说明，补充富氢水可能对 2 型 DM 和胰岛素抵抗有治疗作用。值得一 提的是，DM经典用药阿卡波糖通过诱导氢分子来降低外周血白细胞氧化应激和炎症细胞因子表达水平，从 而阻止DM并发症的发生。
  氢分子对血脂的调节作用
血浆脂蛋白水平与 AS关系密切。LDL-C和Apo-B-100水平升高与AS心 血管事件的风险直接相关。高密度脂蛋白（highdensity lipoprotein，HDL）水平与 AS心血管事件呈负相关。炎症会导致血脂和脂蛋白水平的各种变化，最严重的变化是HDL和Apo-A1水平降低。在 一项 68 名未经治疗的单纯性高胆固醇血症患者的 双盲随机安慰剂试验中，每天饮用富氢水0. 9 L可降低促炎因子和 ox-LDL 水平，降低血浆胆固醇水平、 氧化应激和炎症状态，并可能抑制 AS 的发展。 2018 年，一项 46 人的随机安慰剂试验证明，富氢水 可降低颈 AS 患者血浆 TC、LDL-C 和 ox-LDL 水平； 同时还可以提升患者的内皮细胞数量，改善患者的 颈动脉内-中膜厚度。2017 年，Ostojic等对10名超重的女性志愿者进行了一项双盲安慰剂对照试 验：志愿者每天服用含有6 ppm 氢分子的胶囊，连续4周；与安慰剂组比较的结果显示，富氢胶囊组体内脂肪、 血浆甘油三酯和胰岛素水平均显著下降。还有临床 研究证明，饮用富氢水组的血浆TC、LDL-C、Apo-B和 Apo-E 水平降低，而血浆 Apo-M 和 SOD 水平及 LDL 颗粒中的硫代巴比妥酸活性物质含量升高，同 样的结论在动物实验中也得到验证。2010 年 Nakao等在代谢综合征的人群试验研究同样发现，氢分子可提升血浆 HDL-C 水平，降低 TC/HDL-C 比值。 以上结果表明补充富氢水可改善血脂异常，同时氢分子还可缓解代谢综合征和DM中的脂质代谢紊乱。
 
氢分子对血压的调节作用
高血压可以增加冠心病的患病率，同时也会增加人类和实验动物AS 的严重程度。有研究证明，氧化应激可导致肺动脉高压（pulmonary hypertension，PH）的发生和发展，而富氢水因其具有保护生物大分子免受 氧化损伤的能力而改善了PH的血流动力学，并逆转了右心室肥厚。多项动物实验证明，腹腔注射富氢生理盐水对高血压疾病有积极的作用。口服富氢水和腹腔注射富氢生理盐水均可抑制巨噬细胞 聚集、减少氧化应激和调节 STAT3/NFAT 信号轴，从 而减轻大鼠PH和右心室肥厚，并且改善盐敏感性高血压大鼠的左心室功能。
表1总结了氢分子防治心血管疾病及其危险因素的临床试验。