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產品簡介
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產品價格:¥29800
上架日期:2023-05-26 09:20:18
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詳細說明
    氫分子對糖尿病的作用研究進展
    上海預防醫(yī)學2021年7月第33卷第7期作者單位:上海中醫(yī)藥大學公共健康學院

     【項目】 上海市第四輪公共衛(wèi)生三年行動計劃健康教育與促進學重點學科建設項目 (15GWZK1002)



    糖尿病及其并發(fā)癥對于現代人類健康的威脅已不容忽視,為糖尿病及其并發(fā)癥的防治尋求更有效的手段顯得刻不容緩。從目前糖尿病及其并發(fā)癥的機制研究發(fā)現,氧化應激是其發(fā)展的重要機制之一,兩者間存在密切聯系,因而糖尿病的抗氧化治療逐漸成為新的研究方向。近10年來新興的氫分子醫(yī)學,正是以氫分子選擇性抗氧化用為核心展開各項基礎和臨床研究。

    上海中醫(yī)藥大學公共健康學院莫若徽,施榕在上海預防醫(yī)學雜志上發(fā)表了題為《氫分子對糖尿病的作用研究進展》的綜述,從氫分子在糖尿病領域的基礎實驗研究和臨床試驗研究兩方面進行綜述,為氫分子對糖尿病及其并發(fā)癥作用的進一步研究提供思路和借鑒。


     1   糖尿病的氧化應激機制氧化應激是指活性氧和活性氮的產生與機體內抗氧化防御系統(tǒng)的清除之間出現失衡,導致活性氧和活性氮產生過多,造成機體組織細胞及蛋白、核酸等生物大分子發(fā)生損傷。當機體由于各種原因出現高密度脂蛋白失調、糖氧化、脂毒性、抗氧化系統(tǒng)功能下調和氮氧化物活化等情況,便會產生大量氧自由基,其進一步產生大量活性氧和活性氮。氧化應激反應一方面通過改變細胞周期相關蛋白的水平,誘導細胞周期抑制因子如 p16 和 p27 的激活,影響胰島β細胞的細胞周期機制而導致糖尿病的發(fā)生;另一方面通過誘發(fā)胰島素抵抗而導致糖尿病的發(fā)生。當糖尿病形成后,高血糖癥和糖毒性繼續(xù)誘導氧化應激反應,導致進一步的損傷,使病情惡化甚至發(fā)生各種并發(fā)癥。血糖的異常升高導致機體內出現各種代謝紊亂,激活多元醇通路、晚期糖基化終末產物積累、蛋白激酶 C 途徑、己糖胺途徑 4 種經典途徑增加機體內活性氧和活性氮含量,從而誘導DNA損傷標記物、脂質過氧化產物、 蛋白質的氧化產物的水平增加,還降低抗氧化酶的活性。另外有研究發(fā)現血糖異常所引發(fā)的氧化應激反應往往不會隨著血糖的下降而減輕,而是出現一種被稱為“高血糖記憶”的現象細胞內過多的活性氧會導致缺血引起的血管生成缺陷,激活多種促炎癥途徑,并引起長期的表觀遺傳變化,從而驅動血糖正常化后的促炎基因的持續(xù)表達。一般而言,糖尿病與衰老、炎癥、氧化應激之間的關系都是正相關的,并且對彼此產生重大影響。如此看來,對于糖尿病的防治,除了要積極應對血糖異常 升高以外,還需重視可能存在的持續(xù)性的氧化損傷。而繼續(xù)深入研究氧化應激在糖尿病發(fā)病機制中的作用不僅可以更全面地揭示糖尿病的發(fā)病機制,同時還可以為糖尿病的預防和治療提供理論依據。目前已有通過抗氧化應激來治療糖尿病的研究,如維生素D 、抗氧化補充劑 、新瓊脂寡糖 、姜黃等用于糖尿病治療的效果研究。
     2   氫分子醫(yī)學的特點氫是自然界結構最簡單的元素,也是構成生物體的基本元素之一。氫分子是單質形式,是一種無色、無味、無臭,且具有一定還原性的氣體分子。長久以來,人們一直認為H2是一種性質不活潑的生理性惰性氣體。直至2007 年,H2具有選擇性清除羥基和過氧亞硝基陰離子而不影響其他具有生理功能的活性氧物質的作用被提出。從此,H2的生物學意義和臨床意義日益引起人們的關注。目前的生命科學研究已闡明,H2作為一種選擇性抗氧化劑,具有如下特點:良好的生物安全性;分子量極小而可以自由穿透生物膜,分布于體內多個組織器官選擇性抗氧化作用而不干擾人體正常的氧化代謝及相關信號轉導過程等。基于以上特點,目前的研究支持H2應用于多類疾病問題, 包括心血管疾病 、神經系統(tǒng)疾病 、消化系統(tǒng)疾病 、呼吸系統(tǒng)疾病 、癌癥 、缺血再灌注損傷 、劇烈運動引起的急性氧化應激 、噪聲引起的聽力損失 、霧霾暴露的肺損傷等。如此看來,H2的物理性質及化學性質使其生物活性對于生命活動的作用不容小覷。H2有望成為一種具有極大潛力的臨床預防和治療手段。
     3   氫分子對糖尿病作用的基礎研究
    1.氫分子對糖尿病血糖控制的作用氫分子能有效控制血糖。Wang等的研究發(fā)現,H2飽和鹽水能有效提高胰島素敏感性和降低血糖、血脂,其治療效果優(yōu)于吡格列酮。Zhang等通過皮下注射H2的給藥途徑也發(fā)現,H2處理可顯著改善糖尿病小鼠的葡萄糖耐量和胰島素敏感性,改善糖尿病小鼠的高血糖癥。Wang等推測通過減少氧化應激和增強抗氧化系統(tǒng)來改善胰島素抵抗并減輕糖尿病癥狀Kamimura等發(fā)現H2在糖原溶液的溶解量明顯?在葡萄糖溶液或水溶液中高一些,推測 H2可以與糖原一起在肝臟中累積和保留,并可以伴隨糖原的消耗而釋放,從某種程度上解釋了H2進入體內的量少且暴露時間短卻能發(fā)揮有效作用的原因。Shirahata 等發(fā)現電化學還原水中H2和Pt納米顆??杉せ钇咸烟菙z取信號轉導途徑并刺激L6肌管的葡萄糖攝入,從而顯著改善肥胖胰島素抵抗2型糖尿病小鼠的空腹血糖水平及其糖耐受能力。但也有結果不同的研究報道。Amitani 等通過3種類型的糖尿病小鼠(STZ誘導的1型糖尿病小鼠、高脂飲食誘導的2型糖尿病小鼠、遺傳性糖尿病 db/db小鼠)研究H2在葡萄糖轉運中的作用,發(fā)現H2 可以顯著增加骨骼肌膜 Glut4 的表達,并改善鏈脲佐菌素(STZ)誘導的 1 型糖尿病小鼠的血糖控制。但是長期口服H2對肥胖和非胰島素依賴性 2 型糖尿病小鼠模型的影響很小。Wu等發(fā)現富H2水處理可以減弱 STZ 誘導的糖尿病小鼠的心臟功能障 礙,但未能改善糖尿病小鼠的胰島素敏感性和降低其血糖水平,推測H2對1型糖尿病性心肌病的有益作用可能與血糖控制無關。
    2.氫分子對糖尿病并發(fā)癥的作用視網膜病變是糖尿病嚴重的微血管病并發(fā)癥之一,也是致盲的主要原因之一。有研究表明,H2 對視網膜病變有一定的抗氧化作用。H2可以減少糖尿病大鼠視網膜細胞凋亡和血管通透性,并且顯著抑制由糖尿病視網膜病變引起的視網膜實質增厚;另一方面可以降低糖尿病大鼠視網膜的氧化應激反應,保護與糖尿病相關的血-視網膜屏障;降低視網膜新生血管的發(fā)生,降低血管內皮生長因子的mRNA 轉錄和蛋白質表達。而劉國丹等通過細胞實驗,推測H2通過對Myd88介導 的TLR4炎癥信號通路的調節(jié)及通路中部分miRNA 的調節(jié),實現對視網膜小膠質細胞炎癥損傷的保護作用。神經病變是糖尿病最常見的慢性并發(fā)癥之一, 病變可累神經及周圍神經,以后者多見,往往嚴重影響患者的生活質量和身心健康。有研究發(fā)現H2可以通過多種途徑發(fā)揮神經保護作用,從而改善痛敏癥狀和神經功能,其可能機制包括抑制外周神經元NF-κB信號通路 、激活外周神經Nrf2/ARE通 道等。另外還發(fā)現,H2可抑制高糖處理的大鼠施萬細胞的多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶-1 依賴性細胞死亡。針對其他糖尿病相關病變,目前的文獻報道較少。關于H2對糖尿病引起的骨質疏松的作用,富H2鹽水則起到保留糖尿病大鼠骨量并降低骨折風險的作用而關于糖尿病創(chuàng)面愈合、糖尿病心血管病變、糖尿病心肌缺血再灌注損傷、糖尿病勃起功能障礙、糖尿病腎病的研究,均從抗氧化應激和抗凋亡的角度闡明H2對糖尿病相關并發(fā)癥的作用。



    3氫分子對糖尿病作用的人群研究目前有關H2對糖尿病相關作用的人體試驗研究還較少。2008 年 Kajiyama 等進行隨機、雙盲、安慰劑對照的交叉試驗,發(fā)現富H2水的攝入可對2型糖尿病患者和葡萄糖耐量受損患者的脂代謝和糖代謝起到改善作用,并推測富H2水對葡萄糖耐量受損者轉變?yōu)?型糖尿病有預防作用。該試驗雖然樣本量偏少,但通過巧妙的研究設計,從人體層面揭示了H2在糖尿病相關領域的作用影響,是挖掘氫分子醫(yī)學在糖尿病領域的臨床應用價值的重要一步。2018 年周曉等探究 H2對 2 型糖尿病患者氧化應激相關指標的作用及影響,發(fā)現在干預后,患者血清中氧化物水平低于干預前,而抗氧化物活性高于干預前,可推測H2降低了2型糖尿病患者體內的氧化水平,減輕氧化損傷;同時發(fā)現 H2的作用效果與干預前的糖化血紅蛋白和低密度脂蛋白水平有一定的相關性。2019 年 Ogawa 等通過多中心的隨機雙盲對照的臨床試驗,探討電解富H2 水對2型糖尿病的作用,發(fā)現對于相關指標參數超出參考范圍的受試者,電解富H2水干預可以改善其胰島素抵抗和氧化應激狀態(tài),而對于相關指標參數處于正常范圍的受試者,電解富H2水的改善作用不明顯。如此亦可發(fā)現H2對機體的調控作用是選擇性的,選擇性調控對于健康狀態(tài)或亞健康狀態(tài)可以起預防的作用,對于疾病狀態(tài)則可以發(fā)揮治療作用。
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