分子氢对放射性肺炎的作用
放射治疗是癌症治疗的一种重要方式。放射性肺炎是放射治疗中增加放射剂量的主要障碍,预防这种放射引起的并发症非常重要。研究表明,氢通过选择性还原羟基和过氧亚硝酸盐自由基,具有作为有效和安全的辐射防护剂的潜力。由于大多数电离辐射引起的细胞损伤是由羟基自由基引起的,可以假设放射治疗与雾化吸入富氢溶液相结合的治疗可能是放射性肺炎的一种有效且新颖的预防策略(Chuai, et al. 2011.)。
Terasaki等人的研究证实了氢疗法通过减少氧化应激减轻辐射诱导的肺损伤。通过富含氢的PBS或培养基,对人肺上皮细胞系A549的细胞进行10 Gy的照射,并使用或不使用氢处理。通过分析活性氧和细胞损伤来研究氢可能的辐射防护作用。此外,C57BL/6J雌性小鼠接受15 Gy的胸部照射。治疗组吸入3%氢气体并饮用富含氢的水。氢治疗后急性和晚期放射性肺损伤。如电子自旋共振和荧光指示信号所示,氢减少了A549细胞中辐射诱导的ROS的数量。氢还可以减少细胞损伤,以氧化应激和凋亡标记物的水平衡量,并提高细胞活力。在整个胸部照射后1周内,免疫组织化学和免疫印迹显示氢处理减少了小鼠肺部的氧化应激和细胞凋亡,这是急性损伤的指标。照射后5个月,胸部计算机断层扫描、Ashcroft评分和III型胶原沉积表明氢治疗减少了肺纤维化晚期损伤(Terasaki, et al. 2011.)。
肺部可受到多种机制的损伤。氧化应激在急性肺损伤发展中的作用已得到充分证实。在动物模型中,富氢盐水和吸入氢气(2%)减少了细胞凋亡、中性粒细胞浸润、脂质膜过氧化、核因子κB激活和促炎细胞因子水平。富氢水通过NF-κB失活减少哮喘小鼠的气道炎症和重塑。
研究集中于氢对脓毒症相关肺损伤的保护作用。富氢盐水治疗抑制了脓毒症诱导的大鼠急性肺损伤,可能是富氢盐水抗氧化和抗炎活性的结果。吸入氢还可通过降低脓毒症小鼠的炎性细胞因子HMGB1水平来防止脓毒症相关肺损伤,这部分是通过血红素氧合酶1(HO-1)及其上游调节因子Nrf2的激活介导的。2016年,Tao等人证明,富氢盐水给药可保持水通道蛋白1(AQP1)和AQP5的水平,从而消除血管外肺水,通过抑制p38丝裂原激活蛋白激酶和JNK激活来减轻败血症相关的肺损伤。这些观察结果为脓毒症相关肺损伤提供了潜在的新治疗靶点。激光打印机和复印机的气体排放与慢性疲劳综合征患者的肺部健康问题有关。调色剂中的一系列金属和挥发性有机化合物被认为是原因。据推测,氢处理可能对这种职业接触有益。
研究还表明,氢可改善许多其他因素引起的肺损伤,如高氧、脂多糖、烟雾吸入、百草枯、野百合碱和大面积烧伤。2013年的一项研究表明,富氢盐水预处理改善了吸烟诱导的大鼠气道粘液生成和气道上皮损伤。研究发现富氢盐水通过NF-κB失活降低哮喘小鼠的气道炎症和重塑。
有证据表明,氢还可以改善促炎剂产生的损伤,防止脂多糖诱导的损伤。富氢生理盐水已被证明可以减轻大鼠肠缺血/再灌注引起的肺损伤。与未经氢处理的对照组相比,富氢盐水处理减少了肺组织中的中性粒细胞浸润、脂质膜过氧化、NF-κB激活和促炎细胞因子(白细胞介素-1β和肿瘤坏死因子-α)的增加。大面积烧伤引起的肺损伤,辐射[,或脂多糖治疗也通过动物模型(大鼠和小鼠)中的氢处理得到改善。脓毒症期间也可观察到急性肺损伤。氢可以通过表达与表面活性剂产生相关的蛋白质来防止损伤,ATP合成酶和应激反应分子。联合使用氢和一氧化氮似乎比单独使用氢更有益处。有趣的是,在这种情况下,氢的保护作用与其对氧化损伤的保护作用并不完全相关,这表明氢还可以通过其他机制减少不利影响。