延世大学原州医学院环境医学生物学系Kyu-Jae Lee教授最新综述，综述了氢气对神经系统疾病的研究，论文发表在Processes。
氧化应激和神经炎症是许多神经系统疾病的重要病理生理学基础。尽管氧化损伤在神经系统疾病中具有重要的临床意义，但目前尚无有效、安全的神经疾病改善方法。氢气医学就是在这样的背景下应运而生，氢气作为一种优质抗氧化剂和抗炎剂，对多种氧化应激相关疾病具有改善作用。其中神经系统疾病不仅是最早被研究的疾病类型，也是最有希望进入临床应用的目标。
氢气作为改善气体，可以有多种使用类型，气体吸入和气体溶液，溶液可以饮用也可以注射。这三种方式都可以作为神经系统疾病的改善工具。
本文综述了近年来国内外研究的一些重要进展，氢气用于神经退行性疾病包括阿尔茨海默病、帕金森病，也用于新生儿大脑缺血损伤和其他神经损伤疾病如视网膜缺血和创伤性脑损伤。尽管大多数神经系统问题目前无法治愈，但这些研究显示了氢气具有预防、改善和缓解潜力 。氢气产生这些作用的可能基础是作为信号分子和激素产生预防氧化应激和抗炎症作用。
神经退行性疾病是一组各种各样的衰老疾病，通常导致神经元细胞的逐渐死亡和增加，导致患者的运动和记忆功能受损。神经退行性疾病发病的确切机制仍未明确。然而，越来越多的证据表明，氧化应激在阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、脑缺血和其他脑损伤等众多脑相关疾病的发病机制中发挥着重要作用。维持中等水平的活性氧(活性氧)对我们的细胞执行正常的生物功能是至关重要的。然而，活性氧的大量产生是导致氧化损伤的原因，可能导致细胞凋亡。这种过度生产活性氧似乎可能导致细胞生物分子的结构和功能的修改，包括蛋白质、脱氧核糖核酸(DNA)和脂质。因此最终限制神经功能和生存和通常观察到患者的大脑中神经退行性条件。中枢神经系统利用大量氧气进行生理过程，从而产生大量的自由基。内源性抗氧化系统，如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和谷胱甘肽等，通过刺激抗氧化防御机制来平衡活性氧，在拯救脑细胞脱离氧化应激、维持脑组织中正确的氧化还原平衡中发挥重要作用。这些酶抗氧化剂是可以清除自由基的断链抗氧化剂。含锰的SOD降低线粒体基质电子传递链中产生的超氧自由基负离子，而CAT和/或GPx在将过氧化氢分解为水和氧中起关键作用。多种研究报道了PD等神经系统疾病中抗氧化酶活性(如CAT和SOD)水平的降低。有趣的是，一项研究表明，SOD活性受损可能导致PD和AD中氧化应激相关的发病机制。此外，研究表明，CAT活性的沉默导致细胞毒性升高和活性氧增加，这代表了CAT在维持氧化平衡中的重要作用。
新出现的证据清楚地强调并证实了氧化应激在神经退行性疾病发病机制中的作用。因此，近年来，研究人员对评估抗氧化剂在预防和减轻这些疾病中的作用很感兴趣。天然抗氧化剂和抗氧化酶在降低细胞活性氧中起着关键作用。最近，氢分子作为一种安全有效的非功能性气体，通过清除羟基自由基(•OH)和过氧亚硝酸盐(ONOO-)来降低氧自由基，在医学领域引起了极大的关注。各种研究都强调了氢气通过减少氧化应激减少各种疾病的病理生理。氢气改善有许多方便有效的途径，如吸入、口服富氢水、注射富氢盐水、直接掺入(浴液、滴眼液等)。氢气已报道作为改善性气体用于大鼠缺血再灌注脑损伤模型，并报道对脑白质模型视神经损伤有预防作用。此外，氢气在黑质致密部多巴胺能神经元的抗氧化作用已在动物模型中进行研究。此外，有趣的是，另一项研究表明，喝氢气溶解水和间歇水接触预防PD神经毒性。Nagatani和他的同事进行的一项临床试验表明，静脉注射氢水对急性脑梗死患者是安全的，包括那些用组织型纤溶酶原激活剂改善的患者。此外，一项研究表明吸入氢气隐蔽性脑损伤致大鼠中脑闭塞，提高认知得分，减轻急性脑梗死患者的脑损伤。氢气对轻度认知障碍的不同临床及临床前研究均发现有改善及能生作用。我们神经系统中的大多数脑损伤都会对神经炎症产生反应，其特征是小胶质细胞和星形胶质细胞的表型变化，以及自由基、细胞因子和神经营养因子的过量产生。有证据表明，调节小胶质细胞氧化还原状态在调节神经炎症反应中起着重要作用。研究表明，定期摄入氢水可以降低急性行为结果的强度，并促进神经炎症的恢复。氢气在动物模型中，可降低促炎细胞因子、小胶质细胞、8-羟基-2-脱氧鸟苷(8-OHdG)的激活，以减少胎脑的氧化损伤和神经炎症。此外，一项研究表明，氢气通过降低血清神经元特异性烯醇化酶、白细胞介素-6 (IL-6)和肿瘤坏死因子-α (TNF-α)的水平，对新生儿缺氧缺血脑病有保护作用。因此，这篇综述文章重点介绍氧化应激在神经退行性疾病中的参与以及氢气在这些疾病的改善中。
参考
Rahman, M..H.; Bajgai, J.;Fadriquela, A.; Sharma, S.; Trinh Thi, T.; Akter, R.; Goh, S.H.; Kim, C.-S.;Lee, K.-J. Redox Effects of Molecular Hydrogen and Its Therapeutic Efficacy in the Treatment of Neurodegenerative Diseases. Processes 2021, 9, 308.
