氢分子生物医学效应的作用机制一直以来是本领域研究的重点和难点。秦树存教授作为脂蛋白研究基础与临床专家，率领其团队一直以来专注氢分子对血循环中脂蛋白颗粒代谢的良性调节和其功能损伤的保护作用研究，发表了一系列人群试验和机制实验研究论文，提出了氢分子作用于血循环复合大分子颗粒的脂蛋白机制假说。
1. 脂蛋白简介
图：脂蛋白的构成、分类、及各亚类的分泌来源和代谢途径。A，脂蛋白的构成。B，脂蛋白的分类、来源和代谢途径。
脂蛋白是血液循环中大小不等的脂滴，由多种脂质和蛋白成分组成。藏在核心的主要是甘油三酯、胆固醇脂等疏水性脂质，分布在表层的是亲水的磷脂、非酯化的胆固醇和载脂蛋白等。脂蛋白的主要功能是在血循环和组织细胞间转运脂质和蛋白等生物大分子。脂蛋白根据密度大小可分为：乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)。乳糜微粒(CM)由小肠粘膜细胞在吸收食物脂类(主要是甘油三酯)时合成，经乳糜导管，胸导管到血液，主要功能为运输外源性甘油三酯。极低密度脂蛋白(VLDL)主要由肝细胞合成，是内源性甘油三酯由肝运往全身的主要形式。低密度脂蛋白(LDL)由VLDL代谢而来，是富含胆固醇的脂蛋白，LDL胆固醇水平的升高被认为会提高心血管疾病风险，同时LDL的氧化修饰是动脉粥样硬化形成的关键因素。高密度脂蛋白(HDL)主要由肝和小肠合成，主要功能是将血管等外周组织的胆固醇通过血循环运送至肝脏，此过程称为胆固醇逆向转运。这些多余的胆固醇在肝脏转化为胆汁酸后排出体外。此过程可以抑制胆固醇在血管壁的蓄积，缓解动脉粥样硬化。HDL富含抗氧化酶，可以发挥抗氧化、抗炎等作用，从而对心血管起保护作用。
2. 秦树存教授团队相关文章
秦树存教授团队在2013年发表的一项人群自身前后对照试验中，发现潜在代谢综合征患者饮用富氢水10周，可降低血清总胆固醇和LDL胆固醇水平，提高HDL的抗氧化、抗炎症、胆固醇逆转运、保护血管内皮细胞功能，降低LDL氧化水平。在2015年发表的随机双盲安慰剂对照试验中发现，高胆固醇血症人群经过10周富氢水干预后，与安慰剂对照组相比，HDL的胆固醇逆转运、抗氧化、抗内皮细胞凋亡、抗炎症功能显著提升。迄今，该团队已经进行了10多年的氢分子作用于脂蛋白的机制和后续效应研究。该团队报道了氢分子干预可减轻不管是普通食物还是高脂食物下的小鼠模型动脉粥样硬化。其作用机制与氢分子干预可降低血浆氧化LDL水平，抑制巨噬细胞介导的LDL氧化，提升血浆抗氧化酶PON-1活性，改善HDL抗动脉粥样功能等有关。在CETP(胆固醇酯转运蛋白)转基因小鼠中，其团队也发现氢分子可改善香烟烟雾引起的血浆胆固醇代谢紊乱、提高HDL的胆固醇逆转运能力。秦教授团队最新研究，通过分离HDL进行蛋白组学分析，发现氢分子干预可影响高脂饮食引起的大鼠HDL蛋白组成变化，同时氢分子干预提高了HDL相关酶PON-1和Lp-PLA2活力，这提示氢分子可能通过改善HDL结构保护HDL功能。
3. 氢分子作用于血循环复合大分子颗粒的脂蛋白机制
图：氢分子抑制动脉粥样硬化的脂蛋白机制。A.氢分子发挥抗氧化作用可改善血脂、血糖和血压;B.氢分子通过抗氧化和抗炎作用，提高高密度脂蛋白对血管内皮的保护作用;C.氢分子可以通过抑制高密度脂蛋白、极低密度脂蛋白和低密度脂蛋白脂质成分的氧化，从而改善这些脂蛋白的功能，减少内皮下层泡沫细胞和动脉斑块的形成。
3.1.氢分子调节脂蛋白胆固醇水平
血浆脂蛋白水平与动脉粥样硬化关系密切。在人群志愿者试验和动物模型实验中均有数据表明氢分子干预相关疾病，可以提升HDL胆固醇水平，降低血浆LDL胆固醇水平，降低LDL颗粒相关的载脂蛋白B100、B48和E水平，降低VLDL中主要蛋白载脂蛋白E的水平。
3.2.氢分子改善高密度脂蛋白组成和功能
正常机体产生的HDL是一种抗动脉粥样硬化的血浆脂蛋白，是冠心病的保护因子，但是其组成随氧化应激而发生显著变化，导致正常的功能受损。目前已有多项研究表明了氢分子可以改善HDL的功能，包括胆固醇逆转运、抗氧化、抗炎症、保护内皮细胞等，其机制可能与改善相关酶活性和改善HDL组成有关。
图：氢分子减轻各种诱因导致的脂蛋白颗粒和靶组织生物膜的损伤
3.3.氢分子缓解脂蛋白和脂蛋白靶生物膜的氧化修饰
降脂仍然是防治动脉粥样硬化的主要手段，但远没有达到人们期待的效果。其中一项原因是，虽然药物能降低脂蛋白胆固醇的水平，但并没有解决脂蛋白氧化修饰的问题。LDL上的脂质在动脉内膜下发生氧化和聚积会引起动脉粥样硬化，有些药物达不到这个部位。另外，人们发现病理状态下的氧化修饰的HDL不会降低，反而会加剧AS的发生和发展。因此，脂蛋白的氧化修饰与血管动态平衡密切相关。氢分子是一种穿透性极强的小分子抗氧化剂，可以深入病灶，抑制脂蛋白氧化修饰。
氢分子已被证实对心血管等疾病有益，其机制与氢分子对脂蛋白颗粒的调节作用密切相关。
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