氢气作用具有广泛性特征【专家评述】
氢气医学到现在已经有15年了,关于氢气治疗疾病的作用已经被医学界逐渐接受,但氢气作用机制仍然没有获得明显的进展。氢气医学研究仍然属于小众领域,直接研究疾病治疗效应方面的文章相对比较多,深入探讨机制的工作比较少。最近日本学者发现氢气对中性粒细胞细胞外陷阱效应的研究是发现氢气的一种新机制,但仍然留下过去类似的尴尬问题,具体分子机制并不明确。氢医学研究是否受到学术界关注,有一个重要角度是同行的评述,这方面仍然不够多。这篇文章得到了学者评述,这篇评述给我们了解大同行对氢气医学的一般看法提供了机会。
在最近《转化科学基础》上,Shirakawa等人报道了H2的吸入抑制了内毒素诱导的脓毒症小鼠和老年小型猪中中性粒细胞细胞外陷阱(NET)或NET组分的形成和释放。提示H2可能作为一种新型的治疗策略,用于治疗包括COVID-19在内的感染性疾病中嗜中性粒细胞活化的炎症性疾病。与对照组相比,受佛波醇-12-肉豆蔻酸-13-醋酸盐刺激的人中性粒细胞暴露于H2时,组蛋白瓜氨酸化和NET组分释放减少;在机制上,h2通过中在呼吸爆发过程中产生次氯酸减少DNA损伤。
氢气已被证明可以清除羟基自由基(•OH),并作为一种抗氧化剂发挥各种病理状态,包括脑缺血/再灌注损伤、实验性肝损伤和糖尿病。此外,氢气被证明对癌症有好处。虽然氢氧自由基清除活性被认为是的氢气的直接作用,还有其他几个潜在的机制,氢也可能扮演间接作用。例如,氢气可能会激活某些酶可能,或氢气通过影响某些自动氧化的脂质介质和修改的下游信号分子。作者首次表明,通过减少次氯酸的产生,氢气可能通过减少Ca2+依赖的PADI4激活来抑制NET的形成。
NET的形成被认为是中性粒细胞活化的关键机制之一。近年来,越来越多的研究表明,NET在炎症早期发挥着重要作用,并持续增强了进一步的炎症反应,而不是消退炎症。NET形成的关键机制是组蛋白瓜氨酸化,组蛋白瓜氨酸化破坏染色质形成,导致中性粒细胞细胞膜破裂,进而形成NET。NET已被证明不仅参与急性炎症,如感染性疾病,而且还参与过敏反应、自身免疫疾病或动脉粥样硬化此外,多篇论文表明,NET的形成在COVID-19严重呼吸衰竭的系统性血栓-炎症大灾难中发挥了作用。基于这些观点,在COVID-19肺炎的各种抗炎治疗方法中,氢气吸入已在临床研究中进行了尝试,并显示出一些有益的效果。
作者使用小鼠和老年小型猪的实验数据可能将这些临床益处和分子机制联系起来。
考虑到全球范围内的COVID-19大流行,吸入H2气体的有益效果应该被严格评估,为广泛的治疗方法提供更详细的适应症。如上所述,Shirakawa等人提出了一种新的血栓炎性疾病的治疗方法;然而,为了更好地理解这个问题,未来需要解决几个基本问题。
一,在NET形成的背景下,氢气的主要目标分子是什么?
最近的一份报告表明,氢的直接清除活性可能不够强,不足以产生任何预期生物后果;
因此,一个明确的解释氢气如何减少过多的氧化应激可能是至关重要的。
二,作者认为氢气减少了中性粒细胞中依赖cxcr4的NET的形成。
CXCR4已被证明在肺残余中性粒细胞的NET启动中发挥作用,但CXCR4在全身NET形成中的更普遍作用仍有待了解
三,佛豆-12-肉豆蔻酸-13-醋酸酯作为NET形成诱导物的病理生理相关性应根据特定的病理生理条件进一步细化。
尽管如此,作者指出了一种通过氢吸入调节NET形成的新的重要途径,这将成为包括COVID-19在内的严重呼吸道感染的另一种新的治疗方法。