氧化应激是疾病共同基础，氢气抗氧化或是理想策略！
随着社会经济与科学技术的迅猛进步，居民的生活水平也得到了巨大的提升，而随之而来的不健康生活方式，尤其是不健康饮食，使得心血管疾病一跃成为国内城乡居民的主要死亡原因。而在多种心血管疾病的发展进程中，动脉粥样硬化作为典型病变，会引发下游供血不足，发生心绞痛，心肌梗死等临床症状，进而导致心功能出现障碍。动脉粥样硬化的发展进程是长期的慢性炎症，而寻找一种长期稳定而有效的缓解病理区域内炎症的方式，成为了诸多科研人员的目标。
根据 2019 年世界卫生组织的广泛统计结果显示，心血管疾病与癌症是当前人类的两大主要死亡原因]。而在 2019 年中国心血管健康与疾病报告中指出，心血管疾病为国内人民死亡的首要原因，并且由于人口老龄化与国内城镇化的快速发展，心血管疾病的发病人数将继续快速增加，造成更大的公共卫生支出负担。动脉粥样硬化被认为是心绞痛，心肌梗死等疾病的病理学基础。动脉粥样硬化的病理过程发展并不明晰，在病理学研究中有多种学说，如氧化应激学说，脂肪浸染学说，免疫损伤学说，血流动力损伤学说等，但都不能够全面解释动脉粥样硬化的发展进程。目前认为，动脉粥样硬化的主要表现形式为在动脉壁内存在有脂质堆积，并引发系统自身免疫，造成的长期慢性炎症。动脉粥样硬化在组织上表现为细胞外的脂质颗粒与泡沫细胞及其碎片高度聚集，最终形成坏死核心。坏死核心外由富含多种胶原蛋白的胞外基质的平滑肌细胞包裹，形成整体病理区域。而病理组织由于免疫细胞持续浸润，而进一步生长，最终斑块形成，导致多种临床症状。
目前，冠脉支架植入术是临床上治疗动脉粥样硬化的最常用手段，其通过将冠脉支架紧密压缩于附有球囊的导管上，再将导管导丝经由桡动脉或股动脉等肢端动脉插入，直至到达病变区域，再将其扩张，使得缺血的病变下游恢复供血，从而起到治疗的效果。随着技术的发展，传统的金属裸支架已经逐渐被具有药物缓释功能的洗脱支架替代。但是，临床实践与长期随访发现，很多接受支架植入的患者会发生包括支架内血栓生成，新生动脉粥样硬化，或支架内再狭窄等不同程度的晚期并发症，因此，临床上往往会联用抗凝剂进行辅助治疗。但长程使用抗凝剂会引发急性血管愈合障碍，肝功能损伤与凝血功能障碍，对患者的生活质量造成了严重的影响。作为非支架植入技术，药物涂层球囊可以通过在气体球囊表面涂敷药物的方式实现精准给药的同时，最大限度地降低植入物对人体的长期损伤，从而逐渐得到临床的青睐。但是气体球囊在面对晚期斑块时，提供的机械压力不足，难以满足长期应用，同时药物的控释能力也需要科研人员的进一步探索。
线粒体是真核细胞进行多种代谢与有氧呼吸的重要细胞器，其通过将多种有机物进行氧化还原反应，生成二氧化碳和水，并在电子传递链的能量传递过程中，不断产生作为生命活动的基本能量单位的三磷酸腺苷。然而，正常细胞代谢过程中，不能够保证所有能量都被稳定存储于三磷酸腺苷（ATP）的化学能中，因为在电子传递链中，电子在不同酶的作用下进行能量转化的同时，过程中可能会出现电子滑脱，并同外部物质发生结合，从而形成具有非偶电子的基团，这类物质被称为自由基（如与氧气结合生成过氧负离子）。自由基被认为是大多数疾病的罪魁祸首，由于其本身包含未配对的电子，因而对正常分子具有一定的破坏性，如其会导致蛋白质烷化，DNA 碱基破坏等后果。但是在细胞内也存在参与重要生理活动的自由基，如溶酶体中的自由基可以消化破坏胞内衰老的细胞器[23]，血管舒张和消化系统平滑肌调节的部分信号传导功能也需要由一氧化氮自由基（NO·）参与。
正常细胞中有中和自由基的途径，即通过自身细胞内存在的抗氧化剂，在自由基与生物大分子发生反应前与其发生中和反应，从而保护正常的细胞功能。细胞内存在的抗氧化防御可以分为两个部分，即初级防御与二级防御机制。初级防御机制主要依靠内源性酶直接清除自由基，如细胞中广泛存在的谷胱甘肽，便是体内多种氧化环境下较为常见的还原剂。可以通过谷胱甘肽过氧化物酶催化 H2O2 还原为水，有效避免自由基对细胞内正常生物大分子造成损伤，维持细胞正常的功能。之后，氧化型谷胱甘肽则可以被还原型辅酶的还原当量与质子还原为谷胱甘肽，继续参与中和氧自由基的反应。
此外，人体内还存在超氧化物歧化酶，可以将自由基进行代谢，其在正常内皮细胞中，可以降低动脉中异前列烷和异氟醚的水平，从而抑制了血管细胞黏附分子的过表达，进一步减少了动脉粥样硬化病变的发展。
而二级防御则是由维生素 C，维生素 E 等需体外补充的抗氧化剂所组成的清除自由基系统，且无需通过多种酶的接入便可起到中和自由基的功能30]。如维生素 E，其脂溶性的特点可以自由快速穿过细胞膜，并可以保护脂蛋白，防止脂蛋白发生氧化损伤，而维生素 C 可以保障内皮细胞合成的一氧化氮不会被氧化，从而维持内皮细胞的正常功能与血小板的功能调节。然而，在应急状态下或病理状态下，细胞内会产生过多的自由基，而细胞无法自身代谢完全，进而引发细胞内多种代谢障碍，功能失调，并加速细胞的衰老和凋亡。根据病理学检测发现，动脉粥样硬化的发生，其主要由细胞自身产生的过量活性氧自由基，和组织中浸润的氧化低密度脂蛋白共同作用。活性氧自由基可以破坏蛋白质、脂质以及功能性糖类等多种生物分子，从而影响其功能发挥。脂蛋白，尤其是低密度脂蛋白容易在动脉内膜积聚，而活性氧自由基则会将其转化为氧化型低密度脂蛋白，并滞留在血管内膜中。同时内皮细胞也会被氧化型低密度脂蛋白激活，表面大量表达血管细胞黏附分子与 e-选择素，招募单核细胞并分化为巨噬细胞，而巨噬细胞吞噬富余脂蛋白后转化为泡沫细胞，造成动脉粥样硬化的早期病变。
3 氢气选择性抗氧化抗炎症，为动脉硬化预防提供了新策略
由于氢气可以降低血液中低密度脂蛋白水平，因此具有预防以及治疗动脉粥样硬化的潜力，2008 年，日本学者 Ohsawa 发现，基因敲除小鼠喂养富氢水，可以防止动脉粥样硬化的发生。临床水平上，有研究指出，患有代谢综合征的患者持续提供饮用富氢水 8 周，再由多种生化分析发现，患者血液中超氧化物歧化酶增加 39%，高密度脂蛋白增加 8%，总胆固醇减少 13%，尿液中不饱和脂肪酸的氧化产物硫代巴比妥酸类减少 43%，体格检查普遍好转。提示了氢气在动脉粥样硬化治疗中存在潜在运用价值。近年来，大量研究表明，氢气通过各种使用方法，对血脂代谢异常，动脉斑块形成，动脉硬化风险因子等都具有一定作用。由于氢气是一种人体安全性高的分子，且容易获取和利用，这种经济简便的工具对于大规模发生的慢性病具有特殊的价值和意义。希望有更多有志于解决人类健康问题的学者，致力于这一方法的研究和探索。为人类解决慢性病问题贡献一定力量。
