分子氢和糖尿病学习笔记之二

代谢综合征的特征是心脏代谢危险因素，包括肥胖、胰岛素抵抗、高血压和血脂异常。已知氧化应激在代谢综合征的发病机制中起主要作用。氢已成为各种疾病模型的有效治疗方法，如心肌缺血再灌注损伤、COPD和脂质代谢紊乱（。对大鼠的研究表明，制氢对早期胰岛细胞具有有益的治疗作用，但这种保护作用的机制仍不清楚。使用高脂喂养联合低剂量链脲佐菌素注射诱导的2型糖尿病大鼠模型，评估氢对2型糖尿病的潜在治疗作用。特别强调了糖代谢、胰岛素抵抗、脂质代谢、氧化应激和组织形态学以及相关的分子机制。

氧化应激及其在一些关键调节酶中的有害作用。对2型糖尿病患者进行的一项随机双盲研究的结果，这些患者连续两个月每天饮用900毫升富氢水。研究发现，他们的异常糖耐量有所改善。对20名具有初步代谢综合征症状（如轻度肥胖、血脂异常、糖耐量异常和高血压）的男性和女性进行的研究中，连续8周每天饮用1500-2000毫升富含氢的水，观察到抗氧化酶血清超氧化物歧化酶和高密度脂蛋白胆固醇增加。

从自来水中制备的电化学还原水可以提高遗传性糖尿病db/db小鼠（人类2型糖尿病模型）的血液胰岛素水平以及其他指标。电化学还原水作为一种新的活性氧清除剂有望显示出对糖尿病的治疗效果。然而，同样的作者也报道了电化学还原水未能提高链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠的血液胰岛素水平，这是一种1型糖尿病的动物模型，这增加了电化学还原水在体内的抗1型糖尿病作用与体外不同的可能性。电化学还原水的作用适用于通过长时间喂养来抑制实验动物的1型糖尿病。电化学还原水的保护作用可能与其防止和/或抑制细胞和组织中产生的自由基的能力有关

便携式镁棒是一种安全、简便、有效的方法，可为研究参与者提供每日饮用的富氢水。

Nakao等人在一项开放性实验研究，对20名潜在代谢综合征受试者进行的为期8周的开放标签研究中，检查富氢水（1.5-2升/天）的有效性。通过将金属镁棒放入饮用水中通过化学反应制备富氢水。8周的富氢水消耗导致尿液中抗氧化酶超氧化物歧化酶增加39%，硫代巴比妥酸反应性物质减少43%。受试者从基线到第4周，高密度脂蛋白胆固醇增加8%，总胆固醇/高密度脂蛋白胆固醇减少13%。在8周的研究中，空腹血糖水平没有变化。饮用富含氢的水是代谢综合征潜在的新的治疗和预防策略（Nakao, et al. 2010.）。富氢水对潜在代谢综合征受试者抗氧化状态的有效。

在胰岛素抵抗的受试者以及2型糖尿病患者中，向饮用水中添加氢有助于使血脂和血糖水平正常化。在这项研究中，30名2型糖尿病患者平均每天喝一升富氢水或纯净水，持续8周，然后比较8周前后氧化应激、胰岛素抵抗和糖代谢的几种生物标志物。饮用富氢水的2型糖尿病患者的改性低密度脂蛋白胆固醇下降15.5%、低密度脂蛋白下降5.7%和尿中8异丙醇下降6.6%。摄入氢水也与胰岛素抵抗和氧化应激生物标记物的降低有关，如血清氧化低密度脂蛋白浓度、脂联素水平和细胞外超氧化物歧化酶水平。在6名服用富含氢的水8周的患者中，有4名患者的氢使糖耐量试验正常化，同时它还可以改善胰岛素的分泌。氢也可能对1型糖尿病有益，因为它可以改善1型糖尿病动物模型中骨骼肌的血糖摄取。由于代谢综合征可以影响内皮细胞和平滑肌细胞，并且这些影响可以通过氢来减弱，因此氢也可能有助于降低血压。氢对高血压的有益作用。由于血管中的血脂异常引起的动脉粥样硬化易感性可以通过暴露于氢来降低。对小鼠腹腔注射富含氢的生理盐水8周后，除其他抗炎反应外（抑制促炎性白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α20%-40%，），动脉粥样硬化性载脂蛋白B（apoB）的水平降低了50%-75%。氢给药后，主动脉根部动脉壁的脂质沉积也显著减少20%-40%。

内皮细胞的新内膜增生和晚期糖基化导致细胞凋亡。在大鼠体内应用分子氢或富含氢的生理盐水可以预防这两种疾病。使用氢和富含氢水在预防或延迟代谢综合征和相关疾病的出现方面应该非常有用。非胰岛素依赖型糖尿病患者24小时血糖、游离脂肪酸、乳酸和胰岛素的测定。

富氢盐水可防止链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠骨质流失。全身输送氢盐水可能会改善由糖尿病 引起的骨质疏松大鼠胫骨和股骨中骨组织的保留，其特征是氧化应激水平增加和活性氧产生过多。富氢培养基抑制活性氧物种的产生，提高Bcl-2/Bax比率，并抑制晚期糖基化终产物诱导的细胞凋亡。Jiang等人报告使用富氢培养基（HRM）增加内皮细胞（ECs）中的氢水平是否保护内皮细胞免受晚期糖基化终产物（AGEs）诱导的凋亡。从2-3岁的Sprague-Dawley大鼠移除胸主动脉，分离和培养内皮细胞。在晚期糖基化终产物和/或富氢培养基存在下培养内皮细胞24小时后，进行膜联蛋白V/7-AAD和TUNEL染色以检测细胞凋亡。晚期糖基化终产物的加入以浓度依赖的方式增加了内皮细胞的凋亡，富氢培养基将晚期糖基化终产物（400μg/ml）诱导的凋亡从21.61±2.52%降低到11.32±1.75%。富氢培养基还显著减弱晚期糖基化终产物诱导的细胞内氧化物诱导和抗氧化酶表达的降低。氢对年龄诱导的内皮细胞损伤具有显著的保护作用，可能通过减少氧化物生成、保护细胞内抗氧化酶系统、抑制晚期糖基化终产物诱导的细胞凋亡和提高Bcl-2/Bax比率来实现（Jiang, et al. 2013.）。