分子氢对神经生物医学效应学习笔记之五

口服富氢水改善毒死蜱致大鼠神经毒性

长期接触低水平的有机磷（OP）化合物，如毒死蜱（CPF），会引起氧化应激，可能与神经系统疾病有关。氢是一种新型的抗氧化剂，可以选择性地清除羟基自由基。我们探讨摄入富氢水（HRW）是否可以保护Wistar大鼠免受CPF诱导的神经毒性。大鼠每日灌胃6.75mg/kg体重（1/20 LD50）CPF，口服HRW。Nissl染色和电镜结果表明，摄入HRW对CPF诱导的海马神经元和神经元线粒体损伤具有保护作用。免疫染色结果表明，摄入HRW可改善CPF诱导的星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白（GFAP）表达增加。此外，摄入HRW还可以减轻CPF诱导的氧化应激，表现为MDA水平升高，同时GSH水平、SOD和CAT活性升高。乙酰胆碱酯酶（AChE）活性测试表明，CPF暴露后，脑AChE活性显著降低，摄入HRW可改善这种影响。体外研究表明，HRW中的乙酰胆碱酯酶活性比有或没有毒死蜱-氧酮（CPO）的正常水中的乙酰胆碱酯酶活性更高，CPF是CPF的代谢活化形式。这些观察结果表明，摄入HRW可以保护大鼠免受CPF诱导的神经毒性，而氢的保护作用可能是通过调节大鼠的氧化和抗氧化状态来介导的。此外，这项工作通过直接增加乙酰胆碱酯酶活性，定义了一种新的氢生物活性机制。

Wang T, Zhao L, Liu M, et al. Oral intake of hydrogen-rich water ameliorated chlorpyrifos-induced neurotoxicity in rats. Toxicol Appl Pharmacol. 2014 Oct 1;280(1):169-76.

氢吸入改善小鼠脑出血后肥大细胞介导的脑损伤

目的：在几种脑损伤模型中，吸入氢气具有神经保护作用。其机制被认为与抗氧化应激有关。我们在脑出血小鼠模型中研究了吸入氢气对神经血管的潜在保护作用，尤其是对肥大细胞活化的影响。

设计：对照体内实验室研究。

单位：动物研究实验室。

对象：使用171只8周龄雄性CD-1小鼠。

干预：使用8周龄雄性CD-1小鼠胶原酶诱导的脑出血模型。通过自发吸入施用氢气。在脑出血后24和72小时观察血脑屏障通透性和神经功能缺损。通过Western印迹和免疫染色评估肥大细胞活化。在自体血液注射脑出血模型中，氢吸入对肥大细胞活化的影响得到证实。

测量和主要结果：脑出血后24和72小时，动物出现血脑屏障破坏、脑水肿和神经功能缺损，伴有Lyn激酶磷酸化和类胰蛋白酶释放，表明肥大细胞活化。氢处理减少了Lyn激酶的磷酸化和类胰蛋白酶的释放，减少了肥大细胞的积累和脱颗粒，减轻了血脑屏障的破坏，改善了神经行为功能。

结论：脑出血后肥大细胞的激活有助于血脑屏障通透性和脑水肿的增加。吸入氢气通过防止脑出血后肥大细胞的激活而维持血脑屏障的破坏。

Manaenko A, Lekic T, Ma Q, et al. Hydrogen inhalation ameliorated mast cell-mediated brain injury after intracerebral hemorrhage in mice. Crit Care Med. 2013;41(5):1266–75.

饮用富氢水可通过调节肠道微生物群来减轻化疗引起的神经性疼痛

简介：化疗引起的神经性疼痛 (CINP) 是化疗药物最常见的并发症之一，它限制了可能挽救生命的抗癌治疗的剂量和持续时间，并危及患者的生活质量。我们之前的研究报告说，分子氢（氢）可用于预防和治疗各种疾病。但其潜在机制仍不清楚。本研究的目的是探讨富氢水对 CINP 肠道微生物群的影响。

方法：将所有C57BL/6J小鼠分为4组：正常饮水组注射生理盐水（氢O+生理盐水），正常饮水组注射奥沙利铂（氢O+OXA），饲喂组富氢水注射生理盐水（HW+生理盐水），富氢水注射奥沙利铂（HW+OXA）。在富氢水处理后第0、5、10、15和20天测试小鼠的机械缩爪阈值。第20天，收集不同组小鼠的粪便进行微生物群落多样性和结构分析。在背根神经节 (DRG)、L4 中检测到炎性细胞因子 (TNF-α 和 IL-6)、氧化应激因子 (OH- 和 ONOO-)、脂多糖 (LPS) 和 Toll 样受体 4 (TLR4) 的水平-6 脊髓节段和血清通过酶联免疫吸附测定。通过蛋白质印迹法测定 TLR4 在 DRG 和脊髓中的表达。

结果：结果表明，富氢水可以缓解奥沙利铂引起的痛觉过敏，降低微生物多样性，改变肠道菌群结构，逆转炎性细胞因子和氧化应激的失衡，降低LPS和TLR4的表达。

结论：富氢水可能通过影响肠道菌群的多样性和结构，进而影响LPS-TLR4通路来缓解CINP，为进一步研究提供了方向。

Lian N, Shen M, Zhang K, et al. Drinking Hydrogen-Rich Water Alleviates Chemotherapy-Induced Neuropathic Pain Through the Regulation of Gut Microbiota. J Pain Res. 2021 Mar 10;14:681-691.

腹腔注射氢对家兔心脏骤停的神经保护作用

目的：研究腹腔注射氢（氢）对家兔心脏骤停（CA）的神经保护作用。

方法：通过食道和胸壁之间的交流电流诱导心室颤动，建立兔CA模型。在CA之前，将动物随机分为四组：假手术组（无CA）、CA组、CA+低剂量（10ml/kg）氢组（CA+氢组1）和CA+高剂量（20ml/kg），氢组。在第一个实验中，在自发循环（活性氧C）恢复后观察动物72小时。在活性氧C后24、48和72小时评估神经评分。使用过量麻醉剂处死存活至72小时的兔子，收集脑组织并进行尼氏染色以观察海马CA1区的神经细胞损伤。此外，采用TUNEL法检测细胞凋亡。在第二个实验中，在活性氧C后观察动物6小时。采集血样和脑海马组织，比较四组之间氧化应激指标的差异。

结果：腹腔注射氢可提高72小时存活率和神经功能评分，减少神经元损伤，抑制神经元凋亡。腹腔注射氢可降低血浆和海马组织中的氧化应激指标，并增强抗氧化酶活性。用不同剂量的氢治疗的两个CA组之间未观察到显著差异。

结论：腹腔注射氢是一种新的给氢方法，可减轻CA兔模型的脑缺血再灌注损伤，改善心肺复苏的预后。

Huang G, Zhou J, Zhan W, et al. The neuroprotective effects of intraperitoneal injection of hydrogen in rabbits with cardiac arrest. Resuscit . 2013;84(5):690–5.

分子氢抑制由脂多糖、伴刀豆球蛋白A引起的疾病动物模型中的炎症、促炎细胞因子水平降低，如肿瘤坏死因子 (TNF)-α、白细胞介素 (IL)-1β 和 IL-6的抗炎功效。

分子氢和其他治疗作用不能完全用其 活性氧 清除能力来解释。