当然动物实验证明氢气能减少酒精导致的肝脏损伤,这种保护效果非常明显,可以和经典的保肝神药相比美,而且氢水不会有这些药物的潜在毒性,更安全更有推广价值。当然解酒和保肝不能简单等同,是不是能解酒,从这个研究中可以找到部分答案,但这还不是全部故事。

文章比较长,阅读请慎重。急性子可阅读摘要版:氢水解酒毒,效果接近天然保肝药水飞蓟素

持续过量饮酒导致的肝损伤,从脂肪变性、炎症、纤维化、肝硬化,最终导致肝细胞癌。酗酒者肝脂肪变性的发生率约为95%。酒精性肝病的风险因素包括性别、肥胖、饮食因素、吸烟和遗传因素。人类和啮齿动物在酒精肝损伤方面都存在性别差异,雌性更容易损伤。这可能是因为女性酒精脱氢酶活性比较低,也可能是因为雌激素的因素。

酒精性肝损伤发病机理包括脂肪变性、炎症因子、氧化应激和免疫反应等,乙醇可损害线粒体功能和抗氧化防御系统,导致活性氧增加,引起肝细胞中毒、脂肪变性、炎症和纤维化。枯氏细胞激活也可导致活性氧增加和炎症反应。枯氏细胞激活后释放的活性氧和细胞因子,对激活肝星状细胞和诱导纤维化至关重要。

有研究报道,酒精导致的氧化应激和内毒素敏感导致肝损伤,表现为炎症因子释放、脂质过氧化和抗氧化系统功能下降。一氧化氮合酶和促炎细胞因子的激活,尤其是环氧酶2、NfkB、肿瘤坏死因子α和白介素6和酒精性肝损伤关系密切。

白介素22是肝细胞保护因子,属于白介素10家族成员,也是激活T细胞和自然杀伤细胞的效应分子。白介素22的主要生理作用是促进先天免疫、提高再生和防止损伤。研究证据表明,白介素22通过抗氧化和抗凋亡途径保护刀豆球蛋白、四氯化碳和酒精引起的肝损伤。胃饥饿素是胃粘膜中产生的28肽,在下丘脑促进食欲和抑制交感神经活性,增加食物摄入量而降低代谢率。最近研究表明,胃饥饿素具有多种生物功能,包括抗氧化、抗炎、抗自身免疫和促进血管健康。

具有强大清除活性氧的选择性抗氧化作用,氢气受到生物医学家的广泛重视。用氢气治疗疾病的方法包括吸入氢气、注射或饮用氢水和氢水沐浴等。饮用氢水是简单安全经济的抗氧化手段,大量人类疾病和动物疾病模型中,氢气抗氧化损伤的作用被反复证明。氢气在肝脏疾病中应用的研究也比较多,如发现氢气对肝组织缺血再灌注损伤、阻塞性黄疸、急性肝衰竭和非酒精性脂肪肝炎都有一定保护或治疗作用。电解水和氢化硅能改善四氯化碳诱导的肝损伤,提高肝组织抗氧化酶活性,减少脂质过氧化。每天饮用20毫升/公斤氢水没有观察到对人体的不良反应,表明每天喝1.2 L氢水对人是安全的。由于氢水是一种安全有效的抗氧化剂,因此氢水可应用于疾病预防和治疗。最近临床研究发现,氢水可减少慢性乙型肝炎患者体内氧化应激和代谢综合症。

氢气对慢性酒精诱导肝损伤的作用还不清楚,Lieber-DeCarli液体饮食被广泛用作慢性酒精中毒的喂养模式,能模仿典型的分子和组织学特征,这类C57BL / 6小鼠模型可以诱发轻度脂肪变性和血清丙氨酸转氨酶和天冬氨酸转氨酶升高。

本研究采用这种经典慢性酒精喂养方法,诱导雌性小鼠肝损伤慢性,研究饮用氢水对抗酒精诱导早期肝损伤和作用机制。

酒精性肝损伤会通过内毒素激活肝脏星形细胞,会影响蛋白质和维生素的合成与吸收导致营养不良,这些因素最终导致肝细胞损伤。随后脂肪浸润、炎症反应等相互影响,导致肝细胞坏死和肝硬化。饮酒的启动因素不控制,不可避免最终出现肝纤维化和肝硬化,会出现各种并发症甚至死亡。因此寻找有效药物预防和治疗酒精性肝损伤是非常必要的。

水飞蓟花

本研究发现,氢水单独或联合水飞蓟素都都缓解酒精诱导的小鼠早期肝损伤,体外研究证明氢水能直接对抗过氧化氢,在体研究表明氢水能预防长期酒精诱导的血清转氨酶活性升高,降低升高的甘油三酯、总胆固醇和肝脏脂肪积聚。氢水饮用后能提高饥饿素表达,这与增加饮食量和减少炎症反应效应有关,氢水也能缓解酒精诱导的肝脏氧化损伤和抗氧化能力的下降,减少肝脏组织氧化损伤指标丙二醛水平,提高谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽氧化酶和过氧化氢酶活性。氢水也能降低促炎因子肿瘤坏死因子和白细胞介素6水平,增加抗炎因子白细胞介素10和白细胞介素22水平。这些研究结果说明,氢水能通过抗炎症抗氧化减少酒精诱导小鼠肝损伤。有研究表明,连续6到10周氢水治疗可以减少慢性乙肝患者的氧化应激,提高肝脏功能,对人类代谢综合症也有一定治疗作用。因此氢水可能对酒精性肝损伤如脂肪变性有防治效果,有利于预防酒精导致的肝脏炎症和肝硬化。

目前研究中,含酒精Lieber DeCarli液体食物用于诱导雌性小鼠早期酒精性肝病,这一模型能再现人类长期饮酒导致的肝脏疾病特点。小鼠喂养12周乙醇饮食表现出轻度肝损伤,血清肝功能特异性转氨酶活性显著升高,甘油三酯和总胆固醇水平也出现升高。这些效果都可以被氢水饮用缓解,尤其是与水飞蓟素联合治疗,可以取得更理想的效果。以往的研究表明,氢水预防非酒精性脂肪肝,能通过过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARα)信号通路发挥调节脂肪酸和类固醇代谢。最新这一研究结果表明,预防肝病部分是通过影响脂代谢介导。

饥饿素可作用于下丘脑促进食欲,抑制交感神经活性,增加食物的摄入而降低代谢率。研究结果发现,乙醇含液体饮食显著降低膳食摄入量和饥饿素水平,表明酒精会抑制食欲,这符合长期饮酒食欲下降的现象。水飞蓟素、氢水或两者联合使用都嫩逆转酒精导致的食欲减退,表明氢水能逆转酒精引起的食欲下降是通过促进饥饿素活性实现。日本学者曾经发现,数日饮用氢水,可以促进胃黏膜细胞释放饥饿素,产生神经保护作用。这一发现也印证了日本学者的类似发现。酒精可以增加肝脏重量,主要原因可能是肝脏重大,这一效应也可以被氢水缓解。酒精能通过抑制饥饿素导致能量过度消耗,这可导致肌肉质量下降和食欲减退。氢水也能逆转这些改变。

酰基饥饿素和脱酰基饥饿素都具有生物活性,本研究只检测了酰基饥饿素,没有分析脱酰基饥饿素,这是本研究的一个缺陷。最近研究发现,脱酰基饥饿素能特异性结合在弓状核细胞亚群特定受体,产生促进食欲的作用。脱酰基饥饿素能显著提高烧伤大鼠存活率。

酒精性肝损伤发病机制包括脂肪变性、氧化应激、炎症因子和免疫反应。酒精导致肝损伤的原因不仅包括活性氧积累,也包括小肠黏膜屏障破坏引起细菌内毒素泄露导致的炎症反应。肿瘤坏死因子和白细胞介素6被广泛公认为是酒精肝损伤的主要促性细胞因子。炎症因子和脂肪细胞因子可抑制肌肉细胞增殖和促进脂肪积累,这会导致肌肉质量下降和肥胖。目前的研究中,氢水饮用可以降低酒精导致的肝脏和全身炎症反应,对早期肝损伤具有保护作用。

白细胞介素10属于抗炎细胞因子,能防治病毒、酒精和饮食导致的肝损伤。白细胞介素10能抑制啮齿类动物肝脏星形细胞活化,具有对抗纤维化作用。白细胞介素22是肝脏细胞存活因子,可通过STAT3途径防治和修复肝损伤。先前的研究显示,白细胞介素22能促进小鼠刀豆蛋白A诱导和肝切除后肝再生。本研究中,氢水能提高这两种抑炎因子。这些研究表明,氢水保护酒精肝损伤的原因之一,是通过促进抑炎症因子,降低促炎症因子,减少炎症反应。

氧化应激是由生产过剩的活性氧引起的,包括超氧阴离子自由基、羟自由基和过氧化氢,氧化应激在酒精肝损伤的发病机制中起关键作用。饮酒可导致活性氧大量生成,导致肝脏脂质过氧化和细胞膜的损害,线粒体谷胱甘肽消耗和SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶减少。组织一方面不断产生活性氧,另一方面通过抗氧化系统减少活性氧的水平,这样可以让活性氧达到一个动态平衡。饮酒不仅增加活性氧产生,也减少抗氧化系统的功能,这必然会导致平衡破坏氧化应激。因此抗氧化是改善酒精肝损伤的重要治疗策略。

本研究发现,饮用氢水能缓解酒精导致的活性氧增加,增强抗氧化活性。这不仅有体外研究的证据,也有体内研究的支持。这一发现也符合过去大量研究中反复证明的氢气具有选择抗氧化能力,减少氧化损伤的效应。大量研究发现,氢气减少氧化应激不仅能通过直接对抗活性氧发挥作用,也能通过促进抗氧化转录因子NRF-2和SIRT1活性。最新研究也表明,氢水能提高抗氧化作用,这一作用和经典保肝神药水飞蓟素类似,这也进一步说明氢气抗氧化保肝的神奇效应。

饥饿素具有抗炎作用,也可以调节自身免疫。酰基饥饿素作用于单核细胞和T淋巴细胞抑制各类促炎性细胞因子产生,可引起感染和癌症患者食欲下降。饥饿素能对抗高脂饮食诱导的肝损伤,缓解氧化应激、炎症和凋亡。目前的研究中发现氢水可以诱导饥饿素,这一作用可部分解释氢水抗炎症抗氧化的作用,可能是氢水对抗酒精肝损伤的原因之一。另外也发现氢水能促进白细胞介素10和22,这两种炎症因子具有抑制炎症的作用。这些保护效应可能存在相互联系,也可能独立发挥作用,但是这些现象都不能帮助解决氢气作用的分子靶点,甚至更增加了氢气效应研究的复杂性。

酒精导致胃肠功能障碍,包括Kupffer细胞激活、解毒能力降低导,肠道屏障破坏和通透性增加,最终导致肠道细菌过度生长和内毒素增加。以往的研究报道,氢气能减轻内毒素所致啮齿类动物肝损伤、减少炎症和细胞凋亡。有证据表明氢水有助于维持小肠通透性、保护小肠黏膜结构稳定和屏障功能,改善肠道微环境,防治酒精引起的肝损伤。

本研究中酒精也能导致高甘油三酯血症、高胆固醇血症和总胆固醇增加。AMPK是细胞和全身能量代谢的主要调节因子,具有脂质和糖代谢生理调节作用。现有证据表明,酒精能导致AMPK介导的总胆固醇积累。抑制AMPK可控制p38 MAPK信号通路,抑制活性氧饥饿素诱导的细胞自噬和死亡。以前研究表明,氢水能通过SIRT1依赖的方式激活AMPK发挥神经保护作用。氢水能通过诱导饥饿素和激活AMPK信号通路抑制肝脏脂肪生成和脂肪堆积。

最重要的是,氢水和水飞蓟素结合产生更强的保护作用。表明氢水和其它治疗药物联合使用可能取得更好的效果。酒精中毒患者往往会出现营养不良,免疫功能下降容易发生细菌感染。氢水干预长期酗酒者有积极意义,可能有助于改善食欲缓解营养不良,可将氢水作为酒精肝损伤治疗的营养措施之一。

本研究发现,氢水对雌性小鼠早期慢性酒精肝损伤具有预防作用,这种作用可能是通过诱导饥饿素,抑制促炎症因子促进抑炎症因子释放的抗炎症效应,也通过促进抗氧化能力减少氧化应激。结果表明,氢水对长期饮酒肝损伤可作为潜在的预防和临床辅助治疗策略。

研究方法

氢水来自金属镁和水反应制备。采用多种方法分析氢气浓度和氧化还原电位。使用雌性C57BL/ 6小鼠(5周龄),自由采食1周Lieber DeCarli饮食,这种营养饮食(含41.4 g/L酪蛋白,0.5 g / L胱氨酸、蛋氨酸0.3 g/L,8.5 g/L,28.4 g/L玉米油,橄榄油,红花油2.7 g/L,115.2 g/L,麦芽糖糊精,纤维素10 g/L,8.75 g / L的矿物组合,2.5g/L维生素混合,0.53 g / L酒石酸胆碱和3 g / L的黄原胶)。动物分为5组,分别是正常对照组、酒精组、水飞蓟素(200 mg/kg)治疗组、氢水治疗组和氢水联合水飞蓟素组。氢水浓度为0.5ppm,每只动物口服1.2毫升,每日三次连续13周。最后动物处死,采集后腔静脉血液,全肝切除和冰盐水立即清洗,去除残留的血前称重。肝右叶甲醛固定后的组织病理学评估,剩余的肝标本立即冻结在80°C用于随后分析。酶联免疫吸附法测定血清饥饿素。转氨酶、甘油三酯、总胆固醇使用商业试剂盒测定。甲醛固定肝脏标本,石蜡包埋,采用标准技术进行切片和观察。半定量组织学评估肝损伤分为0-4,如下:无(0)、小(1),轻度(2)、中度(3)、重度(4)。

肝脂质提取采用Folch等法。测量细胞因子,肝脏抗氧化酶活性和脂质过氧化作用的测量,肝脏脂质过氧化作用的测量。

研究结果

 

图1 富氢水清除过氧化氢。

 

图2 饥饿素,小鼠体重和肝重。

图3 小鼠肝脏组织病理学改变。

图4 富氢水对慢性酒精喂养小鼠细胞因子的影响。

 

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