
高壽人群越來越多,高壽帶來的健康問題也逐漸成為研究熱點(diǎn),成功高壽人群的健康問題主要是骨骼肌減少和老年虛弱,研究表明導(dǎo)致這兩種疾病問題的關(guān)鍵依然是氧化應(yīng)激損傷和炎癥損傷,這恰好是氫氣發(fā)揮作用的重要目標(biāo),可惜的是目前氫氣在高壽人健康維護(hù)方面的研究幾乎空白,需要更多研究人員關(guān)注這一領(lǐng)域。
1956年美國哈默教授根據(jù)細(xì)胞成分受自由基破壞提出自由基衰老理論。1969年McCord 和Fridovich發(fā)現(xiàn)SOD啟動(dòng)了自由基生物學(xué)研究方向。1985年,Sies提出氧化應(yīng)激的概念,其含義是生物組織細(xì)胞內(nèi)活性氧等過氧化因子超過自身抗氧化能力,這種不平衡帶來碳水化合物、脂類、蛋白和DNA等氧化修飾和損傷。理論上這種損傷積累到一定程度會(huì)帶來生物體功能障礙和衰老,但是氧化應(yīng)激誘導(dǎo)衰老的具體機(jī)制并不清楚,更大的困難是補(bǔ)充抗氧化劑并沒有顯示降低死亡率的效果,甚至出現(xiàn)增加死亡的效應(yīng)。小鼠通過基因操作抗氧化系統(tǒng)也未見對(duì)壽命產(chǎn)生影響。敲除線蟲SOD基因確實(shí)可以表現(xiàn)高氧化應(yīng)激,但壽命竟然超過對(duì)照組。
1908年,Miquel提出,線粒體自由基是導(dǎo)致衰老的原因。按照這個(gè)理論,線粒體是自由基的主要來源,線粒體DNA(mtDNA)損傷是老化相關(guān)損傷,線粒體不僅是活性氧產(chǎn)生的主要部位,也是線粒體損傷發(fā)生的主要部位。線粒體DNA氧化損傷等導(dǎo)致線粒體呼吸鏈功能障礙,呼吸鏈功能紊亂導(dǎo)致活性氧產(chǎn)生更多,形成惡性循環(huán),導(dǎo)致線粒體和細(xì)胞損傷。線粒體DNA缺乏組蛋白保護(hù)和有效修復(fù)系統(tǒng),相對(duì)比較脆弱容易遭受活性氧氧化攻擊。細(xì)胞損傷早期就會(huì)出現(xiàn)線粒體損傷,但出現(xiàn)大量線粒體基因突變一般發(fā)生在老年階段。但是,小鼠線粒體DNA突變的研究結(jié)果并不符合自由基衰老理論。氧化應(yīng)激和活性氧的功能也越來越顯示出復(fù)雜性。最近研究線索提示,氧化應(yīng)激時(shí)線粒體會(huì)分泌小肽(mitokines)。在細(xì)細(xì)胞線粒體不僅發(fā)出細(xì)胞內(nèi)信號(hào),也能通過血液循環(huán)向遠(yuǎn)處組織進(jìn)行通訊。Mitokines就是由發(fā)生線粒體應(yīng)激的細(xì)胞所釋放的一類核編碼的信號(hào)分子。它們被認(rèn)為可以通過增強(qiáng)氧化代謝,脂肪分解和生酮作用來介導(dǎo)遠(yuǎn)處組織的代謝適應(yīng),這是細(xì)胞應(yīng)對(duì)線粒體功能障礙引起的能源危機(jī)的一個(gè)合理應(yīng)對(duì)措施。
活性氧也可以作為信號(hào)分子發(fā)揮作用,啟動(dòng)基因表達(dá)產(chǎn)生應(yīng)激適應(yīng)等作用。一過性活性氧增加對(duì)維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞信號(hào)精細(xì)調(diào)節(jié)是必要生理過程。熱量限制能有效延長(zhǎng)壽命,這個(gè)效應(yīng)的研究中提示,活性氧和氧化應(yīng)激不是導(dǎo)致老化的原因。
雖然衰老和氧化應(yīng)激的關(guān)系沒有那么密切,但是衰老相關(guān)疾病基本都和氧化應(yīng)激損傷有關(guān)。如心血管疾病、糖尿病、慢性腎病、慢性肺病、白內(nèi)障、關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)退行性疾病和癌癥,全部都和氧化損傷相關(guān)。
骨骼肌減少癥和衰弱都是老年綜合癥,發(fā)病率隨年齡增長(zhǎng)而增加,并增加發(fā)生有害后果的風(fēng)險(xiǎn),如跌倒和骨折、身體限制、日常生活工具和基本活動(dòng)的殘疾、住進(jìn)機(jī)構(gòu)、住院和死亡。骨骼肌減少癥是一種進(jìn)行性和廣泛性骨骼肌疾病,其定義是肌肉力量、肌肉數(shù)量和/或質(zhì)量和身體表現(xiàn)水平較低。骨骼肌可產(chǎn)生大量活性氮,加上線粒體含量和功能的減少,可能是衰老過程中觀察到的肌肉數(shù)量和質(zhì)量損失的決定性因素。
氧化應(yīng)激通過促炎和促凋亡釋放導(dǎo)致蛋白分子破壞細(xì)胞功能異常的因子。衰老過程肌肉氧化還原信號(hào)失調(diào)導(dǎo)致與肌肉適應(yīng)性細(xì)胞保護(hù)機(jī)制衰減,這可能會(huì)在降低神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的完整性。
總之,氧化應(yīng)激和衰老的關(guān)系雖然受到質(zhì)疑,但衰老相關(guān)疾病和氧化應(yīng)激的關(guān)系筆記明確,因此抗氧化應(yīng)激,減少氧化損傷,仍然是減少老年病,預(yù)防衰老的重要策略。氫氣作為一種安全的能產(chǎn)生明確抗氧化損傷效應(yīng)的分子,對(duì)減少衰老相關(guān)疾病氧化損傷,減少老年相關(guān)身體紊亂,是非常值得重視的措施。過去開展的氫氣醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床研究中,對(duì)常見老年病如心血管疾病、糖尿病、慢性腎病、慢性肺病、白內(nèi)障、關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)退行性疾病和癌癥等,全部都進(jìn)行了相關(guān)研究,提示對(duì)這些疾病具有改善或潛在改善效果。
高壽老人一般認(rèn)為身體比較健康,這是一個(gè)誤區(qū),高壽往往伴隨一定身體問題,特別是高齡肌肉減少癥和高齡虛弱方面,目前尚未見氫氣干擾的報(bào)道。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)保障能力和醫(yī)療衛(wèi)生條件的提高,人群預(yù)期壽命的提高,成功達(dá)到老齡人群數(shù)量越來越多,這些年齡相關(guān)問題非常值得重視和研究。從事氫氣醫(yī)學(xué)研究的學(xué)者,也應(yīng)該重視這方面的工作。