氢气预防和治疗动脉粥样硬化的研究

心血管疾病已经成为中国人健康的头号杀手，越来越多的心血管疾病患者，也让中国人越来越关注自身健康的问题。高血压、高血脂、糖尿病等患者都有动脉硬化的现象，有数据显示，截至2016年，我国大约有2000万动脉硬化患者，由于饮食等结构的改变，每年都会递增60万人左右。

动脉粥样硬化是动脉硬化最常见的类型,是血脂沉积到内皮细胞下而形成，目前跃居西方发达国家第一大死因。随着我国人民生活质量的日益提高，大量高脂肪类食物的摄入，引起营养物质过剩，该病也逐渐成为影响我国人民健康的罪魁祸首。

以颈动脉粥样硬化(carotid atherosclerosis,CAS)是全身动脉粥样硬化斑块形成在颈部的表现，颈动脉是头颈部的重要血管，位置表浅，使用B超检测方便。可间接反应全身动脉粥样硬化情况。有研究表明，此病占缺血性脑卒中病人的30%-40%，以及近百分之五十的短暂性脑缺血发作(transient ischemic attack, TIA)，都由颅内外动脉粥样硬化引起。

研究进展

近几十年来，降脂药物作为防治动脉粥样硬化的一线药物被广泛应用;这些药物的使用导致与心血管疾病相关的发病率和死亡率显著降低。然而，由于与动脉粥样硬化相关的潜在机制的多样性和复杂性，许多心脑血管疾病无法通过这种药物策略得到充分或有效的预防。

在过去的10年中，氢气已被引入作为一种抗氧化和抗炎效应疗法。在动物实验和人体试验中，氢气已被证明可以促进对动脉粥样硬化的显著保护。

我国学者秦树存教授(山东第一医科大学动脉粥样硬化研究所)在《Role of Hydrogen in Atherosclerotic Disease: From Bench to Bedside》(氢在动脉粥样硬化疾病中的作用：从补充疗法到临床应用)一文中，对此进行了全面论述。

秦树存教授的文章

在动物实验和临床试验中，已经表明氢气对减轻与粥样动脉硬化相关的几种危险因素的影响具有明显的影响，包括高脂血症、高血压、高血糖和吸烟。

如上图所示，记录部分氢气在治疗动脉粥样硬化方面的动物实验和临床试验。治疗方式包括饮用富氢水、吸入氢气/氧气混合气、注射富氢生理盐水等。

临床试验

2015年，秦树存教授团队在《J Clin Endocrinol Metab》(美国内分泌学会会刊)发表了氢气干预动脉粥样硬化临床试验的研究报告。

秦树存教授的研究报告

该试验证明了氢气治疗，能激活胆固醇流出调节蛋白活性，促进细胞内胆固醇的流出，加强高密度脂蛋白抗动脉硬化和降血脂功能。同时也预示了氢气对控制人类高脂血症和预防动脉硬化具有潜在效果。

该试验共有68名患有高胆固醇血症的患者参与(TC >5.18 mmol/L，LDL-C >2.59 mmol/L)，患者至少3个月未接受任何降血脂药物治疗，同时排除了试验前6个月内有任何急性和慢性炎症过程、2期或3期高血压、不稳定冠状动脉疾病、心肌梗死或中风、有症状的充血性心力衰竭、糖尿病、自身免疫性疾病、甲状腺疾病、慢性胰腺炎、受损的肾患者或肝功能、肾病综合征等患者。

之后，按照1:1的比例，随机分为试验组和对照组。试验组每天饮用900毫升富氢水，早、中、晚各300毫升，连续10周;对照组同期饮用普通纯净水。然后在不同阶段采集患者血浆，检测脂蛋白等指标。

结果如上图所示，氢气治疗后，通过促进Abca1蛋白的表达，促进了患者胆固醇流出(排出)。ABCA1蛋白是一种膜整合蛋白，它以ATP为能源，促进细胞内游离胆固醇和磷脂的流出。

如上图表所示，氢气治疗后，相比对照组，试验组患者的TC(总胆固醇)和LDL-C(低密度脂蛋白胆固醇，水平越高，动脉粥样硬化的危险性越大)显著降低。(试验组VS对照组TC和LDL-C降低有效率，TC为47.06%vs17.65%;LDC-C为47.06%vs23.53%，试验组具有显著优势)。

综上所述，研究团队认为氢气治疗(如口服富氢水)可以预防(或延缓)高胆固醇血症和动脉粥样硬化的发生和发展。

原理分析

氢分子抑制动脉粥样硬化的脂蛋白机制：

如上图所示，氢分子通过其抗氧化作用，改善患者血脂、血糖和血压，从而改善动脉粥样硬化 (图A);氢分子通过抗氧化和抗炎作用，促进高密度脂蛋白发挥保护作用，保护血管内皮细胞(图B);氢分子通过抑制脂肪过氧化，改善极低密度脂蛋白和低密度脂蛋白的影响(极低密度脂蛋白是造成动脉粥样硬化的重要因素)，从而减少泡沫细胞的形成(泡沫细胞形成是动脉粥样硬化形成的早期事件)，减少内皮下层动脉斑块(图C)。

氢气抑制动脉粥样硬化的细胞学机制

如上图所示，氢分子可抑制内皮细胞活化，从而减少脂蛋白通过内皮细胞进入内皮下层，减少其趋化因子ICAM-1和VCAM-1的分泌;氢分子可以抑制巨噬细胞的氧化应激，减少巨噬细胞对脂蛋白的摄取，促进胆固醇从泡沫细胞中流出，从而减少脂质在内皮下的堆积。

研究结论

研究表明，氢分子不仅可以降低各种动脉粥样硬化相关危险因素的有害影响，包括高脂肪和高糖对动脉壁病变的影响，还可以抑制动脉粥样硬化斑块的发展，防止血栓形成。

此外，氢分子还具有生物安全性高、摄入途径多等优点，在不久的将来，氢分子将对人类动脉粥样硬化的防治做出相当大的贡献，并可能有助于消除心脑血管疾病。

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参考资料

Shucun. Role of Hydrogen in Atherosclerotic Disease: From Bench to Bedside.

Song G, Lin Q, Zhao H, et al. Hydrogen activates ATP-binding cassette transporter A1-dependent efflux ex vivo and improves high-density lipoprotein function in patients with hypercholesterolemia: a double-blinded, randomized, and placebo-controlled trial[J]. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 2015, 100(7): 2724-2733.

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