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目前關(guān)于氫氣治療疾病病理生理學(xué)機(jī)制主流觀點(diǎn)仍是氫氣的選擇性抗氧化，在選擇性抗氧化基礎(chǔ)上，人們相繼證明氫氣對各類疾病過程中的氧化損傷，炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡和血管異常增生等具有治療作用。活性氧在各類心腦血管疾病如中風(fēng)和心肌梗死、代謝性疾病如糖尿病動脈硬化等人類重要急性和慢性疾病的病理生理進(jìn)程中扮演了重要角色，它是分子氧在還原過程中的中間產(chǎn)物，包括以氧自由基形式存在和非氧自由基形式存在的兩大類物質(zhì)，其中氧自由基又包括羥自由基、超氧陰離子、一氧化氮、亞硝酸陰離子等物質(zhì)。生理情況下，活性氧在體內(nèi)不斷產(chǎn)生，也不斷被清除，處于動態(tài)平衡。但在缺血、炎癥等病理狀態(tài)下，機(jī)體將產(chǎn)生大量的活性氧。其中，羥自由基和過氧亞硝基陰離子毒性較強(qiáng)，是細(xì)胞氧化損傷的主要介質(zhì)。而一氧化氮、超氧陰離子和過氧化氫等物質(zhì)毒性較弱，具有重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。既往在抗氧化損傷的治療中，還原性過強(qiáng)的藥物可能導(dǎo)致機(jī)體氧化- 還原狀態(tài)出現(xiàn)新的失衡。2007 年Ohsawa等人研究證實(shí)，氫氣能夠選擇性清除毒性較強(qiáng)的羥自由基和亞硝酸陰離子，而對其它具有重要生物學(xué)功能、毒性較低的活性氧影響不大，此即氫氣的選擇性抗氧化作用。該作用為抗氧化治療提供了新的思路。早在2001 年，Gharib等人報(bào)道吸入8 個(gè)大氣壓的氫氣對肝臟血吸蟲感染引起的炎癥反應(yīng)具有治療作用，他們認(rèn)為氫氣與羥自由基直接反應(yīng)是氫氣抗炎作用的基礎(chǔ)。2009 年Kajiya等人報(bào)道氫氣能明顯抑制葡聚糖硫酸鈉誘發(fā)的結(jié)腸炎癥反應(yīng)，減少受損結(jié)腸的炎癥因子水平，減輕炎癥的病理損傷，改善預(yù)后。氫氣的抗炎作用與其抑制活性氧產(chǎn)生、中和羥自由基、抑制促炎因子釋放有關(guān)。另外，巨噬細(xì)胞在炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)中起重要作用，氫氣對巨噬細(xì)胞的調(diào)節(jié)為其抗炎作用奠定了基礎(chǔ)。孫學(xué)軍等2008 年的研究發(fā)現(xiàn)，氫氣能減少大鼠缺血缺氧模型的組織損傷，呼吸低濃度的氫氣可時(shí)間依賴性地減少凋亡酶Caspase-3和Caspase-12 的活性，減少凋亡陽性細(xì)胞數(shù)量，研究提示氫氣的作用與減少Caspase 依賴性凋亡有關(guān)。Kubota等報(bào)道使用含氫氣的水滴眼具有抗角膜血管增生的作用。