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學(xué)術(shù)上曾經(jīng)認(rèn)為大多數(shù)哺乳動(dòng)物成年后心肌細(xì)胞不能再生，但是目前認(rèn)為心肌細(xì)胞仍然具有再生潛力。德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心Yuji Nakada等最近在《自然》發(fā)表論文，證明嚴(yán)重低氧處理能激活心臟干細(xì)胞，可作為成年心臟缺血治療的策略。
成年哺乳動(dòng)物心臟失去再生能力，是導(dǎo)致心臟組織發(fā)生損傷時(shí)無(wú)法進(jìn)行自我修復(fù)的根本原因，是心肌梗塞等疾病導(dǎo)致心臟衰竭甚至導(dǎo)致死亡的關(guān)鍵原因。最近研究認(rèn)為，哺乳動(dòng)物心臟并不是絕對(duì)無(wú)法再生，例如新生兒心臟就具有很強(qiáng)的再生能力，成年心臟也具有部分自我更新的能力，這兩類情況都是通過心肌細(xì)胞分裂實(shí)現(xiàn)，主要受到有氧呼吸造成自由基引起的DNA損傷的干擾。因此論文作者提出假說(shuō)，采用低氧處理心肌細(xì)胞，阻斷有氧呼吸和降低DNA損傷，將有可能逆轉(zhuǎn)成年心肌細(xì)胞的再生能力。
本研究報(bào)道階梯進(jìn)行全身嚴(yán)重缺氧處理，首先將氧濃度階段降低到1%，然后維持在7%持續(xù)14天。這樣極端低氧處理能抑制氧化代謝、減少活性氧的產(chǎn)生和降低DNA氧化損傷，并能重新激活心肌細(xì)胞有絲分裂。有意思的是，研究發(fā)現(xiàn)，心肌梗塞后進(jìn)行連續(xù)7天低氧處理能顯著誘導(dǎo)心肌再生能力，降低心臟組織纖維化，提高左心室收縮功能。通過遺傳學(xué)技術(shù)確認(rèn)新生成細(xì)胞來(lái)自成熟心肌細(xì)胞。這些結(jié)果說(shuō)明，成年哺乳動(dòng)物心肌細(xì)胞本身具有再生潛力，這種潛力可以用系統(tǒng)階段低氧處理激發(fā)出來(lái)，提示低氧可以作為再生醫(yī)學(xué)的一種處理方法。
小知識(shí)：為什么隨著海拔高度增加，大氣壓越來(lái)越低，這主要是因?yàn)榇髿鈮盒纬傻谋举|(zhì)是大氣被地球吸引產(chǎn)生的吸引力造成，具體可以理解為覆蓋在物體上方單位面積所有空氣重量就是大氣壓。高度越大，地球?qū)�空氣分子的吸引力越小，那么隨著高度增加覆蓋在物體上空氣的重量就越來(lái)越小。正�？諝庵醒鯕鉂舛葹�21%，隨著高度增加，大氣壓逐漸降低，海拔每增加5000米高空空氣壓力下降50%，7%的氧氣濃度大概等價(jià)于珠穆朗瑪峰頂8800米高空。研究人員在數(shù)周時(shí)間內(nèi)將氧含量從21%降低到7%，然后監(jiān)測(cè)心臟質(zhì)量和功能。他們發(fā)現(xiàn)，低氧可以促進(jìn)心肌細(xì)胞的增長(zhǎng)并改善心臟功能。研究人員也嘗試了10%的低氧濃度，但沒有出現(xiàn)心肌再生現(xiàn)象。為了避免氧對(duì)細(xì)胞的破壞，氧的含量需要更低。
2016年10月31日這項(xiàng)研究在線發(fā)表在《自然》上，該研究建立在多年工作基礎(chǔ)上。他們?cè)��?jīng)發(fā)現(xiàn)，新生哺乳動(dòng)物的心肌細(xì)胞可以像皮膚自我修復(fù)那樣再生，但這種能力會(huì)在哺乳動(dòng)物生長(zhǎng)數(shù)周后快速消失，心肌細(xì)胞被浸潤(rùn)在充滿氧氣的環(huán)境中，會(huì)對(duì)其造成破壞。
HeshamSadek博士說(shuō)：“成年人心臟在心臟病發(fā)作后不能進(jìn)行有意義的修復(fù)，這是為什么心臟病危害如此之大。盡管違反直覺，但是我們發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重降低氧含量能夠避免由氧造成的細(xì)胞破壞，并使細(xì)胞分裂重新進(jìn)行，也就導(dǎo)致了心肌再生。理論上，制造低氧環(huán)境不僅可以促進(jìn)心肌修復(fù)，其他的器官也是如此。盡管處于這種低氧環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致并發(fā)癥，但是在受控的條件下人類是能容忍的�！� Benjamin Levine博士說(shuō)：“這項(xiàng)工作表明，低氧的程度達(dá)到珠穆朗瑪峰頂?shù)难鯕鉂舛饶軌蚰孓D(zhuǎn)心臟疾病�！�
重點(diǎn)內(nèi)容：值得注意的是，該研究發(fā)現(xiàn)，所以正常氧氣情況下心肌細(xì)胞無(wú)法再生的關(guān)鍵是氧氣帶來(lái)的活性氧，尤其是在組織缺血損傷后，自由基對(duì)細(xì)胞DNA的破壞作用是細(xì)胞失去再生能力的關(guān)鍵，而降低氧濃度可以減少氧氣毒性，減少自由基對(duì)細(xì)胞再生能力的破壞。如果是這樣，只需要控制好自由基，就可以啟動(dòng)細(xì)胞的再生能力。氫氣作為一種控制細(xì)胞氧化損傷的理想工具，可否具有類似低氧一樣的激活細(xì)胞再生能力的作用，值得期待。我們也可以將低氧和氫氣結(jié)合起來(lái)，提高氧氣的處理濃度，這樣可以避免低氧帶來(lái)的健康組織的缺氧損傷風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)生同樣的治療目的。
我最近曾經(jīng)提出，氫氣有可能具有低氧誘導(dǎo)效應(yīng)，如果是這樣，氫氣有可能通過誘導(dǎo)低氧效應(yīng)發(fā)揮作用，不過這種假說(shuō)也需要進(jìn)一步研究確定。氫氣或可作為抗氧氣分子看待
另外也可以考慮將低氧作為一種更廣泛的治療手段，對(duì)多種疾病如中風(fēng)等開展治療研究。

                                                                        本文摘自《氫思語(yǔ)》