氢气治疗慢性阻塞性肺损伤(COPD)

被Frontiers in Pharmacology接受，该杂志是属于open access的新杂志，本文属于一个观点类文章。

虽然氢气在许多疾病中都有研究，但慢性阻塞性肺损伤仍未见报道，从疾病类型上考虑，肺的炎症损伤是一大类重要疾病。考虑到氢气在炎症方面的重要保护作用，应该考虑针对该类疾病的探讨。目前关于氢气保护肺部损伤的研究已经有一些报道，例如最早关于小肠缺血后肺损伤，后来有氧气诱导慢性肺损伤、百草枯诱导的肺损伤以及肺移植后的缺血再灌注损伤。

大量研究表明，氢气通过特异性清除羟自由基和亚硝酸阴离子，可治疗各种氧化损伤。氢气能有效减少脂质和核酸过氧化，提高细胞抗氧化能力，从而保护细胞对抗氧化损伤。人体内许多自由基属于活性氧，包括超氧阴离子、羟自由基和亚硝酸阴离子等等。正常环境下，细胞在一些酶和抗氧化物质的协助下，可在活性氧的产生和清除之间保持动态稳定。但是在病理情况下，这种平衡被打破，导致氧化应激和各种疾病，慢性阻塞性肺损伤就是一种典型的氧化损伤类疾病。研究表明，活性氧在慢性阻塞性肺损伤的病理生理过程中具有关键作用，一些抗氧化物质能有效治疗该类疾病。因此我们认为，氢气可能具有治疗该疾病的作用。

Abstract http://www.frontiersin.org/pharmacology_of_natural_products/abstract/9062

The protective effect of hydrogen (H2) on ROS-induced diseases has been proved by many researches, which demonstrated that through eliminating •OH and •ONOO-, H2 could effectively attenuate lipid and DNA peroxidation, improve cellular antioxidant capacity, and then protect cells against oxidant damage. Most of free radicals in human body are ROS, including O2•-, •OH, H2O2, NO•, •ONOO- and so on. Under normal circumstances cells are able to maintain an adequate homeostasis between the formation and removal of ROS through particular enzymatic pathways or antioxidants. But under some pathological conditions, the balance is disturbed, leading to oxidative stress and various diseases, such as COPD (chronic obstructive pulmonary disease). Studies have shown that ROS played a pivotal role in the development of COPD and some antioxidants were effective in the protection against the damaging effects of oxidative stress. Therefore, we hypothesize that owing to its peculiarity to eliminate toxic ROS, hydrogen therapy may be a novel and effective treatment for COPD.

扩展阅读：关于COPD的病理生理学

慢性阻塞性肺疾病全球防治指南（ GOLD ）将COPD 定义为以气道不完全可逆性气流受限为特征的疾病。气流受限通常是渐进性的，并且伴有肺部对有毒颗粒或气体的异常的炎症反应。

对于有咳嗽、咳痰或气促的症状和/或有危险因素的接触史者，应考虑 COPD 的诊断，可通过肺功能的检查来明确诊断。 慢性阻塞性肺疾病防治全球倡议（GOLD）已将肺功能检测列为 COPD 诊断的金标准。

COPD的病理生理特点

COPD 的病理特征是累及气道、肺实质以及肺血管的慢性炎症。 吸入有害颗粒和气体（特别是吸烟）可引起肺的炎症。 炎症细胞如巨噬细胞、 T 淋巴细胞（主要是CD8 ＋细胞）和嗜中性粒细胞在肺的不同部位浸润增加。活化的炎症细胞释放出各种炎性介质，包括白三烯B4（LTB 4）﹑白介素 8 （IL8）﹑肿瘤坏死因子a (TNF- a ) 以及其它可引起肺组织损伤和 / 或维持中性粒细胞性炎症的细胞因子。除了炎症以外， 肺 蛋白酶和抗蛋白酶 系统 的失衡以及氧化应激 也 被认为是 COPD 发病过程的另外两个重要的作用途径。

吸入有害颗粒和气体可引起肺的炎症。吸烟可导致炎症和直接损害肺组织。 COPD 其它的危险因素也可能引发类似的肺部炎症过程。

COPD 的病理生理学改变包括 气道 粘液过度分泌、纤毛功能异常、气流受限、肺部过度充气 、 和 气体交换异常 、 ，后期可发展为 肺动脉高压和肺心病。 通常在疾病发展中这些病理生理的改变按照上述顺序出现。

粘液的过度分泌和纤毛功能异常导致慢性咳嗽和咳痰。这些症状存在多年后，可逐渐出现其它症状或生理学的异常 。

（最好以肺功能仪测定）是COPD 的特征性病理生理学改变的标志，也是诊断该病的关键。气流受限的原因主要有：气道平滑肌的痉挛收缩和增厚及肥大，导致支气管收缩过度；气道炎症致使管腔分泌物的增多，粘液堵塞管腔；肺泡结构的破坏使之对周围小气道的牵拉作用减弱，降低了维持小气道开放的能力， 而这一点也正是导致 COPD 患者气流受限的不可逆性的重要原因。

此外，由于 肺过度充气使对膈肌下移、降低呼吸做功效能要求增加 ，低氧血症和酸中毒使中枢驱动降低、 膈肌松弛率降低， 营养不良影响呼吸肌的结构和功能，从而导致呼吸肌肉力量下降；另外，由于肺泡结构破坏，对气道牵拉作用减弱，降低了维持小气道开放的能力，而这一点也正是导致 COPD 患者气流受限的不可逆性的重要原因。