健康在线

氢气抗氧化作用,有望成为ADHD治疗的新手段

来源 : 互联网

时间 : 2023-04-08 14:21

A+

传统观点认为,精神疾病的发生是多巴胺、血清素和谷氨酸等神经传递功能障碍导致的。近年来,越来越多的研究表明氧化应激在精神疾病病理生理学中的作用。

研究表明,平衡的氧化应激状态对维持身体的正常功能至关重要,但高水平的氧化状态,会导致蛋白质氧化变质,引发疾病。大脑是一个富含脂质的器官,耗氧量巨大,缺乏足够的抗氧化屏障,这使得大脑极易受到氧化应激失衡的影响。

研究进展

2022年,北京大学第六医院、北京大学心理健康研究所的专家团队,在期刊《antioxidants》(抗氧化剂)上,发表了氧化应激和精神疾病相关性的研究报告。

我国学者的研究报告

研究人员认为,不平衡的氧化应激与各种精神疾病的病理生理学密切相关,如精神分裂症 (SCZ)、抑郁障碍(MDD)、双相情感障碍 (BD) 等。

人体内的氧化还原稳态由复杂的抗氧化防御系统确保,包括酶促和非酶促抗氧化剂。酶促抗氧化剂是细胞内主要的抗氧化系统,主要包括谷胱甘肽转移酶(GST)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)。非酶促抗氧化剂包括细胞外液中的主要抗氧化剂系统,例如谷胱甘肽 (GSH)、维生素(例如维生素A、维生素E、维生素C)、尿酸 (UA)、白蛋白、总胆红素 (TBIL) 和一些金属离子,如锌离子等。

抗氧化剂对于我们的身体抵消氧化损伤至关重要。GST、CAT、SOD和GPX等酶促抗氧化剂,可以抑制过氧化物的形成,并清除自由基。其中,CAT是酶促抗氧化剂之一,能够将H2O2(SOD催化超氧阴离子自由基[O2]转化为H2O2)还原到水和分子氧,保护身体免受有害氧化。为了应对氧自由基(ROS) 的增加导致的氧化损伤,作为一种补偿机制,抗氧化酶的浓度可能会增加。而ADHD患者的CAT水平较低,这与之前的研究一致。此外,治疗ADHD的药物,如哌醋甲酯,可以通过增加CAT的活性来缓解症状。

非酶促抗氧化剂,包括尿酸(UA)、白蛋白、胆红素、锌、生育酚、抗坏血酸和视黄醇,也在抗氧化系统中发挥关键作用。以视黄醇为例,它对胚胎发育至关重要,尤其是对大脑的发育。大量证据表明,视黄醇功能障碍参与精神疾病的发病机制,如精神分裂症 (SCZ)和ADHD;抗坏血酸作为一种神经保护化合物,高度集中在大脑中并调节神经元和突触的功能,而ADHD与抗坏血酸减少显著相关。

ADHD的抗氧化治疗靶点

墨西哥城费德里科·戈麦斯儿童医院的研究人员,2020年发表的一篇研究报告指出,人体细胞具有通过激活 Nrf2通路,来增强其抗氧化防御能力。因此,Nrf2通路激活以对抗ROS的积累。Nrf2激活剂已被提议作为神经退行性和神经精神疾病的抗氧化靶点,以抵消氧化应激导致的损伤。因此,抗氧化剂有望用于ADHD的辅助治疗。

Nrf2-ARE是目前最为重要的抵抗内外界氧化应激的防御性传导通路。其中,核因子红细胞相关因子2(nuclear factor erythroid-related factor2,Nrf2)是管理和控制内源性抗氧化系统最重要的分子,可通过诱导相关蛋白质的表达,比如血红素氧合酶1(heme oxygenase 1,HO-1),来对抗氧化应激和各种毒性物质。由于其内源性特点,所以研究氢气对其的调节,可为实现有效、可控的抗氧化改善开辟新途径。

研究发现,正常小鼠暴露于高浓度氧(98%)60小时后,吸入2%氢气,可使有关Nrf2的基因上调,增加mRNA转录和HO-1蛋白的表达,改善高氧肺损伤;但在Nrf2-/-小鼠中,氢气并不能缓解高氧肺损伤或诱导HO-1,这表明氢气可以通过诱导Nrf2相关因子(如HO-1)的表达,来改善高氧性肺损伤。另一项研究也发现,口服乳果糖可激活脑中Nrf2的表达,对大鼠的脑缺血/再灌注损伤具有一定缓解作用。

我国学者研究发现,氢气可作为活性氧(ROS)猝灭剂,减弱氧化应激造成的损伤,并维持细胞(人黑素细胞)中的线粒体稳态,这是因为氢气激活β-catenin/Nrf2轴。

分析原因,研究人员认为,氢气具有拮抗H2O2诱导的黑素细胞中β-连环蛋白水平的降低。根据报道,氢气可抑制针对软骨退化的异常β-连环蛋白激活。因此,氢气可能在不同组织和/或细胞类型中,以不同方式调节Wnt/β-catenin 通路,以预防各种疾病。

研究结论

与传统的抗氧化剂相比,氢气治疗具有自身独特的优点。首先,氢气体积比较小,具有良好的组织穿透性,可以快速地透过膜屏障而到达作用部位。同时,氢气是一种性质温和且具有生物选择性的抗氧化物质。这些特性决定了氢气是一种新型、易取、低毒、有效的抗氧化剂,并具有潜在的临床应用价值。

由于氢气取材易、副作用小、成本低,并且治疗作用独特而显著,使得氢气有望成为今后治疗包括ADHD在内的多种疾病的新手段。

更多相关问题讨论,可以添加作者微信(jinbozhihui1)交流。

参考资料

Lu Z, Pu C, Zhang Y, et al. Oxidative stress and psychiatric disorders: evidence from the bidirectional mendelian randomization study[J]. Antioxidants, 2022, 11(7): 1386.

Alvarez-Arellano L , N González-García, M Salazar-García, et al. Antioxidants as a Potential Target against Inflammation and Oxidative Stress in Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder[J]. Antioxidants, 2020, 9(2).

钟扬,赵伟,李伟健. 氢气的治疗作用机制研究进展[J]. 中华灾害救援医学,2020,8(8):476-480.

Fang W , Tang L , Wang G , et al. Molecular Hydrogen Protects Human Melanocytes from Oxidative Stress by Activating Nrf2 Signaling - ScienceDirect[J]. Journal of Investigative Dermatology, 2020, 140( 11):2230-2241.

相关文章