氢气吸入治疗对中老年人高血压的疗效观察

【背景分析】

高血压是一种长期的疾病，会增加患心脏病和中风等严重疾病的风险。据估计，全球有 14 亿人患有高血压【1】，并且其患病率随着年龄的增长而增加。在40岁以上的西方人中，收缩压 (SBP) 每十年增加约7mmHg【2】，美国有超过 65% 的中年/老年人(年龄≥50 岁)的SBP高于正常值【3】。

【药物治疗的现状及局限性】

生活方式的调整，包括体育锻炼、饮食改变、戒烟和限制酒精，通常对降低血压有效。当仅靠改变生活方式无法达到预期效果时，就需要使用特定的药物。

目前治疗高血压的药物包括血管紧张素转换酶抑制剂、血管紧张素 II 受体阻滞剂、钙通道阻滞剂、β 阻滞剂和肾素抑制剂。大多数高血压患者需要联合使用至少两种降压药物才能达到推荐的目标【4】。

然而，最近的数据显示，在中国，只有不到 15.3% 的高血压患者达到了推荐的血压目标，许多人需要增加药物剂量或额外的药物才能达到控制血压的目的【5】。在低收入和中等收入国家，只有30% 的高血压患者接受了治疗，其中只有10.3%的高血压患者得到了控制【6】。因此，有必要开发安全有效的辅助疗法来降低血压。

【氢气治疗高血压的可行性分析】

氢气被认为是一种具有心血管治疗潜力的新型气体。先前的一项研究表明，每天1小时暴露于低剂量氢气(1.3%，v/v)4周，对肾切除术(5/6)诱发的高血压大鼠具有降压作用【7】。吸入氢气【8】或注射含氢的生理盐水【9】可改善不同高血压大鼠 的左心室肥大;饮用富氢水可减轻自发性高血压大鼠的肾损伤【10】。另一项临床研究表明，富含氢的透析液改善了慢性透析患者的血压控制【11】。

然而，氢气在降低高血压方面的作用仍然存在争议。因此，来自中国山东第一医科大学第二附属医院的研究团队，在秦树存教授的带领下，在 50-70 岁、基线右臂SBP≥120mmHg的高血压患者中进行了一项随机、安慰剂对照试验，以测试氢气吸入对高血压患者的疗效。

【临床试验】

该试验是为期2周的随机、安慰剂对照、单中心、单盲、平行设计临床试验，于2021年11月至2022年1月进行。试验参与者从中国山东泰安凤凰社区卫生服务站建立健康记录的50-70岁社区居民中招募。入选标准为右臂SBP≥120mmHg的患者，同时除服用≥3种降压药或有心力衰竭、恶性肿瘤、器官切除等重大疾病及手术史者。

试验流程图

所有参与者都被要求保持他们通常的饮食、生活方式和药物治疗。参与者通过计算机，按照1：1的比例，随机为氢气组和空气组，并按年龄分层(50-59 岁、60-70岁)。

所有参与者都被要求保持他们通常的饮食、生活方式和药物治疗。 氢气组的参与者，连续两周在方便的情况下每天吸入氢氧混合气(氢气66%、氧气33%)共 4 小时;空气组从外观相同的机器中吸入正常空气。参与者被要求记录每天的干预时间。

【结果分析】

本次试验的主要研究结果是右臂SBP，次要结果是其他部位血压变化、相关血液指标。血压测量方式为24 小时动态血压 (ABP) 监测。参与者被要求进行他们习惯性的日常活动。仪器佩戴于右上肢，白天每30分钟(上午 7:00至晚上10:00)记录一次，晚上每60 分钟(晚上 10:00 至上午 7:00)记录一次ABP测量值。

血液指标包括血浆肌酐、尿酸、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白 (HDL) 胆固醇、低密度脂蛋白 (LDL) 胆固醇、葡萄糖、同型半胱氨酸、高敏活性蛋白 (hsCRP) 和脂蛋白相关磷脂酶 A2 (LP-PLA2) 水平。

血压检测

如上图所示，干预2 周后，氢气组右臂 SBP 的主要结果，从基线时的 151.9 ± 12.7 mmHg 显著下降至147.1 ± 12.0 mmHg ，但空气组没有变化。

如上图所示，氢气组的左臂收缩压也有类似发现，收缩压从基线时的150.7 ± 13.3 mmHg 显著降低至的145.7 ± 13.0 mmHg。同时，氢气组和空气组参与者，双臂舒张压 (DBP) 、双脚踝所有血压数据，均显示两组均无显著差异。

如上图所示，经过2周干预，氢气组的夜间收缩压从基线时的124.7 ± 12.4降至120.5 ± 12.6mmHg ;DBP，从基线时的74.3 ± 9.9 mmHg 降至 71.6 ± 9.3 mmHg，而空气组没有这样的变化。

血液化验

肾素-血管紧张素-醛固酮系统 (RAAS) 是控制血压的主要激素级联反应。干预2周后，氢气组的血浆皮质醇、血管紧张素Ⅱ、醛固酮水平、醛固酮-肾素比值均显著低于基线水平，而空气组则无此变化。

分析结果

经过为期2周的干预，氢气组降低了右臂 SBP，与 50-59 岁参与者相比，60-70 岁参与者的降低幅度明显更大。

右臂SBP变化和年龄(A)、性别(B)、BMI(C)的关系

此外，与基线水平相比，氢气组干预改善了皮质醇、血管紧张素Ⅱ、醛固酮等血浆激素水平，降低了醛固酮肾素比值。

【原理分析】

氢气传统上被认为是一种生物惰性气体。然而，2007年，学者发现氢气可以发挥抗氧化作用，预防缺血再灌注损伤。此后，大量研究探索了氢气在不同疾病中的治疗和预防作用，包括代谢性疾病、神经系统疾病、癌症和许多与衰老相关的疾病【12】。

氢气可通过多种可能机制降低血压，而RAAS是其中最关键的因素。在RAAS中，肾素与血管紧张素转化酶反应形成血管紧张素 II，血管紧张素 II 通过收缩血管发挥强大的升压生物学作用。它还会触发醛固酮的分泌，从而增强钠和水从肾脏重吸收到血液中，增加体内液体的体积，也会增加血压【13】。

肾素-血管紧张素-醛固酮系统 (RAAS)

氢气作为一种生物医学气体，也被证明是一种抗衰老剂。最近的一项临床试验表明，摄入富氢水6个月，对老年人衰老的几种分子和临床表型生物标志物产生积极影响。因此，氢气可用于预防和治疗各种与衰老相关的疾病。

临床上，氢气可以通过不同的途径提供给患者，例如氢气体吸入、饮用富氢水、氢水浴等等。未来，氢气的量效关系值得深入研究。

【研究结论】

吸入氢气，对改善患有高血压的中年/老年人的血压有积极影响。根据年龄分层，60-70岁患者的干预效果，优于50-59岁患者。氢气调节血压的机制，与其对RAAS和压力的抑制作用有关。目前的研究结果，为将氢气吸入作为高血压患者有效且可接受的方法，提供了重要参考。

【参考文献】

【1】Egan, B. M., Kjeldsen, S. E., Grassi, G., Esler, M., and Mancia, G. (2019). The global burden of hypertension exceeds 1.4 billion people: Should a systolic blood pressure target below 130 become the universal standard? J. Hypertens. 37,1148–1153.

【2】Wolf-Maier, K., Cooper, R. S., Banegas, J. R., Giampaoli, S., Hense, H.-W., Joffres, M., et al. (2003). Hypertension prevalence and blood pressure levels in 6 European countries, Canada, and the United States. Jama 289, 2363–2369. doi:10.1001/jama. 289.18.2363

【3】Virani, S. S., Alonso, A., Benjamin, E. J., Bittencourt, M. S., Callaway, C. W., Carson, A. P., et al. (2020). Heart disease and stroke statistics—2020 update: A report from the American heart association. Circulation 141, e139–e596.

【4】Bruyn, E., Nguyen, L., Schutte, A. E., Murphy, A., Perel, P., and Webster, R. (2022). Implementing single-pill combination therapy for hypertension: A scoping review of key health system requirements in 30 low-and middle-income countries. Glob. Heart 17, 6

【5】Bundy, J. D., and He, J. (2016). Hypertension and related cardiovascular disease burden in China. Ann. Glob. Health 82, 227–233.

【6】Geldsetzer, P., Manne-Goehler, J., Marcus, M.-E., Ebert, C., Zhumadilov, Z. Wesseh, C. S., et al. (2019). The state of hypertension care in 44 low-income and middle-income countries: A cross-sectional study of nationally representative individual-level data from 1· 1 million adults. Lancet 394, 652–662.

【7】Sugai, K., Tamura, T., Sano, M., Uemura, S., Fujisawa, M., Katsumata, Y., et al. (2020). Daily inhalation of hydrogen gas has a blood pressure-lowering effect in a rat model of hypertension. Sci. Rep. 1

【8】Matsuoka, H., Miyata, S., Okumura, N., Watanabe, T., Hashimoto, K., Nagahara, M., et al. (2019). Hydrogen gas improves left ventricular hypertrophy in Dahl rat of salt-sensitive hypertension. Clin. Exp. Hypertens. 41, 307–311.

【9】Yu, Y.-S., and Zheng, H. (2012). Chronic hydrogen-rich saline treatment reduces oxidative stress and attenuates left ventricular hypertrophy in spontaneous hypertensive rats. Mol. Cell. Biochem. 365, 233–242.

【10】Xin, H.-G., Zhang, B.-B., Wu, Z.-Q., Hang, X.-F., Xu, W.-S., Ni, W., et al. (2014). Consumption of hydrogen-rich water alleviates renal injury in spontaneous hypertensive rats. Mol. Cell. Biochem. 392, 117–124.

【11】Wang, Z., Chen, Z., Zhang, L., Wang, X., Hao, G., Zhang, Z., et al. (2018). Status of hypertension in China: Results from the China hypertension survey, 2012–2015. Circulation 137, 2344–2356.

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【13】Kobori, H., Nangaku, M., Navar, L. G., and Nishiyama, A. (2007). The intrarenal renin-angiotensin system: From physiology to the pathobiology of hypertension and kidney disease. Pharmacol. Rev. 59, 251–287.

【14】Zanini, D., Todorovic, N., Korovljev, D., Stajer, V., Ostojic, J., Purac, J., et al. (2021). The effects of 6-month hydrogen-rich water intake on molecular and phenotypic biomarkers of aging in older adults aged 70 years and over: A randomized controlled pilot trial. Exp. Gerontol. 155, 111574.