眼是最为重要的人类感觉器官,人类大脑中大 约 80% 的记忆和知识信息通过其获得,但多种眼科疾
病,如糖尿病视网膜病变、白内障、化学烧伤、视网膜缺血再灌注损伤( ischemia-reperfusion injury,I
RI) 及光损伤会影响眼部接受外界信息的能力。研 究已表明,上述疾病的发生和发展均与过度的氧化 应
激密切相关,抑制氧化应激反应和清除过量的活性氧可能会产生预防和治疗效果。目前已有多 种物质在
眼部病理学中被用作活性氧清除剂,从而增强细胞和组织对氧化损伤的保护。然而尽管抗氧化损伤具有
重要的临床意义,但常用抗氧化剂的治疗效果有限。较低的膜通透性和较高的毒副作用等会阻碍这些外
源性清除剂的治疗效能。2007 年,日本学者首先报道分子状态的氢气具有选择性自由基清除作用。此后
,氢气参与的动物疾病研究及临床试验逐渐增多,特别是在氧化应激主要介导的一些疾病方面,包括新生
儿脑缺氧,帕金森病、移植诱导的肠移植物损伤、认知缺陷、炎性疾病、代谢综合征、2 型糖尿病以及脑、
肝、心、肌、肠和肾的 IRI。氢气具有许多潜在的抗氧化。优点,如扩散迅速、选择性清除活性氧等,使
其展现 出强大的生物学效应。
一、氢气可迅速扩散到靶器官发挥作用
线粒体呼吸链是活性氧的一个主要来源,并可造成过度的氧化损伤。防治线粒体损伤是目前临床研究的
重点。但许多常用抗氧化剂的疗效仍不显著,这可能与其不能轻易穿透屏障及被线粒体选择性利用有关。氢
气可轻易地穿透生物膜并扩散到细胞器内,以保证自身在细胞体内的良好分布,其可有效到达线粒体和细胞
核等靶细胞器,故在防治与环境因素相关的疾病( 癌症) 及老化等异常方面有很好的效果。此外,对各种组织
内氢气浓度的监测证实,氢气的小分子性使其可以轻易穿透血脑屏障。氢气能够选择性清除活性氧一些低浓
度活性氧( 如超氧阴离子自由基和一氧化氮) 在体内作为功能信号分子有特殊生物学效应,如调节细胞凋亡、
增殖和分化。然而,很多强抗氧化剂不仅可清除过量的活性氧,还可清除具有信号分子功能的活性氧。如一
氧化氮是血管扩张必不可少的神经递质; 较高浓度的过氧化氢可通过髓过氧化物酶 转化为次氯酸,以抵御细菌
的入侵。
二、氢气的无毒性有利于吸入治疗
较高浓度的氢气亦没有毒性,因此在给药方式( 如采用吸入治 疗) 的选择方面具有更多优势。继高压氢气
与氮气以混合形式用于预防深潜水造成的减压病和动脉血栓之后,吸入高浓度氢气的安全标准开始逐渐确立,
其对人体作用的安全性也已逐渐被证明。
三、抑制白内障形成
白内障是常见的致盲原因,70 岁以上人群的患病率达 80% 以上,严重影响视觉功能和生活质量。过度的
氧化应激反应是白内 障形成的危险因素之一,活性氧可参与晶状体蛋白质的氧化、交联和聚集,膜脂过氧化以
及晶状体上皮细胞的凋亡等一系列生化反应。在亚硒酸盐诱导的大鼠白内障模型中发现,腹腔注射富氢生理盐
水可显著减轻晶状体混浊程度,并显著上调抗氧化酶( 超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等) 的表达,提高还原性谷
胱甘肽和总巯基含量,减少丙二醛生成,提示氢气可通过调控抗氧化相关分子的表达抑制氧化应激反应,进而
抑制晶状体混浊的进程。但在白内障相关的临床研究和试验中,开始应用氢气的时间以及最安全且有效的给药
途径仍值得进一步研究和探讨。
四、减轻白内障术后角膜损伤
超声乳化吸除联合人工晶体植入是目前绝大多数白内障人群的手术方式。然而,成熟期的硬核白内障往往需
要更高的超声能量,后者可能引起角膜内皮组织的损伤。 过度的角膜内皮损伤可导致角膜水肿,甚至导致大 泡性
角膜病。有研究报道,白内障术后内皮损伤所导致的大泡性角膜病是穿透性角膜移植手术的常见原因。高强度的
超声能量在水溶液中可增加·OH的产生,导致角膜内皮的氧化损伤。研究发现,使用富氢眼内灌注液可显著降低日
本 白兔眼超声乳化后角膜水肿的程度; 此外,富氢眼内灌注液组氧化应激标志物 8-羟基脱氧鸟苷和 4-羟 基壬烯醛
水平显著降低,提示氢气通过抑制超声乳化后过度的氧化应激反应对角膜内皮起到保护作用。