摘要：氫氣和結(jié)腸炎的關(guān)系摘要腸道中的氧化還原平衡在維持腸道穩(wěn)態(tài)中扮演重要角色，它與腸粘膜屏障、腸道炎癥和腸道微生物群密切相關(guān)。目前關(guān)于潰瘍性結(jié)腸炎治療的研究集中在免疫紊亂、過度炎癥和氧化應(yīng)激上。然而，腸道氧化還原反應(yīng)的失衡起到了特別關(guān)鍵的作用。氫氣由腸道中的一些厭氧細(xì)菌通過氫化酶產(chǎn)生。越來越多的證據(jù)表明，作為一種惰性氣體的氫氣對(duì)免疫、炎癥和氧化應(yīng)激至關(guān)重要，并在潰瘍性結(jié)腸炎中發(fā)揮保護(hù)作用。氫氣維持了潰瘍性結(jié)腸炎腸道中的氧化還原狀態(tài)平衡，并通過其選擇性抗氧化能力減少了對(duì)腸上皮細(xì)胞的損害。氫氣還調(diào)節(jié)腸道菌群，減少有害細(xì)菌對(duì)腸上皮屏障的不良影響，促進(jìn)腸道正常厭氧細(xì)菌的恢復(fù)，并最終改善腸上皮屏障的完整性。本綜述聚焦于針對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎的氫氣治療機(jī)制。

簡(jiǎn)明版摘要：氧化還原平衡對(duì)于維持腸道整體健康至關(guān)重要。然而，這種平衡的破壞導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生，例如潰瘍性結(jié)腸炎。潰瘍性結(jié)腸炎是一種慢性炎癥性腸病，其特征是結(jié)腸和直腸內(nèi)膜的炎癥和潰瘍。潰瘍性結(jié)腸炎中的異常氧化應(yīng)激導(dǎo)致免疫細(xì)胞過度激活、炎癥加劇和腸道微生物群失衡，加速了這種疾病的發(fā)展。氫氣是一種由腸道細(xì)菌產(chǎn)生的還原性氣體，或從外部給予。它具有重要的選擇性抗氧化作用，并在不影響正常生理過程的情況下緩解潰瘍性結(jié)腸炎。本文通過分析相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)了氫氣對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎的直接和間接影響，表明氫氣是治療潰瘍性結(jié)腸炎的潛在分子藥物。

本綜述作者主要來自山東大學(xué)齊魯醫(yī)院消化內(nèi)科，山東省消化病臨床研究中心。

Li J, Huang G, Wang J, Wang S, Yu Y. Hydrogen Regulates Ulcerative Colitis by Affecting the Intestinal Redox Environment. J Inflamm Res. 2024;17:933-945

前言

潰瘍性結(jié)腸炎（UC）是一種復(fù)雜的、免疫介導(dǎo)的慢性炎癥性疾病，主要影響直腸和結(jié)腸。它與多種因素相關(guān)，如炎癥、氧化應(yīng)激以及微生物群失調(diào)。目前針對(duì)UC的治療選擇包括藥物治療，例如5-氨基水楊酸、皮質(zhì)類固醇，以及生物制劑如英夫利昔單抗。然而，這些藥物有副作用，一些患者可能對(duì)這些藥物反應(yīng)不佳。使用傳統(tǒng)治療手段對(duì)這種疾病的整體控制并不令人滿意，這支持了越來越需要確定新的藥物治療靶點(diǎn)的需求。分子氫是一種新近發(fā)現(xiàn)的醫(yī)用氣體，在各種臨床研究中顯示出了有希望的結(jié)果。它具有獨(dú)特的能力穿透細(xì)胞膜，擴(kuò)散到細(xì)胞質(zhì)，并針對(duì)特定細(xì)胞器。它的一個(gè)關(guān)鍵特性是能夠選擇性地減少細(xì)胞毒性氧自由基，如羥基自由基（·OH）和過氧化亞硝酸鹽（ONOO-），而不影響參與正常細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的生理活性氧物種（ROS）或活性氮物種（RNS）。這種選擇性靶向使得氫氣成為一種安全有效的治療選擇。臨床實(shí)驗(yàn)證明了氫氣的安全性，并顯示了其在包括運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、認(rèn)知障礙、中風(fēng)、癌癥、代謝綜合征以及COVID-19患者等不同醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的益處。潰瘍性結(jié)腸炎的動(dòng)物模型也顯示了氫氣的治療效果，包括抗炎、抗氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激以及調(diào)節(jié)腸道菌群。氫氣療法通過直接飲用富含氫的水或腹腔注射富含氫的生理鹽水給動(dòng)物施用，或者通過間接給予增加腸道內(nèi)氫氣產(chǎn)生的藥物，如乳果糖。本綜述關(guān)注于從抗氧化角度探討氫氣對(duì)抗?jié)冃越Y(jié)腸炎的保護(hù)機(jī)制。對(duì)氫氣調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、炎癥和腸道菌群的深入了解，將為其作為UC患者治療選擇的潛力提供洞見。

結(jié)腸炎組織炎癥和氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激和炎癥與UC密切相關(guān)，并且是其發(fā)生和發(fā)展中涉及的主要機(jī)制之一。由于遺傳、環(huán)境和微生物等多種因素，免疫細(xì)胞的過度激活和失衡導(dǎo)致中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞產(chǎn)生過量的自由基。具體來說，過量的活性自由基水平持續(xù)增加，導(dǎo)致嚴(yán)重的氧化應(yīng)激和氧化還原平衡的破壞，這會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和脫氧核糖核酸造成實(shí)質(zhì)性損害。當(dāng)自由基攻擊腸道上皮細(xì)胞（IECs）并造成損傷時(shí)，IECs的死亡增加，腸道緊密連接蛋白的表達(dá)減少，上皮屏障的通透性增加，這導(dǎo)致腸道細(xì)菌和其他抗原侵入腸道粘膜。受損的屏障吸收越來越多的腔內(nèi)抗原，導(dǎo)致菌群失調(diào)和炎癥加重。當(dāng)炎癥和氧化應(yīng)激信號(hào)通路被腸道損傷、細(xì)菌和相關(guān)抗原等因素激活時(shí)，下游因子加速IECs的凋亡和壞死，這導(dǎo)致進(jìn)一步的腸道損傷和菌群失調(diào)。

結(jié)腸和氫氣

腸道中的細(xì)菌主要包括擬桿菌、厚壁菌、放線菌和變形菌。厚壁菌和擬桿菌是豐富的厭氧細(xì)菌，它們?cè)诮Y(jié)腸中定殖，并將復(fù)雜碳水化合物降解的最終產(chǎn)物產(chǎn)生為氫氣。氫氣的產(chǎn)生取決于產(chǎn)氫細(xì)菌的氫酶活性。氫酶是細(xì)菌和真菌中產(chǎn)生氫氣的金屬酶，而厚壁菌和擬桿菌中最豐富的氫酶是[FeFe]-氫酶。產(chǎn)生的氫氣有一部分直接從胃腸道排出或被吸收進(jìn)入血液。剩余的氫氣可以被腸道菌群轉(zhuǎn)化為其他代謝物。關(guān)于腸道內(nèi)源性氫氣產(chǎn)生對(duì)人體直接生理效應(yīng)的研究相對(duì)較少。然而，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，減少腸道中的氫氣產(chǎn)生會(huì)增加組織損傷，而外源性補(bǔ)充氫氣或產(chǎn)氫細(xì)菌可以減少組織損傷。這些發(fā)現(xiàn)表明，內(nèi)源性氫氣可能在體內(nèi)具有某些生物學(xué)效應(yīng)。H2是腸道細(xì)菌的主要副產(chǎn)物，而利用H2作為底物的微生物在厭氧腸道生態(tài)系統(tǒng)中具有進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。H2為氫營養(yǎng)菌的生長(zhǎng)和能量代謝提供了額外的底物，增加了它們的豐度并促進(jìn)了腸道中的氫代謝。由此產(chǎn)生的各種生物活性化合物進(jìn)一步調(diào)節(jié)腸道菌群。例如，丙酸和硫化氫具有許多與腸道和全身免疫調(diào)節(jié)、基因表達(dá)和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)的生理功能。關(guān)于外源性氫氣和促進(jìn)腸道內(nèi)氫氣產(chǎn)生的研究表明，氫氣具有多種生物活性功能，其中選擇性抗氧化效應(yīng)最為顯著。日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，氫分子選擇性地結(jié)合并中和有毒自由基，同時(shí)保留其他重要的ROS和RNS以進(jìn)行正常的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)。氫氣還抑制腸道的氧化還原電位，這影響了包括體內(nèi)細(xì)菌群落在內(nèi)的各種因素?？梢酝ㄟ^直接追蹤自由基的變化來確定氫氣的效果。羥基苯基熒光素（HPF）和其他活性氧物種熒光探針已被用來追蹤高毒性氧化因子的變化。例如，HPF已被用于檢測(cè)小鼠睪丸中高毒性氧化因子的變化。這種分子為研究人員提供了一種工具，以探索氫氣在不同組織或細(xì)胞中的具體抗氧化應(yīng)激機(jī)制，因?yàn)樽杂苫淖兓谘趸€原信號(hào)通路中起著關(guān)鍵作用。然而，氫氣在體內(nèi)的循環(huán)受到各種因素的影響，腸道中的氧化應(yīng)激起著關(guān)鍵作用。腸道中的氧化應(yīng)激通過過量產(chǎn)生ROS等物質(zhì)損害正常的腸道菌群。原始的氧化還原平衡的破壞影響了腸道的厭氧環(huán)境，導(dǎo)致病理性需氧微生物群落與生理性厭氧微生物群落之間的失衡。當(dāng)腸道中的炎癥和氧化應(yīng)激水平等各種因素發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)氫細(xì)菌和氫營養(yǎng)菌之間的動(dòng)態(tài)平衡被打破，導(dǎo)致氫氣循環(huán)的中斷。

氫氣對(duì)結(jié)腸炎氧化應(yīng)激的直接調(diào)節(jié)作用

氧化應(yīng)激與UC密切相關(guān)，在其發(fā)展和進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用。遺傳、環(huán)境因素和微生物等各種因素觸發(fā)了UC患者中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞的自由基過量產(chǎn)生。當(dāng)自由基攻擊生物膜時(shí)，脂質(zhì)過氧化物丙二醛（MDA）的過量形成導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化和免疫反應(yīng)。在脫氧糖酸鈉（DSS）誘導(dǎo)的UC小鼠模型中，中性粒細(xì)胞浸潤的指標(biāo)酶髓過氧化物酶（MPO）的活性隨炎癥損傷的嚴(yán)重程度而增加。MPO在應(yīng)激條件下催化產(chǎn)生包括次氯酸在內(nèi)的細(xì)胞毒性氧化物，由過氧化氫和氯離子生成。L-谷胱甘肽（GSH）是一種非酶類抗氧化劑，通過抑制氧化損傷的形成發(fā)揮保護(hù)作用。超氧化物歧化酶（SOD）通過將超氧自由基（O-）轉(zhuǎn)化為過氧化氫（H2O2），從而保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷，發(fā)揮有益效果。然而，UC中的慢性炎癥導(dǎo)致ROS的過量產(chǎn)生，導(dǎo)致GSH和SOD的耗盡。許多UC動(dòng)物模型表明，富氫水有效地抑制了氧化應(yīng)激，這一點(diǎn)通過抑制腸道中增加的MDA和MPO水平以及提高GSH和SOD水平得到了證實(shí)（表1）。血紅素加氧酶-1（HO-1）是一種抗炎和抗氧化的細(xì)胞保護(hù)酶。富氫水上調(diào)HO-1的表達(dá)。文獻(xiàn)表明，用富氫水處理導(dǎo)致UC小鼠體重恢復(fù)和結(jié)腸長(zhǎng)度縮短，并且組織學(xué)炎癥減少。當(dāng)自由基攻擊腸粘膜上皮細(xì)胞并造成損傷時(shí)，腸道緊密連接蛋白的表達(dá)降低，腸粘膜上皮屏障被破壞。這種損傷破壞了腸粘膜上皮屏障的完整性，使更多的腔內(nèi)抗原被吸收，導(dǎo)致腸道損傷和炎癥增加。UC中腸道上皮屏障的損傷和細(xì)菌生態(tài)系統(tǒng)的失衡導(dǎo)致Toll樣受體4（TLR4）的異常激活，最終導(dǎo)致核因子κB（NF-κB）的異常激活和易位。這種異常激活觸發(fā)了以白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等炎性細(xì)胞因子釋放為特征的免疫應(yīng)答。這些因素加速了IECs的凋亡和壞死，進(jìn)一步加劇了UC中的炎癥。大鼠和小鼠的UC模型表明，氫氣對(duì)IL-1β、TNF-α和IL-6等炎性因子具有顯著的抑制作用。富氫水顯著下調(diào)了TLR-4和髓樣分化因子88（MyD88）的蛋白表達(dá)，抑制了NF-κB α抑制亞基（IκBα）的磷酸化。這一發(fā)現(xiàn)表明，外源性氫氣通過減少TLR-4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路中的炎性因子水平，改善了腸道的炎癥環(huán)境。當(dāng)腸細(xì)胞暴露于炎癥介質(zhì)和氧化應(yīng)激物質(zhì)等應(yīng)激因子時(shí)，會(huì)發(fā)生過度的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（ERS），導(dǎo)致上皮細(xì)胞的加速凋亡。這種凋亡損害了腸粘膜屏障并增加了腸上皮通透性。UC患者和動(dòng)物模型的腸上皮細(xì)胞中存在過度的ERS，并且與疾病進(jìn)展密切相關(guān)。富氫水顯著降低了DSS模型中關(guān)鍵的ERS蛋白的表達(dá)，包括真核翻譯起始因子2α亞基的磷酸化（P-EIF2 α）、激活轉(zhuǎn)錄因子4（ATF4）、剪切X盒結(jié)合蛋白1（XBP1s）和C/EBP同源蛋白（CHOP）。這些發(fā)現(xiàn)表明，氫氣通過減少ERS和抑制過度凋亡，在緩解UC中發(fā)揮了關(guān)鍵作用（圖1）。UC中自由基的過度激活導(dǎo)致嚴(yán)重的氧化應(yīng)激，導(dǎo)致抗氧化劑和促氧化劑之間的平衡失調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞失去保護(hù)并受損。當(dāng)IECs的損傷增加時(shí)，腸上皮屏障的破壞導(dǎo)致有害細(xì)菌和其他抗原侵入腸粘膜。受損的屏障吸收越來越多的腔內(nèi)抗原，導(dǎo)致菌群失調(diào)和炎癥惡化。當(dāng)炎癥和氧化應(yīng)激信號(hào)通路被腸道損傷、細(xì)菌和相關(guān)抗原等因素激活時(shí)，下游因子加速了IECs的凋亡和壞死，導(dǎo)致進(jìn)一步的腸道損傷和菌群失調(diào)。氫氣對(duì)有毒自由基的選擇性還原作用，通過增強(qiáng)抗氧化劑水平、降低促氧化劑水平和減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激來有效減少過度氧化應(yīng)激的發(fā)生，從而保護(hù)細(xì)胞，保護(hù)腸上皮屏障。氫氣還通過抑制相關(guān)炎癥通路的表達(dá)和減少下游炎性因子，對(duì)腸細(xì)胞發(fā)揮保護(hù)作用。這些發(fā)現(xiàn)表明，氫氣通過中和有毒自由基，在UC中發(fā)揮其選擇性抗氧化作用。這種選擇性效應(yīng)有助于維持腸道氧化還原狀態(tài)的平衡，減少腸上皮細(xì)胞的損傷，保護(hù)腸上皮屏障，最終緩解腸道炎癥和潰瘍性結(jié)腸炎的癥狀。

圖1 氫氣通過選擇性的抗氧化作用維持腸道內(nèi)的厭氧環(huán)境，并減少氧化損傷。氫氣的功能是通過減少免疫細(xì)胞產(chǎn)生的過量自由基，調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激的平衡。它還通過TLR-4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和炎癥，最終保護(hù)腸道屏障并維持腸道微生物群的平衡。

Abbreviations: MDA, malondialdehyde; MPO, myeloperoxidase; GSH, glutathione; SOD, superoxide dismutase; TLR4, toll-like receptor 4; IκBα, inhibitory subunit of NF-κB α; IL-1β, interleukin-1β; IL-6, interleukin-6; TNF-α, tumor necrosis factor alpha; P-EIF2 α, phosphorylated α subunit of eukaryotic initiation factor 2; ATF4, activating transcription factor 4; XBP1s, spliced X-box binding protein 1; CHOP, C/EBP homologous protein; ERS, endoplasmic reticulum stress. This figure is original and was created using Figdraw.

表1 氫氣對(duì)結(jié)腸炎效應(yīng)機(jī)制研究

氫氣對(duì)結(jié)腸炎氧化應(yīng)激的間接調(diào)節(jié)作用

氫產(chǎn)生細(xì)菌在腸道微生物群中相對(duì)豐富。最重要的細(xì)菌是厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)，它們居住在結(jié)腸中?？剐缘矸酆蛷?fù)雜碳水化合物通過腸道細(xì)菌，如擬桿菌門和厚壁菌門，經(jīng)歷厭氧發(fā)酵，形成短鏈脂肪酸(SCFAs)，如乙酸、丙酸和丁酸，這些酸被周圍的上皮細(xì)胞迅速吸收，作為腸道上皮細(xì)胞的重要能量來源。氫氣作為副產(chǎn)品產(chǎn)生。SCFAs有助于維持粘膜屏障的完整性，并調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞生長(zhǎng)/分化，這有助于維持結(jié)腸上皮細(xì)胞的正常生理功能。UC腸道中的氧化應(yīng)激通過過量產(chǎn)生ROS等物質(zhì)損害正常的腸道微生物群。原始氧化還原平衡的破壞影響了腸道的厭氧環(huán)境，導(dǎo)致正常厭氧微生物群失衡。UC中的這種失衡表現(xiàn)為有益細(xì)菌擬桿菌門和厚壁菌門的整體比例下降，潛在有害細(xì)菌群，如放線菌門(Actinobacteria)和變形菌門(Proteobacteria)的整體比例增加。腸道中產(chǎn)氫細(xì)菌組成的這些變化也影響了腸道氫氣的產(chǎn)生。有益和有害腸道細(xì)菌之間的失衡破壞了腸道屏障的完整性，導(dǎo)致UC惡化。

作為腸道代謝的產(chǎn)物，氫氣為氫營養(yǎng)菌提供了額外的底物，增加了它們的數(shù)量。這種氫營養(yǎng)菌數(shù)量的增加促進(jìn)了腸道中的氫代謝，并導(dǎo)致產(chǎn)生額外的下游產(chǎn)品，包括甲烷、乙酸和硫化氫。除了改善氫營養(yǎng)外，消費(fèi)富氫水還增加了氫分壓。這種壓力的增加可能會(huì)抑制腸道腔內(nèi)的氧化還原電位，并導(dǎo)致形成厭氧環(huán)境，這有利于厭氧細(xì)菌（如擬桿菌門和厚壁菌門）和其他產(chǎn)SCFA細(xì)菌的生長(zhǎng)，最終促進(jìn)腸道發(fā)酵。這種發(fā)酵有利于腸道SCFAs的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)腸道微生物群和宿主的代謝。氫分子和產(chǎn)氫物質(zhì)通過調(diào)節(jié)微生物群紊亂有效緩解潰瘍性結(jié)腸炎（表1）。

李歌等人最近的一項(xiàng)研究使用DSS模型來研究氫分子對(duì)腸道微生物群穩(wěn)態(tài)和厭氧環(huán)境的具體影響。實(shí)驗(yàn)表明，富氫水激活了上皮過氧化物酶體增殖激活受體γ (PPAR-γ)的表達(dá)，降低了一氧化氮合酶2 (NOS2)和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶 (iNOS)的表達(dá)，抑制了結(jié)腸中乳酸、硝酸鹽的產(chǎn)生和致病腸桿菌的生長(zhǎng)。氫通過增加產(chǎn)丁酸微生物的數(shù)量，維持結(jié)腸細(xì)胞缺氧和腸道厭氧環(huán)境，而厭氧腸道環(huán)境的形成抑制了兼性厭氧細(xì)菌的擴(kuò)張。富氫水可能會(huì)改變特定粘液相關(guān)的粘蛋白分解細(xì)菌的豐度，以防止結(jié)腸粘液的惡化，這改善了腸道屏障功能和受干擾的腸道微生物群。這種影響是因?yàn)楦采w腸道上皮細(xì)胞的富含糖蛋白的粘液層是對(duì)抗共生微生物和入侵病原體的第一道防線。在使用慢性UC模型的實(shí)驗(yàn)中，富氫水有效地阻礙了糞腸球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌和脆弱擬桿菌的生長(zhǎng)。治療組的相對(duì)豐度與正常對(duì)照組（NC）相似，這表明富氫水抑制了腸道中的有害細(xì)菌，為正常細(xì)菌群落的生存提供了有利環(huán)境，并減少了競(jìng)爭(zhēng)壓力。值得注意的是，抗生素處理后，富氫水對(duì)結(jié)腸炎的保護(hù)作用可能被削弱，這突出了腸道微生物群在介導(dǎo)氫分子有益效果中的重要作用（圖2）。

氫促進(jìn)腸道上皮屏障的修復(fù)，并保護(hù)腸道細(xì)胞，最終減少腸道損傷，并防止由有害細(xì)菌和其他抗原侵入腸道粘膜引起的細(xì)菌移位。氫在腸道中有選擇地減少過量的自由基，這減少了自由基對(duì)正常腸道微生物群的損害。氫促進(jìn)腸道中的氫代謝，改善氫營養(yǎng)，并逆轉(zhuǎn)UC中氫循環(huán)的中斷。氫對(duì)腸道氧化還原電位的抑制有利于腸道正常厭氧細(xì)菌的生長(zhǎng)?；謴?fù)正常的腸道微生物群和減少有害微生物群也有助于恢復(fù)腸道炎癥平衡和氧化還原平衡。主要的產(chǎn)氫細(xì)菌（如擬桿菌門和厚壁菌門）的數(shù)量和比例增加，內(nèi)源性氫氣的產(chǎn)生也可能恢復(fù)。這些研究表明，氫對(duì)UC具有直接和間接的治療作用，這些作用可能是相互影響的。腸道微生物群的變化與免疫、炎癥、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和細(xì)胞死亡等多種因素密切相關(guān)。氫通過恢復(fù)氫循環(huán)和使腸道環(huán)境和腸道微生物群正?；?，充當(dāng)腸道中的“穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)器”。這種正?；^程減少了有害細(xì)菌對(duì)腸道上皮屏障造成的損害，促進(jìn)了腸道正常厭氧細(xì)菌的維持，并最終改善了腸道上皮屏障的完整性。這些發(fā)現(xiàn)也支持氫作為潰瘍性結(jié)腸炎治療靶標(biāo)的潛力。

圖2 氫氣維持腸道微生物群的平衡，并在潰瘍性結(jié)腸炎中發(fā)揮穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)作用。內(nèi)源性產(chǎn)生的氫氣和外源性補(bǔ)充的氫氣相互影響，改善氫營養(yǎng)，這有利于通過改善腸道氧化應(yīng)激來促進(jìn)正常腸道微生物群的生長(zhǎng)。它促進(jìn)了腸道中短鏈脂肪酸的產(chǎn)生，這進(jìn)一步維持了腸道中的正常厭氧環(huán)境。由Figdraw繪制。

Abbreviations: UC, ulcerative colitis; SCFAs, short-chain fatty acids; PPAR-γ, peroxisome proliferator-activated receptor γ; NOS2, nitric oxide synthase 2; iNOS, inducible nitric oxide synthase; O2, oxygen. This figure is original and was created using Figdraw.

氫氣治療結(jié)腸炎研究存在的局限性

關(guān)于使用氫氣治療潰瘍性結(jié)腸炎（UC）的研究存在許多局限性。首先，氫氣在治療UC中的作用機(jī)制研究?jī)H限于相關(guān)指標(biāo)的表層變化。需要更多的研究來探索氫氣具體是如何發(fā)揮其抗氧化作用，它是如何作用于宿主細(xì)胞如免疫細(xì)胞和上皮細(xì)胞，它與腸道微生物群如何相互作用，以及涉及的詳細(xì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。其次，關(guān)于氫氣和產(chǎn)氫物質(zhì)對(duì)UC影響的動(dòng)物和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)缺乏。同時(shí)也缺乏大樣本、多中心臨床隨機(jī)對(duì)照研究和證據(jù)。需要進(jìn)一步的研究來闡明氫氣作用的潛在機(jī)制，特別強(qiáng)調(diào)其抗氧化效果，因?yàn)樗赡茉谥委煗冃越Y(jié)腸炎中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

結(jié)論

越來越多的證據(jù)表明，由潰瘍性結(jié)腸炎引起的氧化應(yīng)激可能導(dǎo)致腸道屏障的破壞和腸道菌群的紊亂，這可能是由于自由基的攻擊、腸道還原潛力的變化，以及腸道厭氧環(huán)境的破壞。氫氣作為腸道厭氧細(xì)菌的產(chǎn)物，選擇性地減少高活性自由基以恢復(fù)腸道環(huán)境的氧化還原平衡，這最終保護(hù)了腸道上皮屏障并使腸道微生物群正常化。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了氫氣在調(diào)節(jié)UC發(fā)病機(jī)制中的重要性。研究氫氣在潰瘍性結(jié)腸炎中的具體作用機(jī)制將為UC的預(yù)測(cè)、診斷和治療工具的開發(fā)提供深刻的見解。

Hydrogen regulates ulcerative colitis | JIR (dovepress.com)

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