Protective Effect of Molecular Hydrogen on D-Galactose-Induced Aging Mice

不同途徑給予分子氫對(duì)D半乳糖致衰老小鼠的保護(hù)作用

來(lái)源：Journal of Inflammation Research, , 5541-5550,

 

1. 摘要核心內(nèi)容

 

本研究通過(guò)三種給氫途徑（4% H?吸入、富氫水飲用、富氫鹽水注射）探究分子氫（H?）對(duì)D-半乳糖（D-Gal）誘導(dǎo)衰老小鼠的保護(hù)作用：

 

H?顯著改善衰老標(biāo)志物：提升血漿總抗氧化能力（TAOC↑26–35%），降低晚期糖基化終產(chǎn)物（AGEs↓17–28%）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α↓）、游離脂肪酸（FFA↓）和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT↓）（圖2）。

 

 

減輕組織氧化應(yīng)激：在肝臟、腦和心臟中降低脂質(zhì)過(guò)氧化（LPO↓）和丙二醛（MDA↓），提升超氧化物歧化酶活性（SOD↑）（圖3）。

 

 

最優(yōu)給氫途徑：4% H?吸入在部分組織中效果最顯著（如腦部LPO降低最明顯），但三種途徑在多數(shù)指標(biāo)上效果相當(dāng)（圖3）。

 

核心結(jié)論：H?通過(guò)抗氧化機(jī)制延緩衰老，且不同給氫途徑均有效，為抗衰老干預(yù)提供新策略。

 

2. 研究目的

 

探究不同給氫途徑對(duì)衰老模型的保護(hù)效果及機(jī)制：

 

比較H?吸入（4%）、富氫水（HRW）飲用和富氫鹽水（HRS）注射的抗衰老功效。

 

量化H?在組織中的動(dòng)態(tài)分布（丹麥Unisense電極實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)）。

 

解析H?對(duì)氧化應(yīng)激（LPO、MDA、SOD）和炎癥（TNF-α）的調(diào)控作用。

 

3. 研究思路

 

衰老模型 + 多途徑給氫對(duì)照：

 

動(dòng)物模型：C57BL/6J小鼠皮下注射D-Gal（200 mg/kg/天）誘導(dǎo)衰老，持續(xù)8周。

 

給氫干預(yù)：

 

4% H?吸入：每日2小時(shí)（圖1A-B）。

 

富氫水（HRW）：H?濃度≥600 μmol/L，自由飲用（圖1C）。

 

富氫鹽水（HRS）：H?濃度≥700 μmol/L，腹腔注射（0.1 mL/10 g體重/天）。

 

檢測(cè)指標(biāo)：

 

血漿衰老標(biāo)志物：TAOC、AGEs、TNF-α、FFA、ALT（圖2）。

 

組織氧化應(yīng)激：肝臟/腦/心臟的LPO、MDA、SOD（圖3）。

 

肝臟病理：H&E染色評(píng)估炎癥和壞死（圖4）。

 

 

H?藥代動(dòng)力學(xué)：Unisense電極實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)肝臟H?濃度變化（圖1）。

 

4. 測(cè)量數(shù)據(jù)及研究意義

（1）關(guān)鍵數(shù)據(jù)來(lái)源與意義

 

H?組織分布動(dòng)力學(xué)（圖1）：

 

吸入組：5分鐘達(dá)峰值（20 μmol/L），8分鐘回落基線（圖1A-B），證明快速組織滲透。

 

HRW組：水中H?濃度維持≥600 μmol/L超8小時(shí)（圖1C），提供持續(xù)低劑量暴露。

 

意義：首次量化不同給氫途徑的H?組織濃度，解釋療效差異（如吸入組起效快，HRW組持續(xù)作用）。

 

血漿衰老標(biāo)志物改善（圖2）：

 

TAOC↑、AGEs↓、TNF-α↓、FFA↓、ALT↓（p<0.05），證實(shí)H?系統(tǒng)抗炎與抗氧化作用*。

 

組織氧化應(yīng)激緩解（圖3）：

 

肝臟/腦/心臟中LPO↓、MDA↓、SOD↑（p<0.05），顯示H?直接清除自由基并增強(qiáng)內(nèi)源抗氧化*。

 

肝臟病理改善（圖4）：

 

H?處理組炎癥浸潤(rùn)和壞死減少（vs. Model組），印證組織保護(hù)效應(yīng)。

 

5. 核心結(jié)論

 

H?抗衰老機(jī)制：

 

通過(guò)清除ROS（如·OH）降低氧化損傷（LPO↓、MDA↓），激活抗氧化酶（SOD↑）。

 

抑制炎癥（TNF-α↓）和糖基化損傷（AGEs↓），減輕多器官功能障礙（ALT↓）。

 

給氫途徑比較：

 

4% H?吸入：起效最快，對(duì)腦組織氧化應(yīng)激抑制最顯著（圖3D-E）。

 

HRW飲用：操作簡(jiǎn)便，持續(xù)供氫，多數(shù)指標(biāo)與吸入組等效（如TAOC↑30.6%）。

 

HRS注射：精準(zhǔn)劑量，但組織分布受限（對(duì)腦/心臟效果較弱）。

 

臨床意義：H?生物安全性高，三種途徑均具轉(zhuǎn)化潛力，吸入可能適用于急性干預(yù)，HRW適合長(zhǎng)期維持。

 

6. 丹麥Unisense電極（H?微傳感器）的研究意義

 

技術(shù)原理與優(yōu)勢(shì)：

 

安培法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：基于H?在電極表面氧化產(chǎn)生電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)nM級(jí)靈敏度和秒級(jí)時(shí)間分辨率。

 

組織原位檢測(cè)：微探針（40–60 μm）直接插入肝臟，避免采樣誤差（圖1）。

 

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)與科學(xué)價(jià)值：

 

量化H?藥代動(dòng)力學(xué)（圖1）：

 

揭示吸入給氫的快速達(dá)峰特性（5分鐘）和短半衰期（8分鐘回落），解釋其高效性。

 

證實(shí)HRW的穩(wěn)定供氫能力（H?濃度維持>600 μmol/L），支持其長(zhǎng)期使用價(jià)值。

 

支撐療效差異機(jī)制：

 

"Unisense電極數(shù)據(jù)顯示，吸入給氫雖持續(xù)時(shí)間短，但峰值濃度高（20 μmol/L），可能更易穿透血腦屏障，故對(duì)腦氧化應(yīng)激抑制更強(qiáng)；而HRW雖濃度低，但持續(xù)暴露，綜合效果等效。"（討論章節(jié)）

 

方法學(xué)創(chuàng)新：

 

突破傳統(tǒng)終點(diǎn)檢測(cè)局限，首次實(shí)現(xiàn)活體組織H?動(dòng)態(tài)分布可視化，為給氫方案優(yōu)化提供直接依據(jù)。

 

注：所有結(jié)論均嚴(yán)格基于文檔數(shù)據(jù)，Unisense電極的核心價(jià)值在于揭示H?體內(nèi)動(dòng)態(tài)行為，推動(dòng)抗衰老精準(zhǔn)干預(yù)策略發(fā)展。