氫氣選擇性抗氧化作用在內(nèi)耳急性損傷防治中的作用

蔡蔚然　周義德第二軍醫(yī)大學(xué)長海醫(yī)院耳鼻咽喉-頭頸外科（上海200433）

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氫氣選擇性抗氧化作用在內(nèi)耳急性損傷防治中的作用

蔡蔚然周義德
第二軍醫(yī)大學(xué)長海醫(yī)院耳鼻咽喉-頭頸外科（上海200433）

【摘要】氧化應(yīng)激產(chǎn)生的活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）過量參與了包括噪聲性聽力損傷、藥物性聾在內(nèi)的內(nèi)耳急性損傷過程。近年來研究表明，氫氣是一種安全有效的抗氧化劑，可以迅速到達(dá)患處與氧化性較強活性氧進(jìn)行反應(yīng)，并有效對抗氧化應(yīng)激。氫氣的選擇性抗氧化作用可能與降低氧化應(yīng)激，減輕細(xì)胞凋亡，以及調(diào)節(jié)細(xì)胞信號通路相關(guān)。研究氫氣的抗氧化作用為治療內(nèi)耳急性損傷性疾病提供了新思路。本文就氫氣在選擇性抗氧化作用及其可能的作用機制，以及氫氣在內(nèi)耳急性損傷防治中的研究進(jìn)展等方面進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】噪聲性聾；氧化應(yīng)激；抗氧化；氫氣

This work was supported by grants from the National Natural Science Foundation of China（No.81170913），the Scientific Research Foundation for the Returned Overseas Chinese Scholars of State Education Ministry（2010）and the Ministry of Human Resources and Social Security of China（2009）.

Declaration of interest：All the authors report no conflicts of interest.

氫氣（H2）是分子量最小、最輕的無色無味的氣體，具有一定的還原性。一直以來，氫氣由于溶解度較低，被認(rèn)為難以被人體吸收，是生理上的惰性氣體。因此，并未引起研究者們的重視。2007年，Oh?sawa I［1］等報道了常溫常壓下呼吸2%氫氣便可有效清除自由基，顯著改善腦缺血再灌注引起的細(xì)胞損傷。這是首次證明小劑量氫氣的治療作用，引起了探索氫氣抗氧化治療疾病的熱潮。氫氣的作用機制尚不完全清晰，但有證據(jù)表明，氫氣的選擇性抗氧化作用與降低氧化應(yīng)激，減輕細(xì)胞凋亡，調(diào)節(jié)信號通路功能息息相關(guān)。現(xiàn)諸多研究表明，氫氣或氫氣飽和生理鹽水的運用可以對缺血再灌注損傷、膿毒癥、器官移植等疾病及損傷具有保護作用。隨著氫氣在耳科方面的深入研究，發(fā)現(xiàn)其對噪聲、藥物等因素對內(nèi)耳造成的急性損傷具有理想治療效果。

1　氫氣治療疾病的基本作用機制

1.1氫氣的選擇性抗氧化作用

活性氧是指等多種活性氧化產(chǎn)物的統(tǒng)稱，包括自由基（有一個或以上未配對的電子的原子、原子團、分子。如：.O2.、.OH等）及非自由基氧化基團（如H2O2、ONOO-等）。ROS是體內(nèi)正常氧代謝的產(chǎn)物，是維持正常生理活動如調(diào)節(jié)血管張力、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等方面所必需的物質(zhì)。正常情況下，體內(nèi)存在多種抗氧化酶調(diào)節(jié)ROS平衡，例如超氧化物歧化酶（SOD）轉(zhuǎn)換超氧陰離子自由基生成H2O2，而H2O2可以通過谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）或過氧化氫酶（CAT）解毒成H2O［2］。但當(dāng)機體發(fā)生氧化應(yīng)激時，體內(nèi)ROS急劇增加，超出抗氧化系統(tǒng)平衡能力，細(xì)胞內(nèi)大量積累的ROS（如.O2.，H2O2，.OH）可能擾亂細(xì)胞的天然抗氧化防御系統(tǒng)，損壞包括核酸、蛋白質(zhì)、脂類在內(nèi)的幾乎所有的生物大分子物質(zhì)。尤其羥基自由基，是最強的氧化劑之一，是生物大分子、細(xì)胞的危險殺手。許多疾病，如缺血再灌注損傷、膿毒癥和慢性阻塞性肺疾病等的產(chǎn)生及損傷機制，均與ROS過多引起的氧化損傷有關(guān)。因此，尋求一種安全有效的還原劑有助于為治療這些疾病提供新的思路。

研究表明，氫氣作為一種弱還原性氣體可應(yīng)用于減輕機體的氧化應(yīng)激，具有選擇性抗氧化作用。所謂選擇性抗氧化作用，指的是氫氣能夠選擇性中和羥自由基等具有強氧化性的ROS，同時又不與作為重要細(xì)胞信號的ROS反應(yīng)，安全、有效地逆轉(zhuǎn)組織損傷［3-5］。2007年Ohsawa I［1］等人報道了吸入2%的氫氣，便可減少體內(nèi)羥自由基等強氧化性自由基，起到改善腦缺血再灌注損傷，減少腦梗塞面積的作用。2010年Chihiro Shingu［6］等通過給急性腎缺血再灌注的動物靜脈注射富氫生理鹽水，發(fā)現(xiàn)血漿中的脂質(zhì)氧化的產(chǎn)物MDA（丙二醛）水平和腸組織DNA氧化的產(chǎn)物8-OHdG（8-羥基脫氧鳥苷）水平明顯降低，并提高了血漿SOD和GSH這些抗氧化酶的活性水平。證明了富氫鹽水能夠通過減少ROS對生物大分子的氧化損傷，并上調(diào)抗氧化酶水平，減輕腎臟缺血再灌注引起的氧化應(yīng)激。諸多研究表明，氫氣不僅能直接中和氧化性較強的活性氧，還能上調(diào)各類抗氧化酶的水平，增強機體的抗氧化能力。雖然氫氣的選擇性抗氧化作用機制并不明確，但最新實驗研究表明，氫氣抗氧化作用可能與機體重要的抗氧化通路Nrf2/ARE-Keap1密切相關(guān)。研究者們發(fā)現(xiàn)氫氣可上調(diào)Nrf2/ARE-Keap1通路關(guān)鍵因子Nrf2及其下游抗氧化蛋白（SOD、HO-1等），推測該通路的激活是氫氣選擇性抗氧化作用的部分作用機制。氫氣所具有的這種選擇性抗氧化作用是氫氣對抗氧化損傷、治療疾病的理論基礎(chǔ)。

1.2氫氣的抗凋亡作用

細(xì)胞凋亡是細(xì)胞自主的程序性死亡，多種途徑可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的激活。細(xì)胞凋亡過程極為復(fù)雜，一般認(rèn)為caspase（半胱氨酸天冬酶）在細(xì)胞凋亡中起到了關(guān)鍵作用，阻斷caspase可阻止細(xì)胞凋亡的進(jìn)程。在正常細(xì)胞中，caspase處于非活化的酶原狀態(tài)，凋亡程序被激活時，caspase活化，隨后發(fā)生凋亡蛋白酶的層疊級聯(lián)反應(yīng)，發(fā)生不可逆的凋亡。此外，氧化應(yīng)激損傷對細(xì)胞凋亡起到了重要的促進(jìn)作用。細(xì)胞內(nèi)的ROS不僅能直接損傷細(xì)胞內(nèi)的大分子物質(zhì)，它們也可以通過觸發(fā)細(xì)胞凋亡引起損傷［7］。細(xì)胞凋亡在疾病發(fā)展中起著關(guān)鍵的作用，是多種疾病形成的共同病理基礎(chǔ)。

Cai JM等［8］對腦缺血缺氧的新生鼠進(jìn)行實驗研究，發(fā)現(xiàn)持續(xù)吸入2%氫氣后，海馬和皮層腦組織TU?NEL染色陽性細(xì)胞數(shù)減少，caspase-3和caspase-12的活性水平降低，表明氫氣對細(xì)胞凋亡有抑制作用，對新生鼠腦缺血缺氧損傷產(chǎn)生保護作用。2012年Xie K［9］等研究發(fā)現(xiàn)，脂多糖誘導(dǎo)的急性肺損傷小鼠在提前吸入2%氫氣后，caspase-3活性降低，TUNEL染色肺細(xì)胞凋亡數(shù)目顯著減少，認(rèn)為氫氣能夠明顯減輕脂多糖誘導(dǎo)的急性肺損傷引起的細(xì)胞凋亡。

1.3氫氣的抗炎作用

炎癥反應(yīng)十分常見，是許多疾病共同的病理過程。急性炎癥反應(yīng)過程中白細(xì)胞的活化、黏附分子以及細(xì)胞因子的表達(dá)參與多種疾病損傷。炎癥的血管反應(yīng)和白細(xì)胞反應(yīng)都是通過一系列炎癥介質(zhì)的作用實現(xiàn)的。白細(xì)胞介素IL-1 β、IL-6和腫瘤壞死因子TNF-α等細(xì)胞因子在介導(dǎo)急性期炎癥反應(yīng)中起到關(guān)鍵作用。高遷移率族蛋白1（HMGB1）作為一種晚期炎癥因子，可進(jìn)一步促進(jìn)炎細(xì)胞的活化和聚集，以及其他炎癥介質(zhì)的生成和釋放，從而引起炎癥級聯(lián)反應(yīng)。

最近研究表明，氫氣還具有抑制促炎因子釋放，減輕炎癥反應(yīng)的作用。2011年Zhang Y等［11］在大鼠的心肌缺血-再灌注損傷模型中，證實了氫氣不僅可以減少心肌梗死的面積，還可以減少中性粒細(xì)胞和細(xì)胞因子類物質(zhì)如腫瘤壞死因子（TNF-α）、白細(xì)胞介素-lβ（IL-lβ）的浸潤。氫氣的抗炎作用機制并不明確，目前多項實驗研究顯示氫氣抗炎作用可能與NF-κB信號通路相關(guān)。2015年研究表明，腹腔注射氫飽和鹽水可以通過影響NF-κB信號通路，降低促炎因子IL-1β、IN-6、TNF-α水平，減輕大鼠蛛網(wǎng)膜下腔出血引起的早期腦損傷［16］。

1.4氫氣對信號通路的調(diào)節(jié)作用

1.4.1氫氣與核因子Nrf2通路

核因子相關(guān)因子2（Nuclear factor E2 related fac?tor 2，Nrf2）是調(diào)控抗氧化應(yīng)激的一種關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。Nrf2通過與抗氧化反應(yīng)元件（Anti-oxidative Re?sponse Element，ARE）相互作用，啟動下游抗氧化酶基因及Ⅱ相解毒酶基因等細(xì)胞保護基因的轉(zhuǎn)錄，從而在抗氧化應(yīng)激的適應(yīng)性反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。當(dāng)受到外界氧化應(yīng)激因子和親核物質(zhì)刺激時，Nrf2轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核，與ARE啟動子部位結(jié)合，啟動下游編碼II相解毒酶或抗氧化酶基因。谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶（GSTs）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、NADPH醌氧化還原酶（NQO1）以及血紅素氧化酶1（HO-1）等均屬于Nrf2下游基因編碼。這些抗氧化酶參與調(diào)節(jié)體內(nèi)ROS平衡，減輕氧化應(yīng)激。

2014年Liu等報道［12］，通過盲腸穿孔結(jié)扎術(shù)建造小鼠膿毒癥腦損傷模型后吸入2%氫氣，血清及海馬組織抗氧化酶（SOD、CAT）活性增加，氧化產(chǎn)物（MDA、8-OHdG）減少，Nrf2及HO-1基因的表達(dá)水平上升，腦水腫減輕，說明氫氣可以通過上調(diào)Nrf2通路水平實現(xiàn)抗氧化作用。Xie［13］等在研究氫氣對心肌缺血的影響時，發(fā)現(xiàn)氫氣使Nrf2及HO-1表達(dá)上調(diào)，而在利用RNA干擾Nrf2基因沉默后，氫氣對心肌細(xì)胞HO-1的誘導(dǎo)作用明顯變少。這些研究表明，氫氣對Nrf2/ARE-Keap1信號通路的上調(diào)增強了機體對抗氧化應(yīng)激的能力，Nrf2/ARE-Keap1信號通路下游抗氧化酶表達(dá)增多有利于減少產(chǎn)生的ROS，這些機制可能參與了氫氣選擇性抗氧化作用。

1.4.2氫氣與核因子NF-KB通路

NF-κB是氧化應(yīng)激的一個細(xì)胞內(nèi)靶點，也可被TNF-α、IL-1β等物質(zhì)激活。NF-κB轉(zhuǎn)錄因子控制了下游成百上千個基因，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞生長，細(xì)胞分化，炎癥反應(yīng)，細(xì)胞凋亡等生物進(jìn)程［14］。

多項研究表明，氫氣具有一定的抗炎作用，可能與NF-κB信號通路相關(guān)。2010年Chen H等［10］實驗發(fā)現(xiàn)，在大鼠急性胰腺炎模型中，通過尾靜脈注射飽和氫鹽水6 ml/kg，可起到抑制NF-κB的活性，減輕細(xì)胞凋亡的作用。2011年Huang等［15］報道在呼吸機致肺損傷小鼠模型中，使呼吸機輸送氣體中含2%氫氣的平衡氣體，小鼠吸入2h后，氧張力上升，肺水腫減輕，檢測到NF-κB的活性受到抑制，炎癥因子水平降低，抗凋亡因子bcl-2的活性上升，實驗結(jié)果表明，氫氣可通過影響NF-κB信號通路起到抑制炎癥、氧化應(yīng)激以及抗細(xì)胞凋亡的作用。

2　氫氣在其他系統(tǒng)疾病的進(jìn)展

已有多項研究表明，氫氣對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等系統(tǒng)器官急性損傷、缺血再灌注損傷等疾病中均有保護作用。

氫氣分子量小，可以通過擴散輕易地透過血腦屏障，因此氫氣作為保護顱神經(jīng)的治療氣體有很遠(yuǎn)大的前景。Ohsawa等［1］發(fā)現(xiàn)，吸入氫氣通過清除有害的ROS來減小局灶腦缺血再灌注損傷模型大鼠的梗死面積。Shen等［17］在大鼠腹腔注射含飽和氫氣的生理鹽水（5 mL/kg）10分鐘后建立深低溫循環(huán)驟停模型并進(jìn)行再灌注，注射氫飽和鹽水組較對照組能顯著提高血清和腦組織中SOD活性，并對腦缺血再灌注損傷顯示出有明顯的保護效應(yīng)。Cai等［9］使腦缺血缺氧的新生鼠持續(xù)吸入2%氫氣，發(fā)現(xiàn)氫氣對細(xì)胞凋亡有抑制作用，對新生鼠腦缺血缺氧損傷產(chǎn)生保護作用。

在心血管領(lǐng)域，氫氣對減輕心肌的缺血再灌注、預(yù)防動脈粥樣硬化方面都取得了不小的進(jìn)展。2009年，Sun等［18］首次探索腹腔注射氫飽和鹽水對心肌缺血-再灌注損傷的影響，實驗結(jié)果表明氫氣可以通過降低炎癥因子TNF-1、IL-lβ水平，減少心肌細(xì)胞凋亡，起到保護心功能的作用。2010年，Nakao等［19］對大鼠同種異體心臟移植動物模型的實驗研究發(fā)現(xiàn)，冷缺血6小時后吸入氫氣（＞2%）可減輕心肌缺血-再灌注損傷，冷缺血18小時后聯(lián)合應(yīng)用2%的氫氣和一氧化碳能夠明顯降低血清肌鈣蛋白I和肌酸磷酸激酶水平，顯著減輕心肌缺血-再灌注損傷，減小心肌梗死面積。2014年Huo等［20］發(fā)現(xiàn)富氫生理鹽水可以通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激，抑制炎癥、細(xì)胞凋亡而發(fā)揮器官保護作用，改善心肺復(fù)蘇后預(yù)后生存。

在消化系統(tǒng)中，氫氣亦可通過抗氧化、抗凋亡等作用在急性胰腺炎［10］、阻塞性黃疸等消化系統(tǒng)疾病中起到積極的保護作用。Liu等［21］結(jié)扎大鼠膽管，建造阻塞性黃疸肝損傷動物模型，腹腔應(yīng)用富氫鹽水觀察效果，實驗結(jié)果顯示血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶AST和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶ALT水平顯著降低，肝組織MDA含量降低，改善包括肝壞死在內(nèi)的組織病理學(xué)變化。

3　氫氣對內(nèi)耳急性損傷的治療作用

3.1氫氣對內(nèi)耳急性損傷的臨床背景及應(yīng)用前景

噪聲、藥物等有害因素對內(nèi)耳造成的急性損傷均涉及到氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡等病理過程。然而，由于血-迷路屏障的存在，很多治療藥物并不能有效地到達(dá)內(nèi)耳。最近的動物在體研究表明，通過不同的給藥方式（包括吸氫氣［38］、腹腔注射富氫生理鹽水［29］、喝富氫水［30］），氫氣均能有效對抗噪聲、藥物等對內(nèi)耳造成的損傷，有效促進(jìn)聽力的恢復(fù)。氫氣分子量極小，能夠迅速到達(dá)耳蝸，選擇性地中和有害的ROS，發(fā)揮其抗氧化作用，因此氫氣在治療內(nèi)耳疾病方面具有其獨特的優(yōu)點。

3.2噪聲性聽力損傷

3.2.1噪聲對內(nèi)耳損傷的機制

噪聲性聽力損傷是感音神經(jīng)性聽力損傷的一種常見類型。盡管目前對噪聲引起內(nèi)耳損傷的具體機制不完全清楚，但目前普遍認(rèn)為，噪聲損傷后ROS在耳蝸內(nèi)的過度表達(dá)是公認(rèn)的引起耳蝸代謝損傷的重要因素［22］。如果噪聲水平達(dá)到較高水平或在較低水平持續(xù)長時間，便可導(dǎo)致內(nèi)耳代謝耗竭而引起耳蝸永久性損傷［23］，ROS的產(chǎn)生被認(rèn)為是此過程的重要組成部分。噪聲暴露后，ROS在包括血管、外毛細(xì)胞、螺旋神經(jīng)節(jié)、支持細(xì)胞等各種耳蝸組織內(nèi)產(chǎn)生，并且ROS過度表達(dá)在噪聲暴露后仍然可以持續(xù)2周左右［26］。研究發(fā)現(xiàn)，噪聲暴露后內(nèi)耳細(xì)胞線粒體活性增強，ROS產(chǎn)生過多，堆積于細(xì)胞內(nèi)。過量產(chǎn)生的ROS引起細(xì)胞興奮性中毒和神經(jīng)元腫脹，并導(dǎo)致Corti器的壞死及細(xì)胞凋亡［24，25］。

綜上，在治療及預(yù)防噪聲暴露引起的內(nèi)耳損傷及時減少ROS是至關(guān)重要的。因此，一系列研究將抗氧化劑（如谷胱甘肽［27］，N-乙酰半胱氨酸［28］等）運用于防治噪聲暴露后耳蝸毛細(xì)胞損傷和聽力下降。然而，這些抗氧劑無法穿過脂質(zhì)膜屏障，其清除細(xì)胞內(nèi)有害自由基的作用較弱，其有效性和安全性仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能令人滿意。

3.2.2氫氣治療噪聲性聾的新進(jìn)展

氫氣作為分子量最小的抗氧化劑，可以通過血-迷路屏障，到達(dá)耳蝸。氫氣分子甚至可以輕易地擴散進(jìn)入毛細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)，線粒體或細(xì)胞核，迅速到達(dá)目標(biāo)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高效對抗自由基的影響，可以在細(xì)胞中有效中和羥自由基。2010年Zhou［29］對經(jīng)過噪聲暴露24h后的豚鼠進(jìn)行6天的富氫鹽水腹腔注射（2.5 ml/ kg，2次/日）之后進(jìn)行ABR和DPOAE聽功能的檢測及Corti氏器琥珀酸脫氫酶染色，從功能和形態(tài)學(xué)上證明了富氫鹽水可以降低噪聲對豚鼠的聽力損傷，減輕噪聲暴露后豚鼠耳蝸毛細(xì)胞凋亡和損失。Lin等［30］使豚鼠接受噪聲暴露前14天飲用富氫水，與對照組噪聲暴露后ABR和DPOAE結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，氫分子可以促進(jìn)毛細(xì)胞功能恢復(fù)，減輕噪聲引起的暫時性聽力損失，說明了飲用富氫水可對噪聲損傷起到一定預(yù)防作用。2011年盧燕［31］等發(fā)現(xiàn)對豚鼠噪聲暴露前進(jìn)行飽和氫生理鹽水腹腔注射，可拮抗強脈沖噪聲引起的耳蝸損傷，能夠?qū)υ肼曅悦@起到一定程度的預(yù)防作用。2014年Chen［32］給豚鼠腹腔注射富氫鹽水（10ml/Kg）后進(jìn)行窄帶噪聲暴露，發(fā)現(xiàn)氫水組豚鼠較對照組顯著降低噪聲引起的毛細(xì)胞損傷和聽力損失，并且耳蝸組織內(nèi)脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛、羥基含量顯著降低，證明氫飽和生理鹽水可以通過抗氧化作用有效預(yù)防密集的窄帶噪聲帶來的聽力損傷。Takaomi等［33］研究發(fā)現(xiàn)噪聲暴露后耳蝸底轉(zhuǎn)毛細(xì)胞損傷最為嚴(yán)重，而在噪聲損傷后急性期吸入1%和1.5%氫氣能夠降低噪聲對聽毛細(xì)胞的損傷，毛細(xì)胞丟失的數(shù)目較對照組明顯減少。以上研究結(jié)果顯示，多種氫的給藥方式均有效地改善聽功能，減輕耳蝸內(nèi)氧化損傷，減少噪聲引起的毛細(xì)胞凋亡，但其具體作用機制仍待進(jìn)一步探索。

3.3藥物性聽力損傷

3.3.1順鉑引起藥物性聽力損傷的機制

順鉑作為一種廣泛使用的抗癌藥物，但其可導(dǎo)致嚴(yán)重且進(jìn)行性加重的永久性聽力損傷。順鉑耳毒性的確切機制仍然不明確，目前認(rèn)為順鉑通過在細(xì)胞內(nèi)結(jié)合DNA，激活炎癥級聯(lián)反應(yīng)以及氧化應(yīng)激反應(yīng)從而引起細(xì)胞凋亡，產(chǎn)生內(nèi)耳損傷［34］。順鉑導(dǎo)致大量ROS在耳蝸內(nèi)形成，特別超氧陰離子等自由基，導(dǎo)致抗氧化系統(tǒng)紊亂，引起脂質(zhì)及DNA過氧化反應(yīng)增加，從而導(dǎo)致毛細(xì)胞、血管紋、支持細(xì)胞、聽覺神經(jīng)的凋亡［35］，因此順鉑的耳毒性被認(rèn)為是抗氧化系統(tǒng)損傷的相關(guān)疾病。Corti器是順鉑引起的聽力損失的主要位點，可導(dǎo)致其中的外毛細(xì)胞永久損傷［36］。目前干預(yù)順鉑耳毒性的實驗研究的目標(biāo)在于，保護聽功能不受損害的同時，也能夠達(dá)到所預(yù)期的抗腫瘤效果［37］。

3.3.2氫氣對減輕順鉑及其他藥物性聽力損傷的新進(jìn)展

不同耳毒性藥物造成內(nèi)耳損傷的機制不盡相同，但ROS的過量產(chǎn)生在藥物性內(nèi)耳損傷急性期都發(fā)揮著重要作用。隨著對氫氣的深入研究，研究者們發(fā)現(xiàn)氫氣對某些藥物造成的內(nèi)耳損傷，展現(xiàn)出積極的效果。至于安全性，氫氣相對部分抗氧化劑（維生素C等）更加安全可靠，過量的氫可通過呼吸系統(tǒng)排出體外，并且不會減弱順鉑的抗腫瘤作用［38］。Qu等［39］發(fā)現(xiàn)吸入2%氫氣可以使動物在腹腔注射順鉑后丙二醛及8-OHdG這些氧化產(chǎn)物降低，免疫組化結(jié)果表明順鉑誘導(dǎo)Corti器毛細(xì)胞的損傷明顯減輕。Yayoi［40］等將小鼠使用含不同濃度順鉑的培養(yǎng)基對小鼠耳蝸進(jìn)行離體培養(yǎng)，觀察直接溶于培養(yǎng)基的氫氣對耳蝸培養(yǎng)的影響。在離體培養(yǎng)48小時后進(jìn)行鬼筆環(huán)肽染色檢測，發(fā)現(xiàn)順鉑引起的毛細(xì)胞損失具有劑量依賴性，而氫氣的加入顯著增加總存活聽毛細(xì)胞的數(shù)量。此外，羥苯基熒光素（HPF）的螺旋神經(jīng)節(jié)染色表明，在氫處理的耳蝸中羥基自由基的形成明顯減少。這些實驗結(jié)果表明，氫分子可以減少順鉑對耳蝸聽毛細(xì)胞的損傷，對于減輕順鉑耳毒性作用具有很好的應(yīng)用前景。

除順鉑外，Kikkawa等［41］進(jìn)行體外研究發(fā)現(xiàn)氫可能減輕抗毒素A誘導(dǎo)的內(nèi)耳毛細(xì)胞氧化損傷。在耳蝸離體培養(yǎng)中使用含有飽和氫的培養(yǎng)液可以使聽覺細(xì)胞的ROS產(chǎn)生減少，脂質(zhì)氧化減少，存活的毛細(xì)胞增多。另外，Juan等［42］實驗發(fā)現(xiàn)，2%氫氣可以顯著減輕哇巴因引起的螺旋神經(jīng)節(jié)的損傷。

4　安全性及前景展望

氫氣是一種自然界常見的無色無味的小分子氣體。氫氣分子通過自由擴散入血，由于其質(zhì)量極輕分子量極小的特性，可以迅速擴散至患處，多余氫氣亦可以通過呼吸迅速排出體外，不易在體內(nèi)累積。氫氣還原性弱，只與羥自由基等強氧化性ROS反應(yīng)，且產(chǎn)物為無毒的水。這些特性決定了氫氣是相對安全的抗氧化劑。但氫氣目前缺乏完善的臨床安全性評估，因此應(yīng)用于臨床仍需要大樣本臨床試驗，以確定合適的給藥方式、給藥劑量并明確其副作用等。

氫氣作為一種新興的安全可靠的抗氧化劑，具有廣泛的生物學(xué)作用，有著廣大的臨床應(yīng)用前景。目前對氫氣以選擇性抗氧化為基礎(chǔ)，對氫氣發(fā)揮抗炎、抗細(xì)胞凋亡等作用的認(rèn)識基本達(dá)成共識，但氫氣是否具有作用靶點，作用的信號通路有哪些，如何調(diào)節(jié)細(xì)胞信號通路，這些需要進(jìn)一步深思與探索。到目前為止，全球關(guān)于氫氣治療疾病的基礎(chǔ)研究已經(jīng)得到了廣泛的開展，這些研究涉及到多種器官缺血再灌注、急性炎癥、創(chuàng)傷、退行性病變等廣泛醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。氫氣的治療效果不斷被報道，作用機制逐漸被認(rèn)識，研究者們對氫氣應(yīng)用于臨床、服務(wù)于病患有著較高期望。目前，氫氧霧化機已經(jīng)獲得國家“創(chuàng)新醫(yī)療”器械資質(zhì)，相信隨著研究者們不斷的深入研究以及不懈努力，氫氣不久便可以真正服于臨床，為減輕人類病患提供新的思路。

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·綜述·

Selective Antioxidant Effect and Protective Role of Hydrogen against Acute Inner Ear Injury

WEI Xinran1，ZHOU Yide1
1 Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery，Changhai Hospital，Second Military Medical University，200433，Shanghai，China Corresponding author：ZHOU YideEmail：ydzhou111@163.com

【Abstract】Excessive Reactive Oxygen Species（ROS）in noise-induced or drug-induced hearing loss causes inner ear serious damage.Recent studies have shown that hydrogen，which acts as a safe and effective antioxidant by reaching the reactive area quickly and reacting with strong oxidizing ROS，can alleviate oxidative stress effectively.Selective antioxidant effect by hydrogen may be related to reducing oxidative stress，decreasing cell apoptosis and regulating cell signaling pathways.Studying antioxidant effects by hydrogen provides a new approach to the treatment of inner ear acute injury.The present review summarizes possible mechanisms of hydrogen in preventing inner ear from acute injury.

【Key words】Noise-induced Hearing Loss；Oxidative Stress；Antioxidant；Hydrogen

【中圖分類號】R764.433

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1672-2922（2016）03-414-6

DOI：10.3969 / j.issn.1672-2922.2016.03.021

基金項目：國家自然科學(xué)基金面上項目（81170913）；國家人力資源和社會保障部留學(xué)回國人員科研啟動基金（2009年）；國家教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金（2010年）

作者簡介：蔡蔚然，醫(yī)師，碩士研究生，研究方向：耳科學(xué)

通訊作者：周義德，Email：ydzhou111@163.com

收稿日期：（2015-10-12審核人：郭維維）