微壓氧療在疾病輔助治療及預(yù)防中的相關(guān)研究進(jìn)展*

瞿超藝，黃 鵬，馮亦唯，張建紅，徐旻霄，覃 飛，趙杰修△

（1.國家體育總局體育科學(xué)研究所，北京 100061；2.北京體育大學(xué)，北京 100084；3.首都體育學(xué)院，北京 100191）

在高壓環(huán)境下，呼吸純氧或高濃度氧以治療缺氧性疾病和相關(guān)疾患的方法，即高壓氧療法，其已被廣泛地應(yīng)用于各類疾病的治療[1]。但高壓氧療的場地受限條件較多，治療方案相對單一，應(yīng)用過程不當(dāng)則會產(chǎn)生相應(yīng)副作用。因此，微壓氧療作為常壓氧至高壓氧治療鏈中的一個過渡環(huán)節(jié)便應(yīng)運(yùn)而生[2-4]。微壓氧療是指暴露在1～2 絕對大氣壓之間（1.23～1.30ATA）、氧氣濃度大于21%（22%～39%）的環(huán)境氣體中的較溫和的氧療方式，微壓氧療有其自身的優(yōu)越性[2-4]：首先微壓氧干預(yù)的氧壓力適中（1.23～1.3ATA）、氧濃度適中（22%～39%），其出現(xiàn)氧中毒的可能性小，并且微壓氧干預(yù)設(shè)備氧艙與主機(jī)整體小型化，方便易攜，可隨地點(diǎn)變化同步使用，場地條件的限制較少；同時，微壓氧技術(shù)相對安全，目前尚無相關(guān)副作用的報道。近年來，微壓氧療受到眾多國內(nèi)外研究者的關(guān)注，其研究范圍主要集中在臨床疾病輔助治療、慢性病防治應(yīng)用、高原軍隊保障等領(lǐng)域。因此，本文以微壓氧療在臨床疾病治療和預(yù)防中的應(yīng)用為切入點(diǎn)，詳細(xì)介紹了微壓氧療作為一種新型氧壓結(jié)合治療手段在相關(guān)領(lǐng)域中的可能作用與原因，闡明了微壓氧療目前的研究現(xiàn)狀與可研究趨勢，進(jìn)而為微壓氧療相關(guān)理論研究提供借鑒和為其相關(guān)實踐應(yīng)用提供參考。

1 微壓氧療在疾病治療和預(yù)防中的研究概述

1.1 代謝類疾病

1.1.1 代謝綜合征 與正常大鼠相比，代謝綜合征大鼠骨骼肌的抗氧化能力較低，并且其瘦素受體發(fā)生了相應(yīng)突變。有研究表明，骨骼肌抗氧化能力降低會影響葡萄糖的正常代謝，增加了代謝綜合征的發(fā)病風(fēng)險[5-6]。有研究指出，經(jīng)過微壓氧干預(yù)后的代謝綜合征大鼠其血糖、膽固醇、甘油三酯和胰島素水平降低，比目魚肌中琥珀酸脫氫酶活性增加[7]。并且經(jīng)過微壓氧干預(yù)的代謝綜合征大鼠具有高抗氧化能力和過氧化物酶體增殖物激活受體γ 共激活因子-1α（PGC-1α）mRNA 水平的高表達(dá)，其通過調(diào)節(jié)骨骼肌線粒體生物合成從而在氧化代謝中起重要作用，因此通過微壓氧干預(yù)可能會改善代謝綜合征大鼠肌肉的氧化代謝平衡，增強(qiáng)其抗氧化能力，延緩其癥狀加劇。

1.1.2 高血壓 與未暴露于微壓氧的同齡高血壓大鼠相比，進(jìn)行微壓氧干預(yù)的高血壓大鼠其收縮壓和舒張壓水平較低。此外，暴露于微壓氧的高血壓大鼠具有更低的氧化應(yīng)激水平和更高的抗氧化能力[8]。有研究認(rèn)為，神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)后交感神經(jīng)激活和兒茶酚胺代謝增強(qiáng)，與高血壓有關(guān)[9]。高血壓大鼠交感神經(jīng)的增強(qiáng)激活有可能是由活性氧的過度產(chǎn)生而介導(dǎo)的，這會引起交感神經(jīng)興奮，從而導(dǎo)致高血壓。而通過微壓氧干預(yù)則可以有效減輕活性氧水平，維持正常的血壓水平，細(xì)胞和組織中氧化代謝的增強(qiáng)則會增加周圍區(qū)域中的CO2濃度，進(jìn)而促進(jìn)血管中的血液流動，因此微壓氧干預(yù)可能對于高血壓癥狀有一定的緩解作用[8-9]。

1.1.3 2型糖尿病及其并發(fā)癥 糖尿病患者骨骼肌氧化能力降低可能與胰島素抵抗和糖代謝的受損有關(guān)。非肥胖和肥胖的糖尿病大鼠在骨骼肌中的氧化能力均低于正常大鼠[10]，而其血糖、糖化血紅蛋白和甘油三酯水平高于正常大鼠，通過暴露于微壓氧能夠有效改善上述指標(biāo)水平[10-13]。經(jīng)過微壓氧干預(yù)后的糖尿病大鼠其骨骼肌中的PGC-1α、肌細(xì)胞生成素和肌原性因子mRNA 水平和氧化能力高于未接受微壓氧暴露的大鼠。微壓氧干預(yù)對2型糖尿病大鼠的高血糖有抑制改善作用[14]。經(jīng)過微壓氧干預(yù)可抑制2型糖尿病大鼠相關(guān)的血糖水平升高；未暴露在微壓氧下的成年2型糖尿病大鼠，經(jīng)過隨后暴露在微壓氧下，其升高的血糖水平也會出現(xiàn)相應(yīng)降低[10-11]。先前的一項研究表明，糖尿病及正常情況下的脊髓運(yùn)動神經(jīng)元與其支配肌纖維的特性和反應(yīng)密切相關(guān)，微壓氧干預(yù)能夠有效維持脊髓運(yùn)動神經(jīng)元的氧化能力[15]。另外在Fujita N等的研究中，針對2 型糖尿病肥胖大鼠進(jìn)行微壓氧治療以了解其對骨骼肌代謝能力的影響，經(jīng)過1.25ATA、36%氧濃度、每天3h 共22 周的微壓氧干預(yù)后，糖尿病肥胖小鼠血糖含量出現(xiàn)下降，脂肪細(xì)胞體積出現(xiàn)減小[16]。另有研究指出，微壓氧可增加氧的利用率，抑制2 型糖尿病大鼠的血糖水平生長性升高，從而延緩由晶狀體中山梨醇積聚引起的白內(nèi)障形成，改善糖尿病誘發(fā)的白內(nèi)障癥狀[17]。

1.2 關(guān)節(jié)肌肉類疾病

1.2.1 關(guān)節(jié)炎 有研究指出，微壓氧干預(yù)對降低關(guān)節(jié)炎中過量產(chǎn)生的活性氧水平是有效的。關(guān)節(jié)炎大鼠的氧化應(yīng)激和C-反應(yīng)蛋白水平較高，而通過微壓氧暴露后，其氧化應(yīng)激和C-反應(yīng)蛋白水平接近正常大鼠[18-19]。關(guān)節(jié)炎中關(guān)節(jié)的特點(diǎn)之一是由缺氧引起的氧氣需求增加及血流量減少引發(fā)的關(guān)節(jié)內(nèi)壓力的增加[19]，通過微壓氧干預(yù)則可有效降低關(guān)節(jié)炎過程中產(chǎn)生的活性氧水平，緩解其關(guān)節(jié)內(nèi)壓力增高的癥狀。

1.2.2 骨質(zhì)疏松 有研究報道微壓氧干預(yù)對骨質(zhì)疏松癥狀能夠產(chǎn)生相應(yīng)的積極影響，其采用了21天的后肢懸吊方式誘導(dǎo)大鼠出現(xiàn)了骨質(zhì)疏松癥狀，之后對照組采用安靜恢復(fù)，干預(yù)組進(jìn)行微壓氧療干預(yù)，結(jié)果顯示：通過微壓氧干預(yù)能夠有效抑制破骨細(xì)胞的增加，并隨著降低了硬化蛋白mRNA 表達(dá)水平而增強(qiáng)了骨的形成[20]，因此其認(rèn)為微壓氧干預(yù)能夠有效預(yù)防由于后肢懸吊所造成的骨質(zhì)疏松癥，對其癥狀的緩解有一定作用。

1.2.3 肌肉萎縮 針對骨骼肌肌肉萎縮，也有相應(yīng)學(xué)者進(jìn)行了微壓氧方面的研究。針對后肢懸吊引起的肌肉萎縮情況，采用了1.25ATA、36%氧濃度、每天干預(yù)3h 持續(xù)2 周的微壓氧干預(yù)方式，結(jié)果經(jīng)過微壓氧干預(yù)之后，減少了骨骼肌的萎縮情況，減緩骨骼肌氧化能力下降的過程，有益于肌肉萎縮的恢復(fù)[21]。類似研究指出，通過1.29ATA 氧壓力、40%氧濃度、每天3h 持續(xù)2 周的微壓氧干預(yù)之后，能夠抑制懸吊失重引起的骨骼肌退行性改變（抑制體重減少，比目魚肌從I型纖維轉(zhuǎn)變?yōu)镮IA 型纖維），出現(xiàn)良好的適應(yīng)性變化，有助于骨骼肌從肌萎縮中恢復(fù)[22]。

1.3 神經(jīng)系統(tǒng)疾病

1.3.1 帕金森病 帕金森病是由黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的逐漸減少引起的[23]，暴露于微壓氧中被證明可抑制帕金森病的神經(jīng)毒性，以及在動物實驗中可改善黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的減少情況。在平衡木實驗中，暴露在微壓氧下的帕金森病小鼠的后肢滑落下來的次數(shù)比未暴露的帕金森病小鼠更少，微壓氧改善了其相關(guān)運(yùn)動癥狀表現(xiàn)[24]。PGC-1α 是一種轉(zhuǎn)錄共激活因子，可能是導(dǎo)致帕金森病中多巴胺能神經(jīng)元氧化代謝改善的因素之一。由于PGC-1α 可調(diào)節(jié)氧化代謝、線粒體生物合成、氧化應(yīng)激和基因表達(dá)，微壓氧干預(yù)可能通過增加PGC-1α 的表達(dá)，從而激活黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的氧化代謝，抑制帕金森病小鼠多巴胺能神經(jīng)元的減少，進(jìn)而可能改善帕金森病的相應(yīng)癥狀[24]。

1.3.2 阿爾茲海默病 有研究指出，微壓氧干預(yù)能夠?qū)Π柎暮Ｄ‘a(chǎn)生影響，Harch PG 等研究者用持續(xù)了40 次的微壓氧對阿爾茲海默病患者進(jìn)行干預(yù)。結(jié)果顯示，這種微壓氧干預(yù)治療阿爾茲海默病患者取得良好療效，其認(rèn)為微壓氧治療具有改善微循環(huán)、增強(qiáng)線粒體功能和促進(jìn)生物合成的作用，并能減少TAU蛋白磷酸化，控制氧化應(yīng)激，減少炎癥[25]。但這只是一個研究個例，還需要更多控制條件和更為嚴(yán)格的微壓氧實驗研究去進(jìn)行佐證。

1.4 腦部創(chuàng)傷類疾病

高壓氧對于缺血缺氧性腦部疾病的作用明顯，有研究也認(rèn)為微壓氧干預(yù)同樣也對腦部創(chuàng)傷疾病、腦部缺血缺氧性疾病有一定效果，其效果與高壓氧干預(yù)類似。例如在柳葉刀雜志發(fā)表的一項了解高壓氧與微壓氧對于腦癱兒童的作用影響中，經(jīng)過干預(yù)后，高壓氧與微壓氧兩組的動作技能、言語、注意力、記憶力均有所改善，但兩種治療之間無差異[26]，其結(jié)論認(rèn)為氧壓干預(yù)能夠產(chǎn)生有益作用的原因可能在于增加了血氧分壓[26]。又例如發(fā)表在JAMA 上的研究展示了高壓氧對軍人腦震蕩后的相關(guān)癥狀和生活質(zhì)量的影響，與對照組相比，高壓氧與微壓氧干預(yù)組均表現(xiàn)出改善的結(jié)果，均對于腦功能有一定的治療效果[27]。另有多數(shù)研究對于微壓氧干預(yù)在治療腦部疾病當(dāng)中的作用進(jìn)行了實驗驗證，其認(rèn)為通過微壓氧干預(yù)能夠?qū)δX部疾病產(chǎn)生積極作用，在Boussi-Gross R 的研究中，長時間腦震蕩后遺癥患者進(jìn)行了共40 次、每次60min、每天1 次的微壓高氧干預(yù)治療，結(jié)果顯示經(jīng)過微壓高氧干預(yù)之后，患者認(rèn)知功能和生活質(zhì)量水平均得到顯著改善，其認(rèn)為微壓高氧治療可誘導(dǎo)神經(jīng)可塑性增強(qiáng)，能夠改善輕度創(chuàng)傷性腦損傷后的腦震蕩后遺癥，并提高生活質(zhì)量[28]。同樣在Wolf G 的研究中，對輕度創(chuàng)傷性腦震蕩軍人進(jìn)行高壓氧與微壓氧干預(yù)，結(jié)果顯示兩組之間的干預(yù)效果無明顯區(qū)別，對于腦震蕩的恢復(fù)微壓氧與高壓氧的作用效果類似，需要根據(jù)實際情況與現(xiàn)實條件進(jìn)行選擇[29]。類似在Figueroa XA 的研究中，創(chuàng)傷性腦損傷、腦震蕩后綜合征患者分別在高于21%氧含量和高于1.0ATA 下進(jìn)行干預(yù)，對照組則在21%氧含量下、氧壓力為1.2～1.3ATA 進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示以上兩種干預(yù)均可能緩解腦損傷腦震蕩創(chuàng)傷后的應(yīng)激障礙癥狀[30]。相關(guān)動物研究發(fā)現(xiàn)，大鼠在1.18ATA 吸純氧的環(huán)境下進(jìn)行微壓高氧干預(yù)兩次（每次60min），能夠顯著減少腦外傷后受創(chuàng)的周圍組織的神經(jīng)元凋亡情況，抑制炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，并顯著改善大鼠的神經(jīng)功能，起到保護(hù)外傷后神經(jīng)元組織的作用[31]。由此可見，微壓氧干預(yù)能夠?qū)δX部創(chuàng)傷類疾病的治療與康復(fù)產(chǎn)生積極作用。

1.5 兒童自閉癥

有相應(yīng)的研究指出，微壓氧干預(yù)能夠?qū)和蚤]癥產(chǎn)生良好的干預(yù)效果。在一項研究中，孤獨(dú)癥兒童在1.3 ATA 和24%氧濃度下進(jìn)行了40 次的微壓氧療干預(yù)，通過量表測試結(jié)果反饋，與對照組相比（常壓常氧），微壓氧干預(yù)使患兒整體認(rèn)知功能、語言接受性、社交互動、眼神交流和感覺、認(rèn)知意識方面得到顯著改善，并且5 歲以上的兒童和初始自閉癥嚴(yán)重程度較低的兒童其改善最為顯著，并且認(rèn)為微壓氧治療安全且耐受性較好[32]。同樣有研究指出，微壓氧療能夠作為一種治療自閉癥（孤獨(dú)癥）的有效干預(yù)措施，其指出了自閉癥患者會出現(xiàn)氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，而微壓氧能夠改善這兩種情況，同時增強(qiáng)神經(jīng)功能和認(rèn)知能力。對自閉癥兒童的微壓氧干預(yù)的氧壓力多采用1.28ATA。研究顯示，自閉癥兒童在1.3 ATA、24%氧含量下接受40 次微壓氧干預(yù)，每次持續(xù)45min 后，對于機(jī)體的氧化應(yīng)激無顯著影響，但可以通過增加腦灌注、減輕炎癥水平而改善自閉癥兒童的神經(jīng)功能和認(rèn)知能力[33]。另有研究報道，自閉癥兒童經(jīng)過微壓氧干預(yù)后可總體改善其行為水平，微壓氧干預(yù)措施的安全性和耐受性較好[34]。但也有研究指出，自閉癥兒童在1.3ATA 氧壓力下、24%的氧濃度、每次干預(yù)1h，持續(xù)進(jìn)行80次，結(jié)果顯示為陰性結(jié)果，其認(rèn)為在1.3ATA 以24%的氧含量的微壓氧干預(yù)并不會導(dǎo)致自閉癥的臨床癥狀出現(xiàn)顯著改善[35]。因此，關(guān)于微壓氧療在兒童自閉癥當(dāng)中的作用效果仍無一致結(jié)論，效果可能受到眾多因素制約，后續(xù)還需更多相關(guān)的實驗類研究去證明。在具體應(yīng)用中，也需要根據(jù)實際條件與個體差異選擇與使用。

1.6 其他疾病

1.6.1 腹瀉和結(jié)腸炎 有研究指出微壓氧干預(yù)對腹瀉和結(jié)腸炎大鼠的影響，通過硫酸葡聚糖鈉鹽（DSS）注射引起大鼠出現(xiàn)腹瀉和結(jié)腸炎癥狀，之后進(jìn)行微壓氧干預(yù)，結(jié)果顯示通過微壓氧干預(yù)2 周后可以降低DSS誘導(dǎo)的大鼠出現(xiàn)腹瀉的機(jī)率，但不能減輕結(jié)腸炎癥[36]，這可能與干預(yù)暴露時間短有一定關(guān)系，還需要進(jìn)一步研究證明微壓氧干預(yù)腹瀉和結(jié)腸炎的劑量效應(yīng)關(guān)系。

1.6.2 皮膚色素沉著 暴露于微壓氧環(huán)境下，充足的氧氣供應(yīng)能夠通過增強(qiáng)表皮基底細(xì)胞的增殖活性來加速老化皮膚的周轉(zhuǎn)率，加速衰老皮膚的更新[37]。因此，在微壓氧作用下增加的溶解氧被認(rèn)為是通過血液微循環(huán)從真皮向表皮擴(kuò)散，從而加速表皮基底細(xì)胞的增殖，抑制表皮的衰老。研究指出，經(jīng)過微壓氧干預(yù)可加速紫外線照射引起的皮膚黑色素沉著的消退[37]，面部的老年斑體積也變小。也有研究指出，通過微壓氧干預(yù)加速了衰老小鼠中表皮基底細(xì)胞的增殖活性，引起氧化代謝增強(qiáng)，這可能是微壓氧干預(yù)促進(jìn)表皮損傷修復(fù)的一種有效途徑[38]。

1.6.3 不孕不育 高壓氧治療不孕不育是一種較為成熟的治療方法，通常在1.99～2.99ATA 氧壓力、100%氧氣的環(huán)境下進(jìn)行干預(yù)，已被研究可用于改善女性和男性不育癥狀[39]。然而，長期進(jìn)行高壓氧治療將會帶來相應(yīng)的一些副作用，包括氣壓傷和過量產(chǎn)生活性氧[40]。有研究指出，微壓氧干預(yù)可以增加細(xì)胞和組織的供氧，從而改善氧化代謝，并且不會造成氣壓損傷和活性氧的過度產(chǎn)生。在近期的研究中，患有頑固性不孕癥的女性，其之前接受過5次胚胎移植，臨床妊娠率低（4.9%）且沒有分娩。在接受任何進(jìn)一步的胚胎移植前接觸了微壓氧，結(jié)果13 例婦女臨床妊娠率為13.8%，5 例婦女經(jīng)體外受精治療后分娩，2 名婦女自然受孕并分娩[40-41]。其研究指出，對于不孕不育，微壓氧的干預(yù)效果與高壓氧類似，并且微壓氧的副作用更小。

總而言之，微壓氧療能夠在相關(guān)疾病的治療和預(yù)防當(dāng)中起到一定的積極作用。盡管目前微壓氧療的研究數(shù)量不多、研究深度有限，但關(guān)于微壓氧療在相關(guān)疾病的輔助治療及預(yù)防方面的療效依然得到國內(nèi)外研究學(xué)者的初步肯定。在后續(xù)微壓氧的相應(yīng)研究中需要繼續(xù)優(yōu)化實驗研究方案與實際應(yīng)用方案，從而更好地了解微壓氧療的功效作用，為其理論研究和實踐應(yīng)用提供參考。

2 微壓氧療的可能作用機(jī)制與原因

2.1 增加溶解氧

氧在體內(nèi)的運(yùn)輸方式有兩種：結(jié)合氧與溶解氧。結(jié)合氧指進(jìn)入血液的氧，絕大部分與血紅蛋白結(jié)合形成氧合血紅蛋白，這部分氧為結(jié)合氧，是氧的主要運(yùn)輸方式。溶解氧指另有一小部分氧以物理狀態(tài)形式直接溶解于血液內(nèi)，這部分氧為溶解氧，在臨床上具有重要意義[42-43]。血液中的溶解氧微量，但具有重要意義，因只有游離氧才能被組織細(xì)胞所利用，結(jié)合氧在血液內(nèi)必須轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x氧后才能彌散到組織中，參與機(jī)體的新陳代謝與物質(zhì)轉(zhuǎn)換[42-43]。在高壓氧條件下可為組織和血液提供足夠的氧，從而滿足機(jī)體對于氧的需求。在高壓氧的干預(yù)下，機(jī)體甚至可以不過多依賴氧合血紅蛋白的解離來獲取氧氣，其可以通過提高血液和組織中的溶解氧來進(jìn)行呼吸[43]。氧壓力和氧濃度對機(jī)體內(nèi)氧化酶的合成、分泌、釋放及活性均有影響，在最適宜的氧壓力和氧濃度下其活性可能最強(qiáng)，當(dāng)氧壓力和氧濃度過低或過高均會使其活性降低[43]。高壓氧和高氧氣體補(bǔ)充中的大氣壓的升高和氧氣濃度的增加均會提高血氧含量，尤其是溶解氧含量，但過度增加的氧壓和氧濃度可能會帶來氣壓性損傷、活性氧過量產(chǎn)生等副作用[44-45]，而適度增加的氧壓與氧濃度則可以增加體內(nèi)氧含量，尤其是血漿中溶解氧含量，因此溶解氧能夠流向外周細(xì)胞，尤其是肌肉、大腦、心臟中的細(xì)胞[2-3,46]。因此，有研究指出經(jīng)過微壓氧療干預(yù)后，機(jī)體血管內(nèi)的溶解氧含量有所增多，增加了溶解氧含量，改善機(jī)體的氧化代謝是微壓氧療能夠產(chǎn)生作用的原因之一[2-3,46]。在微壓氧的干預(yù)中能夠獲得增加溶解氧的干預(yù)效果，后續(xù)的研究還需要針對不同的氧壓力、氧濃度和干預(yù)時間的相互組合，采用精確的溶解氧測量指標(biāo)與方法，以更好地了解微壓氧療對于溶解氧的影響與作用。

2.2 改善氧感知通路

2019 年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎的獲得者展示了細(xì)胞適應(yīng)氧氣濃度變化的分子機(jī)制，生物必須能夠感知氧氣并通過改變特定基因的表達(dá)來應(yīng)對氧氣水平的變化[47]。氧穩(wěn)態(tài)對細(xì)胞功能的維持至關(guān)重要，缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia-inducible factor, HIF）是氧感知與調(diào)控通路中的核心因子，并與血管生成、紅細(xì)胞產(chǎn)生及氧氣運(yùn)輸和氧氣有關(guān)的基本生命活動均密切相關(guān)，其是與氧濃度關(guān)系密切的轉(zhuǎn)錄因子，缺氧誘導(dǎo)因子氧感知信號通路在氧濃度調(diào)節(jié)及氧穩(wěn)態(tài)維持中發(fā)揮了十分重要的作用，其生理功能主要取決于HIF-1α亞基[48]。HIF-1α 位于氧感受信號傳導(dǎo)的中心，是調(diào)控促紅細(xì)胞生成素（erythropoietin, EPO）和血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）的核心因子，能夠協(xié)同整合參與氧穩(wěn)態(tài)的眾多下游基因，還參與調(diào)控糖酵解及氧化磷酸化等相關(guān)酶的表達(dá)，其與氧濃度及氧暴露時間呈依賴性關(guān)系，在維持細(xì)胞氧穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著重要作用[49-50]。有研究指出，反復(fù)間歇性高壓氧可誘導(dǎo)多個受損器官（如大腦，肝臟）及干細(xì)胞內(nèi)HIF-1α 表達(dá)，有利于維持能量代謝、血管生成和細(xì)胞存活等活動[48]。反復(fù)間歇性的高壓氧暴露已被用于缺血缺氧性疾病的治療并被證實可上調(diào)HIF-1α的表達(dá)，其可以增強(qiáng)組織的缺氧耐受性[48]。高壓氧還可作為一種預(yù)處理保護(hù)措施，通過預(yù)先調(diào)節(jié)HIF-1α表達(dá)及其相關(guān)靶基因發(fā)揮抑制炎癥損傷、增強(qiáng)抗氧化能力、抑制凋亡等有益作用[48]。微壓氧療作為新型的氧壓干預(yù)方式，我們推測也能夠?qū)ρ醺兄樊a(chǎn)生類似的影響，機(jī)體通過進(jìn)行微壓氧療干預(yù)，其能夠穩(wěn)定改善HIF-1α的水平從而促進(jìn)EPO和VEGF的表達(dá)，提高機(jī)體氧運(yùn)輸系統(tǒng)的機(jī)能狀態(tài)。但氧壓手段對于氧感知通路表達(dá)產(chǎn)生的影響可能與個體差異、氧濃度、氧壓力、暴露時間等因素有一定的關(guān)系，因此還需要后續(xù)更多相關(guān)實驗類研究去論證。

2.3 提高抗氧化水平

有研究表明，在長時間持續(xù)的氧化應(yīng)激狀態(tài)下，能夠?qū)е轮|(zhì)過氧化物蓄積，硝酸鹽濃度升高及抗氧化酶活力降低，從而引起細(xì)胞脂質(zhì)過氧化損傷，致使疲勞與損傷、機(jī)能狀態(tài)降低等[51]。也有研究指出，高壓氧能夠增加機(jī)體抗氧化酶活力，提高機(jī)體對自由基損傷的抵抗能力[52]。因此有研究認(rèn)為，微壓氧療同樣可以抑制氧化應(yīng)激，激活抗氧化物酶，減少自由基的產(chǎn)生，維持體內(nèi)氧化、抗氧化系統(tǒng)的平衡，因微壓氧的微高壓效應(yīng)和高供氧效應(yīng)，能夠提升機(jī)體各組織器官的氧分壓，從而提高機(jī)體的抗氧化水平[4]。Keap1（Kelch 樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1）-Nrf2（核轉(zhuǎn)錄因子E2相關(guān)因子2）-ARE（抗氧化反應(yīng)系列元件）通路是調(diào)節(jié)體內(nèi)多種抗氧化酶表達(dá)的關(guān)鍵通路，也是細(xì)胞防御氧化應(yīng)激損傷的最重要機(jī)制之一[53]。Keap1 是Nrf2的負(fù)性調(diào)節(jié)器，Nrf2 是ARE 系統(tǒng)的主要效應(yīng)器，氧氣水平含量的變化與Nrf2 密切相關(guān)，通過負(fù)調(diào)節(jié)Keap1蛋白激活A(yù)RE 系統(tǒng)可以誘導(dǎo)一系列抗氧化基因的表達(dá)，這對預(yù)防氧化損傷、炎癥的發(fā)生非常關(guān)鍵[53]。Keap1-Nrf2-ARE 通路的激活不僅能緩解機(jī)體因低氧造成的氧化應(yīng)激反應(yīng)，同樣在高氧濃度環(huán)境的應(yīng)激反應(yīng)中也起著一定作用。高氧暴露可能通過上調(diào)Nrf2活性，提高機(jī)體抗氧化能力。HIF-1α與Nrf2之間有一定的關(guān)系，HIF-1α 可能參與了對運(yùn)動引起的骨骼肌氧化應(yīng)激適應(yīng)的調(diào)節(jié)，適當(dāng)?shù)腍IF-1α水平對急性有氧運(yùn)動小鼠骨骼肌Nrf2 及抗氧化酶的表達(dá)起積極的促進(jìn)作用[54]。因此，我們推測在微壓氧療的干預(yù)中也能夠獲得類似的提高機(jī)體抗氧化水平的效果。

2.4 微壓氧的整合效應(yīng)

有研究闡明了高壓氧的作用機(jī)制及其對細(xì)胞過程、轉(zhuǎn)錄因子、線粒體功能、氧化應(yīng)激和炎癥的相關(guān)作用影響。高壓氧可影響多種細(xì)胞和分子途徑，包括對沉默信息調(diào)節(jié)因子1（SIRT1）的神經(jīng)保護(hù)作用、對SIRT1 和Nrf2 氧化應(yīng)激的影響、對SIRT1 和核轉(zhuǎn)錄因子kappaB（NF-κB）影響細(xì)胞凋亡過程、通過Wnt3 參與神經(jīng)的發(fā)生、通過促炎與抗炎因子參與神經(jīng)炎癥、通過HIF-1α 參與血管的生成及調(diào)控線粒體的生物學(xué)過程等等[55]。微壓氧也可能存在類似的作用干預(yù)機(jī)制，在微壓氧干預(yù)下各機(jī)制緊密聯(lián)系，有交叉也存在疊加效應(yīng)，氧感知通路HIF-1α-EPO/VEGF 是氧氣感知能夠發(fā)生作用的最直接通路，其可影響血氧含量與血液循環(huán)，效果最為明顯直觀，Keap1-Nrf2-ARE 通路不僅與氧感知通路密切相關(guān)，同時可影響機(jī)體的氧化系統(tǒng)與炎癥系統(tǒng)，可能還包括PI3K-AKT 通路和血管內(nèi)皮、細(xì)胞外基質(zhì)相互作用等通路，但目前關(guān)于微壓氧的相應(yīng)作用機(jī)制只是限于相應(yīng)假設(shè)，之后還需要通過動物實驗與細(xì)胞實驗中指標(biāo)的測量與反映進(jìn)行判斷與論證。

3 小結(jié)與展望

微壓氧療作為一種新型的氧壓干預(yù)方式，合理使用將在臨床慢性疾病的輔助治療與預(yù)防中有所作用，對機(jī)體產(chǎn)生一定的益處。微壓氧療作為常壓氧至高壓氧治療鏈中的一個過渡環(huán)節(jié)，有其特點(diǎn)與優(yōu)勢，如何提高微壓氧的應(yīng)用范圍和作用效果是值得進(jìn)一步研究和探索的內(nèi)容。之后有關(guān)微壓氧療的研究可側(cè)重于預(yù)防和改善衰老導(dǎo)致的老年人退行性變化機(jī)制探究；針對自主神經(jīng)（交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)）功能失衡的調(diào)節(jié)，如情緒睡眠不穩(wěn)定和更年期紊亂；應(yīng)用于運(yùn)動訓(xùn)練、體育比賽后的疲勞恢復(fù)效果；亞健康人群保持和改善免疫與健康、維持身體素質(zhì)等各方面作用的機(jī)制探究，因此還需要進(jìn)一步的研究來深化探討，并為微壓氧療的干預(yù)制定一個安全有效的系統(tǒng)準(zhǔn)則與優(yōu)化方案。根據(jù)氧壓治療的原理，通過氧壓干預(yù)后機(jī)體組織的氧運(yùn)輸能力與代謝能力將得到一定程度改善，即使微壓氧療不會達(dá)到與高壓氧療相同的氧壓力程度，微壓氧療也能夠產(chǎn)生一定的積極作用。然而，雖然目前的研究大部分認(rèn)為微壓氧療的作用效果積極，但從理論到實踐再至認(rèn)定還需要一個漫長的驗證過程，考慮到實驗方案差異和個體差異，后續(xù)還需要更多的相關(guān)綜述類研究與實驗應(yīng)用類研究來持續(xù)佐證微壓氧療的作用與效果。