氢硅材料再发文,氢气保护肾缺血

口服能释放氢气的食品成分,有二种基本类型。一种类型是利用不容易消化的碳水化合物,一般是单醣如甘露醇、双糖如乳果糖或多糖如寡聚糖。这些食物成分不能在人体小肠内被消化吸收,进入大肠内被细菌利用可产生氢气。第二种类型是服用能和水反应产生氢气的补充剂。过去比较常用的是金属镁、氢化镁和氢化钙。硅和水反应也能产生氢气,这种成分一是反应速度比较慢,二是需要碱性条件,往往无法获得满意的产氢气效果。

日本大阪大学学者最近利用纳米材料解决了这个问题。因为硅材料对人的安全性比较高,这种材料在酸性条件下不产生氢气,可完美避免胃酸带来的困难。如果使用镁材料,一般要控制胃酸带来的快速反应。对于食品来讲,安全性是又非常高的要求,这方面硅释氢气可能是一个可行的方向,应该引起重视。我们前面已经对他们的工作进行了介绍,他们研究发现纳米硅口服对帕金森病和慢性肾损伤和纤维化有预防作用,最新研究是对肾组织缺血再灌注损伤,这属于急性肾损伤

Front Med (Lausanne). 2020 Mar 20;7:95. doi: 10.3389/fmed.2020.00095.eCollection 2020.

器官缺血再灌注损伤是一种病理生理学范式,这种损伤模式因为有比较强的可控性,又存在典型的病理生理学规则,受到医学生命科学领域的特别重视。根据疾病发生率,研究最多的是心脏、然后是大脑,对肝脏和肾当然也有非常多研究。发病多或病人多意味着重要性大,受到关注和投入研究经费就一定多,逻辑上研究一旦获得成功,特别是能找到新的药物,病人多获得的社会经济回报就一定比较大。但是,对缺血再灌注研究了许多年,真正从这个范式中获得的有效治疗药物和治疗方法并不多。而且真正缺血疾病发生再灌注的情况并不多,例如脑缺血大部分都是持续性缺血,短期恢复血流往往是获得临床救治的少量患者,大部分失去急救时机的患者都是持续性缺血。这说明缺血再灌注研究范式本身值得商榷,但这种范式早就建立,并不很容易突破的。不过利用这种模型开展研究,特别是氧化损伤相关研究,仍然是非常好的方法。

肾缺血再灌注损伤比较常见典型情况是肾移植,这种病理过程会有大量活性氧产生,组织存在明确的氧化损伤。所以缺血再灌注损伤也是抗氧化损伤治疗的最常见类型。氢气是一种抗氧化损伤的新工具,所以从开始发现其效应,最常见的研究也是对各种组织的缺血再灌注损伤。例如脑、心、肝、肺、肾、小肠、睾丸、皮肤、视网膜、脊髓等等。过去曾经有氢气吸入和氢水注射治疗肾缺血再灌注损伤的研究报道,但是吸入氢气和饮用氢水也没有成为临床上广泛应用的手段。如果通过添加一种能有效释放氢气,并对食品和胃肠道内环境没有明显干扰的食品,不失为一种可行方案,至少可作为一种新的给氢模式进行探讨。

研究采用纳米硅颗粒和水反应产生氢气的原理,本研究重点观察了纳米硅材料和相对大颗粒的硅材料对大鼠肾缺血再灌注损伤的不同效果。动物被分为4组,假手术组、缺血再灌注组、纳米硅治疗组和大颗粒硅治疗组。肾缺血再灌注72小时血清肌酐和尿蛋白显著升高,经过纳米硅治疗组动物出现显著下降。氧化应激指标尿液中8羟基鸟嘌呤显著下降。转录组和基因功能分析显示,口服纳米硅材料能显著下调和氧化应激、免疫反应、细胞因子和细胞凋亡等相关的生物过程。这些改变都是组织缺血再灌注损伤的典型变化,这些变化说明纳米硅释放氢气可以对组织缺血再灌注损伤产生明显保护效应,所有相关证据都支持这种效应真实可靠。研究还对某些重要通路进行定量PCR验证。免疫组织化学分析证明肾组织间质巨噬细胞浸润和肾小管细胞凋亡。而服用大颗粒硅材料没有上述典型效应。上述结果表明,口服纳米硅释放氢气能治疗肾缺血再灌注损伤。

单从发表论文角度,利用这种材料开展研究,至少从创新角度,就有了先机和优势。显然如果继续用吸入氢气和喝氢水研究肾缺血再灌注,被接受发表的可能性就很低。因为杂志接受研究论文的基本条件就是新意,先不说这种研究将来的真正价值。没有人使用过的方法,就是可发表的内容。用硅材料治疗肾缺血再灌注损伤,这就是头一份。

硅食材制造方法

As normal diet, we used AIN93M (Oriental Yeast Co., Ltd.,Tokyo, Japan). In addition, we made special Si-based agent containing 1.0 wt.%nano-Si or large-Si particles in AIN93M, respectively. Before animalexperiments, we examined the hydrogen production from the agent containing 1.0wt.% nano-Si particles and water using a sensor gas chromatograph, SGHA-P2-A(FIS Inc., Hyogo, Japan).

不同组肾功能肾病理改变

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氢气含量测定

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大颗粒硅和正常饮食没有差别,纳米硅食品氢气产生明显增加

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