Effects of long-term hydrogen intervention on the physiological function of rats

長期氫干預對大鼠生理功能的影響

來源：Scientific Reports | (2020) 10:18509

 

1. 摘要核心內容

 

論文摘要指出：分子氫（H?）在疾病模型中的治療作用已被廣泛證實，但其對健康生理狀態的影響研究不足。本研究通過6個月實驗發現：

 

富氫水（HRW）攝入和氫氣吸入（HI） 均顯著改變大鼠13項血清生化參數；

 

心肌酶譜變化最顯著（LDH、HDB、CK、CK-MB活性持續降低，圖6）；

 

HI對多數參數的影響強于HRW（如體重降低8.68%，圖1）；

 

變化時間點各異（如尿酸下降僅見于第6個月，圖3）。

 

 

研究為氫氣醫學機制和應用提供基礎數據。

 

2. 研究目的

 

解決兩大空白：

 

1.健康生理影響：填補H?對正常生理功能長期作用的認知空缺；

2.給藥方式差異：比較HRW攝入與HI兩種常用途徑的效果差異。

 

3. 研究思路

 

采用健康SD大鼠模型（n=30）：

 

1.分組干預：

 

對照組（常規飼養）；

 

HRW組（每日口服富氫水2次）；

 

HI組（每日吸入4% H? 2次，持續6個月）。

2.監測指標：

 

體重（每周，圖1）；

 

13項血清生化參數（空腹血糖、尿酸、血脂、肝功能、心肌酶等，圖2-6）。

 

 

 

3.質量控制：

 

HRW氫氣濃度維持>600μM（丹麥Unisense電極監測）；

 

HI濃度通過氣相色譜驗證。

 

4. 測量數據及研究意義

（1）體重變化（來自圖1）

 

數據：

 

HI組體重持續降低（第6月↓8.68%，p=0.013）；

 

HRW組僅第4周短暫降低（↓8.0%，p=0.0004）。

 

意義：首次證實HI顯著抑制健康體重增長，提示H?調節能量代謝。

 

（2）心肌酶譜顯著改變（來自圖6）

 

數據：

 

LDH活性：HI組第2周↓41%（p=0.004），HRW組第3周↓30%（p=0.006）；

 

CK-MB活性：HI組第2月↓39%（p=0.0015），HRW組第3周↓27%（p=0.052）。

 

意義：H?顯著降低心肌酶活性，提示改善心臟功能儲備（與疾病模型保護作用一致）。

 

（3）代謝與肝功能變化

 

血脂（圖4）：

 

HI組：TC第6月↓30%（p<0.0001），LDL-C↓27%（p=0.0005）；

 

HRW組：LDL-C第2月↓33%（p=0.004）。

 

肝功能（圖5）：

 

HI組：ALT第2周↓14%（p=0.039），AST第6月↓28%（p=0.005）；

 

HRW組：TBA第2月↓55%（p=0.001）。

 

意義：H?調節脂代謝（降TC/LDL-C）并改善肝酶指標，提示代謝穩態優化。

 

（4）尿酸與血糖（圖2-3）

 

尿酸：僅HI組第6月下降17%（p=0.02）；

 

血糖：兩組均無變化（與部分糖尿病研究矛盾，強調健康模型特殊性）。

 

5. 結論

 

1.生理調節證實：長期H?干預顯著改變健康大鼠代謝、心肌及肝功能指標，但變化幅度在正常范圍內（無負面效應）；

2.給藥方式差異：HI對多數參數（體重、心肌酶、血脂）影響更強，可能與持續血氫濃度有關；

3.時間依賴性：不同參數響應時間各異（如尿酸需6個月），提示機制復雜性；

4.研究價值：為氫氣預防醫學及給藥方案優化（優選HI）提供基礎數據。

 

6. 丹麥Unisense電極的研究意義

 

在方法學中明確作用：

 

"The hydrogen concentration was monitored by using a hydrogen electrode (Unisense A/S, Aarhus, Denmark)"

 

核心價值：

 

1.精準質量控制：

 

每周監測HRW溶解氫濃度，確保>600μM（文獻要求閾值）；

 

保障HRW組干預一致性，排除濃度波動對結果的干擾。

2.技術優勢體現：

 

相較氣相色譜（僅用于HI監測），Unisense電極直接液相測定更適配HRW研究；

 

高靈敏度（μM級）確保數據可靠性，為跨研究比較提供基準。

3.局限與啟示：

 

未用于體內血氫監測，未來可結合微電極深化藥代動力學研究；

 

當前數據證實：HRW濃度穩定是觀察到生理效應的必要前提。