氢气的抗氧化作用，有望成为自闭症治疗的新方法

2023-04-23 13:57:55
白如月
美容

儿童孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder，ASD)是一种异质性的广泛性神经发育障碍，其特征是在交流、社会行为、兴趣和活动方面存在障碍。多项研究证明，氧化应激(oxidative stress，OS)与自闭症密切相关，其可通过代谢产物等多种方式参与其的生理和病理过程。

如上图所示，氧化应激(OS)被认为是促氧化剂和抗氧化剂之间的失衡状态，导致活性氧(ROS)或活性氮(RNS)过量而引起的细胞损伤。其特征是产生过多的自由基，抗氧化剂水平下降，氧化剂/抗氧化剂比例失衡，即生物体内ROS和内源性抗氧化剂产生不平衡。

人体的氧化和抗氧化机制

人体组织必须依赖氧化作用来完成新陈代谢的化学反应，同时细胞也自然存在着抵抗氧自由基的抗氧化机制，以抵消氧自由基对细胞的氧化攻击，保持好此消彼长的动态平衡。

如上图所示，揭示了细胞氧化/抗氧化的平衡机制。Chemotherapy(放疗)、Radiation(化疗)、Growth factors(炎症因子)等因素，会引起细胞中ROS的增加;而Catalase(过氧化氢酶)、Glutathione(谷胱甘肽)、Peroxiredoxin(过氧化还原酶)、Thioredoxin reductase(硫氧还蛋白还原酶)等物质，有效抵抗了ROS对细胞造成的损伤。

但是，各种疾病过程都会增加OS，并产生ROS，导致细胞氧化还原系统发生改变，最终导致组织损伤和细胞死亡。大脑虽然仅占人体重量的2%～3%，但占总血流供应的20%，氧耗量占机体总氧耗量的23%，由于其高氧状态，致使大脑特别容易受到ROS的影响。许多精神疾病的发病机制都与OS密切相关，比如阿尔茨海默病、唐氏综合征、抑郁症、自闭症、注意缺陷多动障碍等等。

氧化应激和自闭症的关系

自闭症在神经生物学中被认为与氧化应激有关，如活性氧和脂质过氧化水平的增加，以及氧化应激其他指标的增加。因自闭症患儿细胞内和细胞外的谷胱甘肽水平失衡和谷胱甘肽储备能力下降，确诊患儿被认为更容易受到氧化应激的影响。

多项研究表明，氧化还原失衡和氧化应激是自闭症病理、生理的重要组成部分。当氧化剂超过抗氧化防御时，生理系统就会遭受OS，导致生物分子及功能出现障碍，身体中的脂质、蛋白质、核酸等都会受到氧化损伤。

例如，脂质过氧化(LPO)由自由基与多不饱和脂肪酸连锁反应引起，导致产生具有剧毒的LPO和烃聚合物。LPO增加与线粒体功能障碍、神经元损伤、血小板活性异常和自闭症血流改变有关。

蛋白质作为ROS的主要靶点之一，在自由基及相关氧化物的作用下，使血浆或细胞中的蛋白质与某些特定的氨基酸残基发生反应，导致蛋白质发生功能与结构上的改变。自由基-蛋白质反应在体内可引起与许多病理过程相关的细胞结构的广泛损伤，如LPO、蛋白质及核酸等的氧化损伤。目前的研究表明，由ROS/RNS引起的蛋白质氧化的损伤及衰老与阿尔茨海默病、帕金森氏病、ASD等疾病的发生均有关。

8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)被公认为是 DNA 氧化损伤的主要标志物。8-羟基-2′-脱氧鸟苷是由羟基自由基，单线态氧和直接光动力作用形成的氧化损伤DNA的产物，可在组织、血清、尿液等标本中检测，也是ASD早期诊断的生物标志物之一。

此外，自闭症中更多OS的间接标志物包括内源性抗氧化酶(如GSH-Px、SOD)和谷胱甘肽降低、抗氧化营养素降低、有机毒素和重金属升高、黄嘌呤氧化酶和细胞因子升高以及NO的增加等。

抗氧化应激在自闭症治疗中的证据

2022年，我国一项针对自闭症患儿进行的临床试验，验证氧化应激状态和治愈率之间的关系。