吸入低濃度氫氣能舒緩小鼠氣喘

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氣喘是台灣常見的呼吸道疾病,事實上氣喘也與「慢性發炎」、惡性自由基息息相關,因此今天鯉魚兒要介紹的研究是要探討「低濃度」呼吸氫氣,對於氣喘的幫助,讓我們一起深入了解吧。

氣喘,屬於一種慢性呼吸道炎症,因此與惡性自由基、氧化壓力息息相關,不幸的是,目前氣喘無法根治,臨床上多半是使用藥物去控制或緩減病症,常用的藥物包含皮質類固醇等,然而這些藥物都存在像是水腫、內分泌失調等副作用。

隨著氫氣選擇性抗氧化,不具明顯副作用的特性,特別是吸氣氣對呼吸系統疾病幫助的論文發表越來越多,研究人員想知道,透過呼吸低濃度的氫氣是否能有效舒緩氣喘?
 

氫氣能舒緩氣喘,動物小鼠研究

研究利用 35 隻 BALAB/c 小鼠作為研究標的,並將這些小鼠隨機分配為三組,每組 11 ~ 12 隻,三組分別正常對照組、氣喘組以及氣喘氫氣治療組。

研究人員利用卵清蛋白(Ovalbumin,OVA)來誘發小鼠氣喘,會在研究第 1 、7、14 天時,針對氣喘組與氣喘氫氣治療組的小鼠透過腹腔注射含卵清蛋白( OVA)的混合液(液體組成為 100ug OVA, 2mg 氫氧化鋁) 200uL。

21 天開始進入實驗的激發階段(產生氣喘),讓所有小鼠進入霧化吸入箱中,氣喘組與氣喘氫氣治療組在每天的早上吸入每公升含 50g 的卵清蛋白(OVA),30 分鐘;正常對照組則吸入等量的磷酸鹽緩衝生理食鹽水溶液(PBS)。

氫氣治療組的小鼠,早上吸完含卵清蛋白的氣體後,當天下午會吸入濃度 2.4 ~ 2.6 % 的氫氣,同樣是 30 分鐘,這樣的方式連續 7 天,並在最後一天吸入卵清蛋白 24 小時候分析各組小鼠細胞組織間的差異。

研究透過分析支氣管肺泡灌洗液(BALF)中炎症細胞因子 IL-4, IL-13 與巨噬細胞活化因子γ-干擾素之一的IFNγ,來評估吸入氫氣是否對於氣喘有所幫助。

這邊鯉魚兒先簡單介紹這些細胞因子扮演的角色。我們體內一個重要的免疫細胞是 T 細胞,而 T 細胞可以簡單分為 Th1 與 Th2,通常 Th1/ Th2 需保持動態平衡,Th2 細胞分泌細胞因子 IL-4、IL-13,這些細胞因子是誘導炎症的初始因素,會促進分泌 IgE 抗體,甚至形成過敏。而 IFNγ 則是Th1分泌的細胞因子,可以抑制 IL-4 的作用,能調節免疫功能。

研究結果發現,氣喘模型的小鼠,其呼吸系統的 Th1/Th2 細胞失衡, Th2 免疫細胞亢進,導致 IL-4 與 IL-13 的質量濃度大幅增加,而氫氣治療組的小鼠則能顯著降低BALF中IL-4、IL-13 的質量濃度,以及提升  IFNγ ,導正氣喘小鼠 Th1/Th2 細胞失衡,減輕炎症反應。

除了比較個細胞因子外,研究也探討不同組別間,體內抗氧化酶的活性。在一般狀態下,體內的氧化壓力趨於平衡,這主要是依靠谷胱甘肽(GSH)與超氧化物歧化酶(SOD)來清除、降低自由基損傷。

研究發現,OVA 誘導的氣喘小鼠,其體內抗氧化酶的活性顯著下降,GSH 含量顯著降低,脂質過氧化物代謝產物 MDA 明顯上升,顯示氣喘小鼠的氧化壓力提高;而透過呼吸氫氣治療,小鼠的肺泡組織間的 SOD 活性與 GSH 含量得到提升,MDA下降,顯示了透過呼吸氫氣能降低氣喘小鼠肺泡組織的氧化壓力!
 

結論

此研究除了探討呼吸氫氣對於氣喘的幫助外,也有針對「睡眠」進行探討,研究結果顯示,讓小鼠吸入低濃度的氫氣後,可以提升小鼠的睡眠發生率,延長睡眠時間,雖然效果不及傳統鎮靜催眠藥品地西泮(Diazepam)強,但氫氣沒明顯副作用的特性,有機會使吸氫氣成為一種「溫和」改善睡眠的方式之一,想了解更多關於氫氣對於睡眠幫助的讀者,也可參考鯉魚兒另一篇文章:氫水能幫助提升睡眠品質

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原始論文連結:Effects of Low Concentration Hydrogen Inhalation on Asthma and Sleep Function in Mice

 

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