高壓氧療法能夠抗衰老和延壽嗎？

作者簡介：趙保路，中國科學(xué)院生物物理研究所研究員，原副所長。亞洲自由基研究學(xué)會主席，中國生物物理學(xué)會自由基生物學(xué)和醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會主任，中國衰老和抗衰老生物學(xué)委員會副主任。

轉(zhuǎn)載自：《科學(xué)智慧火花》中國科學(xué)院主辦  中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會協(xié)辦

https://idea.cas.cn/viewpoint.action?docid=79475

最近據(jù)媒體報道，以色列研究人員公布一項新的研究成果：高壓氧療法或能阻止健康老年人血液細(xì)胞染色體末端端粒變短，減少體內(nèi)衰老細(xì)胞的聚集，或許能使人壽命延長。這是一種在大氣壓力增加情況下，吸入100％純氧氣的治療方法。治療原理在于高壓氧使溶解于血液中的氧明顯增加，確保氧在人體組織中的彌散。此次研究，就是以高壓氧治療為手段，通過觀察血液細(xì)胞染色體末端端粒是否縮短，以及衰老細(xì)胞在體內(nèi)的累積情況，判斷高壓氧是否有抗衰老和延壽作用。

這個報告涉及三個基本概念：高壓氧治療、端粒長度和細(xì)胞衰老。下面先介紹一下這三個概念。

一、高壓氧治療

氧氣進(jìn)入肺里就會立刻溶解到血液中，正常人的血液中所溶解氧氣量與環(huán)境壓力有關(guān)系。我們生活在一個大氣壓的環(huán)境下，由于空氣中的氧氣只有20%，所以人血里溶解的氧氣很少。但紅細(xì)胞攜帶的氧氣比溶解到血中的氧氣高幾十倍，所以正常人能滿足運送氧氣的吸氧量。

在高于一個大氣壓的環(huán)境里吸入100%的氧治療疾病的過程叫高壓氧治療。在高壓的環(huán)境下，呼吸純氧或高濃度氧是治療缺氧性疾病和相關(guān)疾患的方法。高壓氧治療需在?？漆t(yī)生指導(dǎo)下進(jìn)行，根據(jù)病人的情況選擇不同的氧濃度和吸氧方式。

高壓氧艙是進(jìn)行高壓氧療法的專用醫(yī)療設(shè)備，適用范圍很廣，臨床有多種用途。加壓介質(zhì)為空氣或醫(yī)用氧氣，空氣加壓最高工作壓力不大于0.3MPa，氧氣加壓最高工作壓力不大于0.2MPa。常規(guī)的高壓氧治療，不會產(chǎn)生任何副作用，如果工作人員操作不當(dāng)，可產(chǎn)生嚴(yán)重后果。如氧中毒，產(chǎn)生功能性或器質(zhì)性損害。氧中毒可導(dǎo)致自由基的過量產(chǎn)生，一些重要酶失活，進(jìn)一步引起中樞神經(jīng)、肺組織損傷、溶血乃至整個機(jī)體同時受害，導(dǎo)致中耳氣壓傷、副鼻竇氣壓傷和肺氣壓傷。嚴(yán)重的可使胸腔內(nèi)氣體過度膨脹，肺和心臟受壓，甚至可致病人突然死亡。

二、端粒、端粒酶與衰老

端粒是位于染色體末端的串聯(lián)核苷酸重復(fù)序列，維持基因組的穩(wěn)定性。因為固有的無法完全復(fù)制滯后DNA鏈的末端部分，端粒在復(fù)制過程中會縮短。端粒長度在4-15千個堿基之間，每年逐漸縮短約20-40個堿基，與不同疾病、身體機(jī)能低下和大腦皮質(zhì)變薄有關(guān)。當(dāng)端粒達(dá)到一個臨界長度時，細(xì)胞無法復(fù)制并進(jìn)展到衰老或程序性細(xì)胞死亡^[1]。端粒酶是在細(xì)胞中負(fù)責(zé)端粒延長的一種酶，可將端粒DNA加至真核細(xì)胞染色體末端，把DNA復(fù)制損失的端粒填補起來，使端粒修復(fù)延長，可以讓端粒不會因細(xì)胞分裂而有所損耗，使得細(xì)胞分裂的次數(shù)增加。因為研究揭開了細(xì)胞分裂過程中染色體如何復(fù)制的奧秘，發(fā)現(xiàn)了端粒和端粒酶保護(hù)染色體的機(jī)理，促進(jìn)了人類對癌癥、遺傳疾病和衰老的研究進(jìn)程，3位科學(xué)家共同獲得了2009年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎殊榮。

端?？s短直接原因是遺傳，但也有一些環(huán)境因素，包括壓力、缺乏、體力活動、體重指數(shù)過高、吸煙、慢性炎癥、維生素缺乏和氧化應(yīng)激^[2]。雖然許多遺傳和環(huán)境因素與端?？s短有關(guān)，但最常見的機(jī)制是氧化應(yīng)激。氧化應(yīng)激可由活性氧（ROS）的產(chǎn)生和清除劑不平衡引起。端粒對氧化性DNA損傷高度敏感，可導(dǎo)致端?？s短和功能障礙^[3]。而抗氧化劑和自由基清除劑可降低縮短率并延長細(xì)胞增殖壽命。一些病理條件（如糖尿病、炎癥性疾病、帕金森病等）也與氧化應(yīng)激、活性氧清除劑水平和端粒長度之間存在相關(guān)性^[4]。

一些生活方式，包括耐力訓(xùn)練、針對細(xì)胞代謝和氧化應(yīng)激的飲食和補充劑，可以延長端粒長度（2-5%）^[2]。如補充如歐米茄-3和核桃油等、體育活動、減少壓力和參與社會活動等。最近的一項研究發(fā)現(xiàn)，有氧耐力訓(xùn)練或6個月的高強度間歇訓(xùn)練使端粒長度增加了5%^[5]。大多數(shù)研究表明抗氧化活性和端粒酶活性之間存在顯著相關(guān)性^[6]。

三、衰老細(xì)胞與衰老

細(xì)胞的生命歷程都要經(jīng)過未分化、分化、生長、成熟、衰老和死亡幾個階段。細(xì)胞衰老是指細(xì)胞在執(zhí)行生命活動過程中，隨著時間的推移，細(xì)胞增殖與分化能力和生理功能逐漸發(fā)生衰退變化過程。衰老死亡細(xì)胞被機(jī)體的免疫系統(tǒng)清除，同時新生細(xì)胞也不斷從相應(yīng)組織器官生成，以彌補衰老死亡的細(xì)胞。細(xì)胞衰老死亡與新生細(xì)胞生長動態(tài)平衡是維持機(jī)體正常生命活動的基礎(chǔ)。衰老的主要目的是通過免疫系統(tǒng)將受損細(xì)胞清除，從而阻止受損細(xì)胞的繁殖。隨著年齡的增長，衰老細(xì)胞的積累，反過來加劇損傷并導(dǎo)致衰老^[7]。在動物模型中已經(jīng)開發(fā)出許多抗衰老藥物能去除衰老細(xì)胞，還研究提出了一些非藥理學(xué)方法，具有良好的安全性，用于減少衰老細(xì)胞的數(shù)量。

四、這個研究能證明高壓氧治療阻止衰老和延緩衰老嗎？

首先看看這個實驗是怎么做的和得到什么結(jié)果^[8]。

1、采取的方法：

35名年齡在64歲及以上健康獨立生活的成年人被納入研究，接受60天高壓氧治療治療。在第30次和第60次治療時及最后一次治療后1-2周采集全血樣本，檢測外周血單個核細(xì)胞端粒長度和衰老情況。

高壓氧治療在多空間Starmed-2700室（德國豪克斯）實施。每天60次，在三個月內(nèi)每周5次。每次訓(xùn)練在2ATA下用面罩呼吸100%氧氣90分鐘，每20分鐘換氣5分鐘。壓縮/減壓速率為1米/分鐘。在試驗期間，既不允許改變生活方式和飲食，也不允許調(diào)整藥物。

2、得到的結(jié)果：

（1）高壓氧治療后輔助性T細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和B細(xì)胞的端粒長度顯著增加20%以上。最顯著的變化是B細(xì)胞，在第30次、第60次和高壓氧治療后分別增加了（25.68±40.42）%（p=0.007）、（29.39±23.39）%（p=0.0001）和（37.63±52.73）（p=0.007）。

（2）高壓氧治療后衰老T輔助細(xì)胞數(shù)量顯著減少（37.30%±33.04）%（P<0.0001），衰老細(xì)胞毒性細(xì)胞顯著降低（10.96%±12.59）%（p=0.0004）。

3、得到結(jié)論：

高壓氧治療可能誘導(dǎo)顯著的抗衰老效應(yīng)，包括顯著增加老年人群中的端粒長度和衰老細(xì)胞的清除率。

4、局限性：

首先，樣本量有限，觀察時間短。二，缺乏對照組。三，未做長期隨訪持續(xù)時間的影響。四，沒有評估端粒酶活性，五，測量孤立的高壓氧治療，并沒有監(jiān)測參與者是否有任何生活方式改變（如營養(yǎng)和運動）、藥物或任何其他混雜因素的干預(yù)。

五、高壓氧治療真的能夠阻止和延緩衰老嗎？

世界衛(wèi)生組織公布的結(jié)果顯示，影響壽命和衰老是多因素的。遺傳只占15%左右，最主要的是個人生活習(xí)慣大于約60%，其它的還有社會環(huán)境約10%、醫(yī)療約8%、氣候約7%，等。在個人生活習(xí)慣中，影響最大的是情緒，大于40%，其它的是飲食和運動約20%、睡眠約15%，等(如圖)。高壓氧治療延長端粒是屬于遺傳因素中的一個因素，減少有毒免疫細(xì)胞與多個因素有關(guān)。因此，高壓氧治療即使能夠延長端粒和減少有毒免疫細(xì)胞，是否能夠真正顯著的抗衰老，還要看每個人其他方面的情況。

一個人如果長期的心胸狹窄、利欲熏心、斤斤計較、心情浮躁、心理壓力過大，這種心理狀態(tài)就會加速衰老。即使高壓氧治療，沒有良好的生活習(xí)慣和注意保養(yǎng)就會比常人可能更快的衰老。

A、 影響壽命的因素；

B、在個人生活習(xí)慣中影響壽命的因素。

六、高壓氧治療的其他作用

高壓氧治療除了對衰老的影響以外，還有很多其他的其他作用，如用于癡呆癥、厭氧菌感染、CO中毒、氣栓病、減壓病、腦病、眼部疾病、勃起功能障礙等的治療，但也存在一些副作用。

1、高壓氧治療恢復(fù)活力和認(rèn)知能力：

在一份報告中，高壓氧治療通過增加大腦區(qū)域的腦血流量，提高老年人的認(rèn)知能力，特別是注意力和信息處理速度^[9]。一項隨機(jī)對照臨床試驗本研究發(fā)現(xiàn)，高壓氧治療誘導(dǎo)健康老年人認(rèn)知功能增強，主要包括改進(jìn)注意力、信息處理速度和執(zhí)行功能，這些功能通常會隨著年齡的增長而下降^[10]。高壓氧治療可減輕衰老和老年肥胖模型中的代謝紊亂、認(rèn)知能力下降和海馬病變，改善認(rèn)知障礙、海馬老化和病理學(xué)，恢復(fù)了衰老和肥胖模型的胰島素敏感性、海馬功能和認(rèn)知功能^[11]。

2、壓氧輔助治療血管性癡呆療效：

一項高壓氧治療血管性癡呆薈萃分析，系統(tǒng)檢索臨床研究25項涉及1954名患者的隨機(jī)臨床試驗入選。結(jié)果表明，高壓氧治療顯著改善了簡易精神狀態(tài)（P<0.00001）、日常生活活動（P<0.00001），并提高了總有效率（P<0.00001）。高壓氧治療組和對照組之間的不良事件發(fā)生率無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.79）。因此得出結(jié)論：鑒于高壓氧治療的有效性和安全性，該薈萃分析表明高壓氧療法可作為血管性癡呆治療的有效和安全的補充療法^[12]。

3、高壓氧對眼部疾病的治療作用及安全性：

高壓氧治療增加氧氣壓力和血液及組織中活性氧的濃度，增加氧壓有益于某些疾病，如治療糖尿病腿潰瘍和糖尿病視網(wǎng)膜病變；高壓氧治療白內(nèi)障晶狀體生物化學(xué)、生理學(xué)和光學(xué)的影響發(fā)現(xiàn)，可以改善晶狀體屈光讀的變化^[13]。但視網(wǎng)膜功能對血紅蛋白氧濃度的變化和活性氧產(chǎn)生的相關(guān)變化非常敏感。高壓氧治療使眼睛暴露在氧氣濃度增加的環(huán)境中，易感個體存在氧化損傷的風(fēng)險。然而，如果高壓氧通過面罩輸送，使眼表面暴露于高于正常水平的氧氣，則房水中的氧氣濃度和小梁網(wǎng)細(xì)胞受損的風(fēng)險可能會更大。在這些病例中，需要使用口鼻面罩進(jìn)行高壓氧治療?？寡趸瘎╋嬍逞a充與任何高壓氧治療結(jié)合使用 ^[14]。

4、高壓氧治療煤氣中毒：

煤氣中毒的癥狀從頭痛、頭暈、精神錯亂到心臟和神經(jīng)紊亂。氧是治療的基石，它加速一氧化碳從血紅素蛋白質(zhì)中的分解。治療一氧化碳中毒的標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理是100%常壓氧，這將使血液中一氧化碳的半衰期從5小時減少到1小時。高壓氧是一種有用的輔助手段，可迅速將煤氣的半衰期縮短至20分鐘，并降低延遲性神經(jīng)后遺癥的發(fā)生率，可以減少一氧化碳中毒的神經(jīng)后遺癥。建議在12小時的時間窗口內(nèi)，高壓氧治療僅用于中度和重度煤氣中毒。然而，隨機(jī)臨床試驗結(jié)果并不明確，高壓氧在煤氣中毒治療中的作用仍然值得懷疑，只有少數(shù)隨機(jī)對照研究進(jìn)行過，其結(jié)果不一致^[15]。

5、高壓氧治療創(chuàng)傷：

在動物模型中，高壓氧治療已被證明能減少細(xì)胞凋亡、上調(diào)生長因子、提高抗氧化水平和抑制炎癥細(xì)胞因子，因此，高壓氧治療可能有利于治療至少是創(chuàng)傷性腦損傷段。在腦損傷的動物模型中，高壓氧治療暴露具有預(yù)防或預(yù)處理益處，治療的最佳時間框架尚未確定。高壓氧治療具有潛在的副作用，如急性腦毒性和長期使用會產(chǎn)生更多的活性氧，因此，有必要優(yōu)化暴露時間，以最大限度地獲得回報并減少高壓氧治療的有害影響^[16]。一項研究探討了高壓氧治療難愈合皮膚創(chuàng)傷患者的氧化應(yīng)激作用，得到的結(jié)論是難以愈合的皮膚傷口而暴露于高壓氧治療不會顯著影響患者外周血中的氧化應(yīng)激水平，并且從氧化還原過程的角度來看，是治療慢性傷口的安全治療方法^[17]。

6、高壓氧治療對勃起功能障礙患者勃起功能和血清睪酮水平的影響：

一項研究評估了高壓氧治療對勃起功能障礙患者的作用。在高壓氧治療治療的第一天和最后一天檢測血清總睪酮（TT）和游離睪酮（FT）水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：共有43例患者被納入本研究，高壓氧治療后國際勃起功能指數(shù)平均得分顯著高于患者高壓氧治療前平均得分（p<0.001）?；颊咴诟邏貉踔委熐昂椭委熀蟮难錞T和FT水平之間沒有統(tǒng)計學(xué)差異（p=0.658）。因此得出結(jié)論：高壓氧治療改善勃起功能障礙患者的勃起功能，但在未檢測到對睪酮水平的任何影響^[18]。

7、高壓氧的其它功效：

研究發(fā)現(xiàn)高壓氧治療可改善紫外線B照射引起的黑色素沉著，減少老年斑的大小^[19]、可有效緩解運動誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)和肌肉損傷^[20]、減壓病、動脈氣體栓塞、肝移植、急性肝損傷、非酒精性脂肪性肝炎、纖維化和癌癥^[21]等。

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