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研究背景与目的：氢是宇宙中最简单、最常见的原子，氢气是无色、无味的还原性气体。氢气的溶解度较低，很难被机体大量吸收。因此，在生物医学领域,氢气一直未被重视。2007年日本科学家研究发现老鼠呼吸2%的氢气就可清除大部分自由基，有效改善脑缺血再灌注损伤，世人才开始重视氢气的医疗价值。自此国际上掀起了一股氢研究热潮，包括心、脑血管疾病、糖尿病、阿尔兹海默病等疾病的治疗研究中已经出现了氢疗法的身影，甚至在日本已经出现了氢疗法的临床研究。但是在目前已出现的研究中，关节炎领域还没有更有效的结论出现。关节炎作为人们生活中最常见的疾病，正困扰着世界上3.55亿人口。因此，我们希望填补氢疗法在关节炎领域的空白。由目前的研究，我们知道氢干预方法的主要作用机制是依靠氢本身的还原性来完成的。虽然氢的抗氧化机制是可能的，但是在机体中的具体作用机制并不明确，尤其在关节炎方面，能否达到治疗效果还需要我们进一步实验研究。由于关节炎的种类繁多，本课题先后采用了四种最具代表性的关节炎动物模型（尿酸盐晶体诱导关节炎MIA、Ⅱ型胶原诱导关节炎CIA、脂多糖诱导关节炎LIA、酵母多糖诱导关节炎ZIA），寻找氢抗氧化作用的可能机制，从而为深入研究氢治疗关节炎的内在机制，开发氢治疗、预防、保健药品提供有力依据。第一部分、氢在晶体关节炎（痛风）动物模型中治疗作用的机制研究研究内容及结果：实验方法：Wistar大鼠，雄性，体重（200±20）g。分为五组，第一组是氢水+普通饲料模型组（A）；第二组是普通水+氢饲料模型组（B）；第三组是氢水+氢饲料模型组（C）；第四组为正常对照模型组（D）；第五组是空白组（E）。连续喂养14天后利用尿酸盐晶体溶液（MSU）注射大鼠踝关节造成大鼠急性痛风性关节炎。连续观察72h，进行关节肿胀的观察与测量。72h实验末采血，检测大鼠血清TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-12细胞因子及丙二醛（MDA）抗氧化指标。实验结果：通过72h的观察与测量，可以发现氢干预模型组的关节肿胀起始时间、肿胀程度、持续时间、关节活动障碍情况均优于对照模型组，造模后24h时对照组大鼠踝关节容积是氢干预组的1.24倍（P＜0.05）。大鼠血清中TNF-α、IL-6、IL-1β及丙二醛（MDA）含量也低于对照模型组。对照组血清TNF-α含量是氢干预组的6.23倍（P＜0.05），对照组血清IL-1β含量是氢干预组的4.02倍（P＜0.05）,对照组血清MDA含量是氢干预组的2.18倍（P＜0.05）。第二部分、氢在其它关节炎动物模型中的生物学效应研究内容及结果：实验方法（1）CIA动物模型：C57小鼠，雄性，6-8周龄，分为三组，第一组是氢水模型组；第二组正常对照模型组；第三组是空白组。（2）ZIA动物模型：C57小鼠，雄性，6-8周龄，分为三组，第一组是氢水模型组；第二组正常对照模型组；第三组是空白组。（3）LIA动物模型：C57小鼠，雄性，6-8周龄，分为三组，第一组是氢水模型组；第二组正常对照模型组；第三组是空白组。实验结果：（1）CIA模型：经过21天的观察，实验末取血检测小鼠血清TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-12细胞因子及丙二醛（MDA）抗氧化指标。发现氢干预组TNF-α、IL-1β、IL-6含量明显低于对照组。对照组血清TNF-α含量是氢水组的1.97倍（P＜0.05），对照组血清IL-1β含量是氢水组的3.44倍（P＜0.05），对照组血清IL-6含量是氢水组的1.46倍（P＜0.05）。对照组血清MDA含量是氢水组的1.95倍（P＜0.05）。（2）ZIA模型：经过14天的观察，实验末取血检测发现氢干预组TNF-α、IL-1β、IL-6含量明显低于对照组。，对照组血清TNF-α含量是氢水组的3.57倍（P＜0.05），对照组血清IL-1β含量是氢水组的2.10倍（P＜0.05），对照组血清IL-6含量是氢水组的1.56倍（P＜0.05）；氢干预组IL-12含量明显高于对照组，氢水组血清IL-12含量是对照组的5.02倍（P＜0.05），这一结果与其他炎症细胞因子相反，可能与IL-12所参与的调节通路不同有关。氢干预组大鼠血清中的丙二醛MDA含量明显低于对照组，其中对照组血清MDA含量是氢水组的1.88倍（P＜0.01）。（3）LIA模型：经过4天的观察，实验末取血发现氢干预组TNF-α、IL-1β、IL-6含量明显低于对照组，其中对照组血清TNF-α含量是氢水组的2.60倍（P＜0.05），对照组血清IL-1β含量是氢水组的3.62倍（P＜0.05），对照组血清IL-6含量是氢水组的2.37倍（P＜0.05）。氢干预组大鼠血清中的丙二醛MDA含量明显低于对照组，其中对照组血清MDA含量是氢水组的2.00倍（P＜0.05）。结论：通过氢对急性痛风性关节炎模型大鼠及其它各型关节炎模型小鼠的干预研究证实了，口服氢对于关节炎症有确切的治疗作用。本研究为还原性饮食添加剂在关节炎中的综合治疗运用奠定了坚实的基础。