按照這個報道，帕金森病患者體內(nèi)氫氣不足可能是導(dǎo)致其疾病發(fā)生的原因。而且通過補充產(chǎn)氫氣食物都無法解決這個問題。那么補充氫氣可能是解決帕金森病患者的一個策略。當(dāng)然按照臨床試驗的結(jié)果，日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)飲用氫水6月以上能改善帕金森患者的綜合評分。但是吸入氫氣的效果不明確。
參考這個研究，我們可以對慢性病患者腸道內(nèi)產(chǎn)氫氣濃度進行研究，特別是老年性癡呆，糖尿病，肥胖等代謝綜合征的患者，最好是能結(jié)合這種研究，建立出產(chǎn)氫氣能力強和不足的分類，對產(chǎn)氫氣能力不足的個體，可能補充氫氣是更有效果的情況。這樣的研究思路，就可以將氫氣健康醫(yī)學(xué)朝精準(zhǔn)化方向發(fā)展，而不是，也不應(yīng)該是，人人都必需使用氫氣。當(dāng)然人人都可以使用氫氣有其理論基礎(chǔ)，但肯定不是人人都必需或必要，只是在沒有弄清楚具體情況的條件下，我們?yōu)榱双@得最大的健康收益，特別是人群總體收益，建議大家都使用。這是健康醫(yī)學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)的最基本策略，從人群角度考慮整體效益。也許將來健康體檢會有一項：腸道產(chǎn)氫氣能力。Suzuki A, Ito M, Hamaguchi T, Mori H, Takeda Y, Baba R, Watanabe T, Kurokawa K, Asakawa S, Hirayama M, Ohno K. Quantification of hydrogen production by intestinal bacteria that are specifically dysregulated in Parkinson's disease. PLoS One. 2018 Dec 26;13(12):e0208313.口服氫水可改善大鼠、小鼠和人類的帕金森病(PD)。我們之前報道過，與對照組相比，PD患者腸道微生物群中推定的產(chǎn)氫細菌數(shù)量較低。我們還報道了PD患者攝入乳果糖產(chǎn)生的氫氣量較低。腸道菌群產(chǎn)氫能力下降可能與PD的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。我們使用氣相色譜法測定了7株細菌的產(chǎn)氫量，這7株細菌代表了7個主要的腸道細菌群/屬/種。球形布勞特菌和瘦梭菌產(chǎn)氫量最大。大腸埃希菌和脆弱擬桿菌是產(chǎn)生氫氣的第二類群，比球形芽孢桿菌低34 ~ 93倍。假變薄雙歧桿菌和微小特應(yīng)菌構(gòu)成了第三個產(chǎn)生氫的菌群，比球形雙孢桿菌低559 ~ 2164倍。干酪乳桿菌不產(chǎn)生可檢測到的氫氣。假設(shè)在分類上相鄰菌株的產(chǎn)氫量相似，我們使用之前報告的腸道微生物群模擬了產(chǎn)氫量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PD患者的腸道產(chǎn)氫量比對照組低2.2倍。我們還在另外兩個國家的隊列中模擬了PD患者腸道產(chǎn)氫量較低的情況。腸道產(chǎn)氫菌數(shù)量可能與PD的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。需要進一步的研究來證明其有益作用。帕金森病(Parkinson 's disease, PD)是一種常見的神經(jīng)退行性疾病，以肌肉強直、運動遲緩、靜止性震顫、姿勢反射障礙和包括癡呆在內(nèi)的非運動癥狀為特征。PD的病理標(biāo)志是中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元中異常聚集的α-突觸核蛋白(Lewy小體)。α-突觸核蛋白異常聚集的機制尚未完全闡明。Braak等在對特發(fā)性PD患者和健康老年人的尸檢中觀察到，α-突觸核蛋白病理始于迷走神經(jīng)背側(cè)核，然后上升至中脊核、藍斑、黑質(zhì)和大腦皮質(zhì)。44.6%的PD患者便秘在運動癥狀出現(xiàn)前平均18.1年開始。同樣，快速眼動(REM)睡眠行為障礙和抑郁癥在運動癥狀出現(xiàn)前約10年和5年，分別代表中線核和藍斑[3]的異常。在丹麥[4]和瑞典[5]中，過去因消化性潰瘍行迷走神經(jīng)干切斷術(shù)可顯著降低PD的發(fā)生風(fēng)險。越來越多的證據(jù)支持異常α-突觸核蛋白首先在胃腸道的神經(jīng)叢中聚集，并上行進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。在PD中，腸道通透性增加，其程度與(i)大腸桿菌、(ii)蛋白質(zhì)氧化標(biāo)記物硝基酪氨酸和(iii) α-突觸核蛋白的腸道染色呈正相關(guān)。同樣，在小鼠模型中，腹腔注射脂多糖[7]可誘導(dǎo)大腸高通透性和磷酸化α-突觸核蛋白在大腸內(nèi)異常聚集。此外，在小鼠模型中，通過移植PD患者的腸道菌群，進一步證實了腸道菌群對PD的影響。腸壁高通透性導(dǎo)致腸壁巨噬細胞產(chǎn)生的氧化應(yīng)激可能是α-突觸核蛋白在腸黏膜內(nèi)累積的原因。由于腸道菌群可能對高通透性誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激有顯著影響，因此腸道菌群可能與PD患者腸神經(jīng)系統(tǒng)α-突觸核蛋白的病理改變存在因果關(guān)系。最近有包括我們在內(nèi)的8個研究小組報道了PD患者的腸道菌群。Scheperjans等通過分析16S核糖體RNA基因比較了72例PD患者和72例對照受試者的腸道菌群。他們發(fā)現(xiàn)，腸桿菌科細菌的相對豐度與姿勢不穩(wěn)和步態(tài)困難的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。Keshavarzian等分析了38例PD患者和34例健康對照的腸道微生物群。他們觀察到，來自布勞特屬、糞球菌屬和羅氏菌屬的抗炎產(chǎn)丁酸鹽細菌在PD患者[10]中較低。Unger等通過qRT-PCR分析了34例PD患者和34例年齡匹配的對照者的糞便中小鏈脂肪酸(SCFA)和9個細菌門/組的濃度。他們發(fā)現(xiàn)PD患者體內(nèi)的SCFA濃度較低。他們還觀察到，正如Scheperjans等人在芬蘭中觀察到的那樣，在PD中腸桿菌科細菌增加而普雷沃菌屬減少。對45例PD患者和34名健康對照者進行糞便細菌19個菌群/屬/種[11]的16S或23S rRNA定量RT-PCR分析。隨后的一項為期兩年的隨訪研究顯示，0年時雙歧桿菌計數(shù)低與2年內(nèi)PD惡化相關(guān)。我們還發(fā)現(xiàn)PD患者糞便中推定產(chǎn)氫細菌的計數(shù)較低。在6個預(yù)測產(chǎn)氫的糞便細菌群/屬/種中，脆弱擬桿菌群、產(chǎn)氫莢膜梭菌、假單胞菌具有產(chǎn)氫酶。類似地，由于腸桿菌科、布勞特菌屬和梭菌屬的大多數(shù)菌株產(chǎn)氫，因此我們假設(shè)我們通過qRT-PCR分析的腸桿菌科、球孢布勞特菌屬和瘦梭菌屬亞群產(chǎn)氫，但每種細菌的產(chǎn)氫量仍有待實驗確定。同樣，我們通過qRT-PCR分析的其余12種細菌的產(chǎn)氫量仍然未知。我們發(fā)現(xiàn)氫水可以阻止大鼠PD的發(fā)生和發(fā)展。同樣，在1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(MPTP)誘導(dǎo)的PD小鼠模型中，飲用水中的氫減少了多巴胺能神經(jīng)元的丟失。此外，在一項對19例帕金森病患者進行的隨機安慰劑對照研究中，飲用氫氣水可顯著抑制帕金森病的進展(統(tǒng)一帕金森病評定量表，UPDRS)。人類和嚙齒類動物的腸道厭氧菌會產(chǎn)生大量的氫氣。本文報道了在刀豆素a (Concanavarin a, ConA)誘導(dǎo)的小鼠肝炎模型中，腸道細菌產(chǎn)生的氫氣的作用。他們表明，抗生素對腸道微生物群的抑制增加了cona誘導(dǎo)的肝炎的嚴(yán)重程度，而補充產(chǎn)氫大腸桿菌(而非缺氫突變型大腸桿菌)可改善cona誘導(dǎo)的肝炎。為了研究產(chǎn)氫腸道細菌在帕金森病中的作用，我們分別培養(yǎng)了代表6個最常見腸道細菌群/屬/種的6個菌株，并測量了這些細菌的產(chǎn)氫量。我們還分析了PD患者乳桿菌的產(chǎn)氫量，其數(shù)量高于對照組。我們定量了代表主要腸道菌群/屬/種的7個菌株的產(chǎn)氫量。我們的研究可能存在兩個缺陷。首先，每種培養(yǎng)條件針對特定菌株進行優(yōu)化，并與腸道環(huán)境不同。模擬腸道環(huán)境會得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。其次，我們分析了每個菌群/屬/種中的單一代表菌株。同一個體中可能存在多種菌株，且不同個體的優(yōu)勢菌株可能不同。類似地，由于人體腸道微生物群的屬數(shù)估計為89，而且并非所有細菌種類均可在體外培養(yǎng)，因此在技術(shù)上無法對觀察到的所有菌株的產(chǎn)氫量進行定量。盡管有這些局限性，但這7種菌株及其分類親緣關(guān)系占糞便細菌總數(shù)的70%以上。氫是氫酶的底物或產(chǎn)物。氫的產(chǎn)生是由質(zhì)子還原介導(dǎo)的。氫化酶的功能是多樣化的，這些功能可以通過其氨基酸序列來預(yù)測。根據(jù)手工注釋，我們培養(yǎng)的球形布勞特菌JCM 1395、瘦梭菌ATCC 29065和脆弱擬桿菌ATCC 25285至少有一個[FeFe]-氫酶基因。球形芽孢桿菌JCM 1395和瘦桿菌ATCC 29065中的一個氫酶基因編碼一種推測的鐵氧化還原蛋白和NAD依賴性[FeFe]-氫酶，該酶可可逆地將質(zhì)子從氫分叉為鐵氧化還原蛋白和NAD[38]。此外，瘦梭菌ATCC 29065和脆弱芽孢桿菌ATCC 25285至少有一個推定的鐵氧化還原蛋白(FeFe) -氫酶基因。大腸埃希菌W3110具有推測的[nicu]-氫酶編碼基因，其中至少有一個可能編碼甲酸氫裂解酶，以代謝甲酸并產(chǎn)生氫。根據(jù)基因組信息，這4株菌株具有產(chǎn)氫的遺傳潛力。另一方面，雖然在假鎖雙歧桿菌ATCC 27919和微小特應(yīng)菌ATCC 33793中觀察到非常少量的產(chǎn)氫，但它們的基因組中沒有氫酶基因，這意味著存在非氫酶依賴性的產(chǎn)氫。根據(jù)氫酶基因的系統(tǒng)發(fā)育分布，除1株與球形芽孢桿菌JCM 1395、瘦桿菌ATCC 29065和脆弱芽孢桿菌ATCC 25285接近的腸道菌株外，其余菌株均有氫酶基因。原核生物基因組中[FeFe]-氫酶基因和[nif]-氫酶基因的存在相對較少(分別約為9.1%和26.7%)，這表明氫代謝對于這些類群在人類腸道中占據(jù)它們的生態(tài)位非常重要。另一方面，大腸桿菌W3110的21個分類學(xué)親屬中有13個攜帶氫化酶，而8個不攜帶，這表明腸桿菌科的人類腸道居民具有不同的產(chǎn)氫遺傳潛力。雖然e.c oli W3110是第三大產(chǎn)氫菌株，但該菌株的產(chǎn)氫量比B. coccoides JCM 1395和C. leptum ATCC 29065低1個數(shù)量級。因此，腸桿菌產(chǎn)氫的菌株間差異不太可能對我們對腸道產(chǎn)氫的預(yù)測產(chǎn)生重大影響。大部分由鐵氧化還原蛋白、甲酸鹽和NAD(P)H在氫氣中還原產(chǎn)生的氫會立即被再氧化，很少在相同的氫氣中被再氧化，大多數(shù)是由鄰近的用氫菌(乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌、富馬酸還原劑和硫酸鹽還原劑)產(chǎn)生，這將不會產(chǎn)生可檢測到的氫。因此，氫酶基因的存在并不直接表明結(jié)腸氫池的產(chǎn)生。根據(jù)日本健康腸道的宏基因組數(shù)據(jù)，與其他國家的宏基因組數(shù)據(jù)[41]相比，幾乎所有與甲烷生成相關(guān)的基因都被低估。另一方面，與乙?；l(fā)生相關(guān)的基因被過度表達，與異化硫酸鹽還原相關(guān)的基因與其他國家的宏基因組數(shù)據(jù)相似。由于目前還沒有日本PD患者腸道菌群的鳥槍宏基因組數(shù)據(jù)，我們必須在未來進行基于宏基因組的氫酶基因豐度的比較。
我們之前報道了28名健康對照和37名帕金森病患者服用6 g乳果糖后的呼吸氫濃度。一種合成的雙糖，乳果糖，由腸道細菌而不是人體細胞代謝?？诜楣钱a(chǎn)生的副產(chǎn)品是氫。對照組和PD組的氫濃度均逐漸升高。然而，對照組180 min時的氫濃度是PD組的1.5倍，這與我們的模擬結(jié)果一致，即對照組腸道微生物群產(chǎn)氫量是PD組的1.69倍(圖3)。這些觀察結(jié)果支持PD組產(chǎn)氫細菌少于對照組的觀點。口服乳果糖可改善慢性門脈系統(tǒng)腦病、特應(yīng)性皮炎、高氨血癥和慢性便秘。雖然乳果糖對人類疾病的藥理機制仍未闡明，但乳果糖可能通過增加腸道菌群產(chǎn)氫量發(fā)揮作用。雖然我們沒有觀察到乳果糖對6- ohda誘導(dǎo)的大鼠偏側(cè)帕金森綜合征的影響，但乳果糖可能能夠代償PD患者的氫氣生成減少。
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