胥麗霞 楊改清 李彩霞 劉 舉 張東亞 李曉昶 吳孟嬌

鄭州大學(xué)附屬鄭州中心醫(yī)院 鄭州 450007

臭氧是大氣層中一種含有3個(gè)氧原子的氣體，其無色、氣味辛辣，自然界的臭氧層分布于離地面20～50kg 的高空，主要作用是吸收短波紫外線，避免紫外線對(duì)人體的傷害，因此，臭氧是對(duì)人體有保護(hù)作用，但直接接觸臭氧和長(zhǎng)時(shí)間接觸臭氧卻對(duì)肺、皮膚等組織有損傷，甚至?xí)黾尤巳旱牟∷缆剩?］，因此，臭氧是把雙刃劍，這主要和臭氧治療的濃度有關(guān)。和氧氣一樣，臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，而且能為缺血組織攜帶氧氣，因此臭氧可以用來治療缺血性疾病。眾所周知，腦卒中具有高發(fā)病率、高致殘率及高病死率三高特點(diǎn)，而腦梗死占腦卒中的85%，已嚴(yán)重威脅人類的生命和健康，造成沉重的社會(huì)負(fù)擔(dān)，因此探索腦梗死的有效治療手段勢(shì)在必行。目前，已經(jīng)有大量的研究發(fā)現(xiàn)，臭氧大自血療法可有效改善缺血性疾病的臨床癥狀及肢端血液循環(huán)，如肢端缺血性疾?。?］、間歇性跛行及周圍動(dòng)脈閉塞癥［3］、冠心病、腦梗死等，因此，臭氧可以被用來治療血管性疾?。?］。

1 臭氧的生物學(xué)效應(yīng)

臭氧含有3個(gè)氧原子，基本生理效應(yīng)為氧化性，氧化性位居第3，僅次于氟和羥基。臭氧的氧化性主要是由于其自身的親水性、產(chǎn)生的脂質(zhì)過氧化物的親脂性和能促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)能量代謝的合成酶［5-6］，臭氧在水中的溶解度是氧氣的10倍，很快分解為氧氣和1個(gè)氧原子，因此可以推測(cè)，臭氧能加速電子傳遞和能量合成［7］，溶解到血液中臭氧一少部分迅速被血液中的親水性抗氧化物質(zhì)消耗掉，如尿酸、抗壞血酸、谷胱甘肽等，而這一過程在5 min內(nèi)即可完成，在這個(gè)過程中約78%的抗壞血酸被氧化為脫氫抗壞血酸、約20%的尿酸被氧化為尿囊素［8］，但上述反應(yīng)需要在適應(yīng)的臭氧濃度下才可完成，已有研究證實(shí)該反應(yīng)需要的臭氧濃度為40μg／mg［7］。另外的大部分臭氧主要與不飽和脂肪酸結(jié)合生成醛類（aldehydic molecules）和活性氧（reactive oxygen species，ROS），活性氧即過氧化氫；醛類主要包括丙二醛、4-羥基壬烯醛（4-hydroxynonenal，4-HNE），是主要的脂質(zhì)氧化產(chǎn)物（lipid oxidation products，LOP），這一過程一般約在幾秒鐘內(nèi)完成。若為臭氧大自血療法，如抽取200 mL 的血液與200 mL氧氣-臭氧混合氣體（5%的臭氧與95%的氧氣）混合，其上述反應(yīng)也只是在5 min內(nèi)即可完成，因此，臭氧作用是迅速而高效的，而且可以避免長(zhǎng)時(shí)間接觸對(duì)人體造成的危害。

被氧化后的血液氧化能力即刻高達(dá)400mmHg，血紅蛋白完全被飽和為碳氧血紅蛋白［9］，因此回輸?shù)阶泽w內(nèi)的血液具有強(qiáng)氧化性。血液中迅速升高的活性氧約只有不到10%轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)［10］，之后催化一系列的生化反應(yīng)，可以依據(jù)細(xì)胞類型的不同將其歸納為三個(gè)方面：（1）紅細(xì)胞：糖酵解活化，三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）和2，3-二磷酸甘油酸升高，2，3-二磷酸甘油酸使氧化血紅氧解離曲線右移，促進(jìn)血紅蛋白向組織釋放氧氣，另外，降低6-磷酸葡萄糖脫氫酶的還原能力，從而促進(jìn)糖酵解，生成的過氧化氫很快將還原型谷胱甘肽氧化為氧化型谷胱甘肽，而細(xì)胞內(nèi)的硫氧化還原蛋白、抗壞血酸或谷胱甘肽還原酶等可使上述反應(yīng)可逆，這樣不僅能保持細(xì)胞內(nèi)氧化還原反應(yīng)的平衡，而且可以為細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)提供二硫鍵，促進(jìn)能量代謝；（2）白細(xì)胞：增加中性粒細(xì)胞吞噬活性、促使單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞內(nèi)的核轉(zhuǎn)錄［11］、增加細(xì)胞因子和蛋白酶的合成［5］；（3）血小板：促進(jìn)血小板源性生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子和白介素-8 的生成［13］；另外，生長(zhǎng)因子的水平較前增高，研究發(fā)現(xiàn)［14］，生長(zhǎng)因子的升高和周外動(dòng)脈疾病所致潰瘍愈合有密切關(guān)系。過氧化氫是細(xì)胞內(nèi)生物反應(yīng)的重要物質(zhì)，但其半衰期不到1min，很快被過氧化氫酶、過氧化氫氧化還原酶和谷胱甘肽轉(zhuǎn)化酶等降解。丙二醛和4-羥基壬烯醛是過氧化反應(yīng)的結(jié)果，但二者都是重要的細(xì)胞內(nèi)信使，且二者的毒性可以被其解毒作用、快速被血液稀釋和快速排泄等特點(diǎn)抵消［15-16］。因此溶解到血液中的臭氧不僅可以具有強(qiáng)氧化性和攜帶氧氣的作用，而且可以促進(jìn)細(xì)胞因子、蛋白酶和細(xì)胞信使的合成，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)代謝的活化。臭氧具有復(fù)雜、多樣的作用，許多臨床和基礎(chǔ)試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，臭氧用來治療血管性疾病是安全、經(jīng)濟(jì)和有效的，其具體的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面［7］：促進(jìn)血液循環(huán)和為缺血組織提供氧氣、激活免疫反應(yīng)和促進(jìn)血小板內(nèi)細(xì)胞因子釋放、增加能量代謝和促進(jìn)氧氣向缺血組織轉(zhuǎn)移、上調(diào)細(xì)胞內(nèi)的抗氧化酶、刺激神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的激活等。

2 腦梗死

臭氧用于凈化水與食物、消毒與殺菌亦有一百多年的歷史了，但臭氧治療一直是備受爭(zhēng)議的治療手段［17］。150年前由德國化學(xué)家先貝因Schonebein首先提出臭氧治可用于臨床治療。1936年，法國醫(yī)生P．Aubourg最早提倡將臭氧注入直腸治療結(jié)腸炎［18］，1982 年，德國心腦血管學(xué)者Dr．Wasser．Gerd應(yīng)用臭氧大自體血回輸療法治療急性腦麻風(fēng)，取得良好的效果，之后臭氧治療缺血性疾病逐漸收到關(guān)注。

腦梗死是由于供應(yīng)腦組織的動(dòng)脈被血栓阻塞造成的神經(jīng)功能缺損，其病理過程包括：細(xì)胞凋亡壞死、缺血半暗帶的細(xì)胞水腫、細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載、氧自由基過度生成以及興奮性氨基酸細(xì)胞毒性等，其最根本的原因是腦組織缺血和腦細(xì)胞缺氧，而臭氧治療不僅可以為缺血組織攜帶和促進(jìn)細(xì)胞能量代謝，而且能減少氧自由基和興奮性氨基酸毒性作用，從而挽救瀕死的神經(jīng)細(xì)胞，臭氧具有抗缺血及恢復(fù)神經(jīng)損傷的作用。但是長(zhǎng)久以來，臭氧被當(dāng)作一種毒性氣體，被當(dāng)成污染的空氣一部分。美國的一些研究者調(diào)查了美國幾個(gè)污染嚴(yán)重的城市腦卒中住院率與空氣污染的關(guān)系［19］，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期暴露于臭氧環(huán)境中使卒中住院率增加1．9%，而且研究還發(fā)現(xiàn)，這一結(jié)果對(duì)于男性更為顯著。但是Bocci等［4］研究團(tuán)隊(duì)卻提出臭氧治療可以作為血管性疾病一種新的治療方法，發(fā)現(xiàn)遭受肢端、腦及心臟缺血的患者可以從臭氧治療中獲益。Frosini等［20］利用小鼠的海馬和邊緣系統(tǒng)觀察發(fā)現(xiàn)，含有臭氧的混合氣體被輸送到氧糖剝奪區(qū)后，氧糖剝奪得到明顯改善，因此推測(cè)能臭氧治療能減少卒中后的腦損傷。而另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)臭氧治療還具有調(diào)制植物神經(jīng)的功能，該研究納入了48例慢性腦血管病和植物神經(jīng)功能障礙的患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，臭氧對(duì)植物神經(jīng)平衡和自身免疫調(diào)節(jié)起著重要作用［21］；西班牙的一項(xiàng)研究［22］記錄了1例腦膜瘤患者接受放射14個(gè)月后，仍具有嚴(yán)重的神經(jīng)功能缺損癥狀，對(duì)其進(jìn)行臭氧治療，并將臭氧治療前后的頭MRI、CT、SPECT、PET 檢查對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn)，治療前后臨床癥狀及生活能力評(píng)分無明顯變化，但SPECT 和PET 均提示缺血的腦組織較前減少，而且腦細(xì)胞基礎(chǔ)代謝減退得到改善。國內(nèi)很多臨床觀察同樣也發(fā)現(xiàn)臭氧治療腦梗死可以得到明顯的臨床效益，目前關(guān)于臭氧治療腦梗死的機(jī)制可總結(jié)如下：為缺血組織攜帶氧、減輕腦水腫、改善血液循環(huán)、激活紅細(xì)胞、恢復(fù)缺血半暗帶的細(xì)胞功能、降低紅細(xì)胞通透性及滲透性、降低血黏度、改善血液中血小板的聚集方式、抑制血栓形成、氧化血管壁的脂質(zhì)及增加血管彈性等［23-24］。目前，國內(nèi)外的很多醫(yī)院已將臭氧治療作為腦梗死常規(guī)治療之外的輔助治療方法。

臭氧治療不僅對(duì)腦梗死有效，對(duì)肢端缺血性疾病、腎缺血、心臟缺血均有保護(hù)作用。一項(xiàng)小鼠腎缺血實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)［25］，臭氧治療可減少缺血腎臟的損傷；Ahmed等［26］發(fā)現(xiàn)，從生物化學(xué)和組織學(xué)上均可觀察到，臭氧治療可以為缺血性心臟病提供保護(hù)作用，減少缺血再灌注損傷；目前，臭氧治療缺血性肢端潰瘍已經(jīng)成為一種成熟的技術(shù)，而且收到很好的臨床效益［2-3，27］。而這些疾病和腦梗死有共同的特點(diǎn)之一就是缺血缺氧。此外，臭氧治療作具有無不良反應(yīng)、價(jià)格低廉、創(chuàng)傷小等優(yōu)點(diǎn)，但臭氧作用的多樣性及某些條件可產(chǎn)生毒性作用，限制了其在臨床的廣泛開展，目前研究發(fā)現(xiàn)，臭氧治療的好與壞主要取決其濃度［7］，因此掌握好臭氧治療的劑量及濃度是治療的關(guān)鍵。綜上所述，我們有理由相信，臭氧治療腦梗死具有廣闊的應(yīng)用前景。

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