衰老的特征是随着时间的推移生理功能逐渐丧失。衰老不仅显着影响生活质量,而且还是许多与年龄有关的疾病的主要危险因素。需要有效的方法来减缓自然衰老过程和预防与年龄相关的疾病,从而在老年时保持更好的健康。
01
已知干预衰老的方法与局限性
目前,干预衰老过程的选择有限,如干细胞疗法、年轻血浆输注、体育锻炼、间歇性禁食和衰老疗法。这些已知的疗法,例如年轻血浆输注和干细胞移植,涉及一定程度的侵入性。
尽管有足够的安全性,但仅仅改变生活方式,如体育锻炼和间歇性禁食,可能不足以确保确定的疗效。
作为非侵入性策略的另一种方式,senotherapeutics(老年细胞治疗) 在人类中尚未完全了解,在常规临床实践之前仍处于起步阶段,这主要是由于药理学开发过程复杂、耗时且昂贵。
已知干预衰老的方法
因此,在有效推进现有策略的同时,相关领域的科研人员也在寻找无创、足够有效且易于使用的新策略来实现健康老龄化,其中高压氧疗法(HBOT)是一个有竞争力的方式。
02
高压氧疗法干预衰老的机制
越来越多的证据表明 HBOT 在组织稳态和再生方面的益处。HBOT 促进健康老龄化的已证实生物学机制可归纳为血管生成增强、免疫调节特性、抗氧化活性的升高、抑制衰老细胞、干细胞调节五个方面。
(1)血管生成增强
HBOT主要通过增加HIF-1α等一系列血管生成标志物的表达来促进血管生成。
(2) 减轻炎症
HBOT通过调节广泛的炎症细胞类型,如中性粒细胞、淋巴细胞、星形胶质细胞和小胶质细胞的数量和活性来减轻炎症。 在分子水平上,HBOT可以抑制促炎因子,同时促进抗炎因子。
(3)提高抗氧化活性
HBOT 通过调节自由基和自由基清除剂之间的平衡来增强抗氧化防御。该过程与线粒体功能的调节密切相关。
(4)抑制细胞衰老
HBOT可以减少衰老标志物的表达,如衰老相关 β 半乳糖苷酶和细胞周期相关蛋白。还能够减少衰老细胞的数量,并降低衰老细胞分泌的促炎细胞因子和趋化因子、血管生成因子、生长因子以及基质金属蛋白酶。通过阻断SASP和减少细胞周期停滞来发挥抑制衰老细胞的作用。HBOT也可以影响端粒长度,延长白细胞端粒,减少细胞衰老。
(5)干细胞调节
HBOT通过刺激干细胞动员、增加循环干细胞数量,促进增殖和分化改变干细胞特性。
03
高压氧疗在衰老干预中的意义
近年来随着对HBOT的深入研究,HBOT逐渐走出医学的传统用途,展现出抗衰潜力。在临床研究中,HBOT 在改善认知、抑制内在皮肤老化和光老化、改善葡萄糖代谢、预防骨骼和肌肉损失、增强心肌和肺功能方面显示出巨大潜力。
一、改善认知
大脑是我们身体消耗氧气最多的器官之一,虽然只占总体重的2%,却使用了总氧气的20%,并消耗了总葡萄糖的25%。即使在没有病理性神经退行性疾病的情况下,认知能力在30岁开始下降,这成为衰老和脑功能减退的标志。
即使在常压条件下,给健康年轻人提供短暂的氧气供应也可以显著增强认知功能。包括记忆力、注意力、视觉空间能力和言语认知。
HBOT对各种神经系统疾病的影响研究中,包括创伤性脑损伤、缺氧性脑损伤和中风,HBOT都具有良好的效果,其中之一就是增强认知功能,所以,衰老是痴呆症的主要危险因素。
二、嫩肤
高压氧的嫩肤功效可以从内在老化和光老化的角度来总结。
内在老化:是皮肤衰老的自然过程,伴随着衰老细胞的积累、胶原蛋白和弹性纤维的降解以及血液供应减少。高压氧的治疗能够减少衰老细胞的数量,增加弹性纤维的长度和稳定性,增加胶原蛋白的密度,并促进血管生成。
光老化:是由于暴露于紫外线(UV)辐射导致的皮肤老化。光老化的特点是皮肤变厚、皱纹加深、色素沉着不规则。高压氧的可以通过预防和减轻紫外线诱导的氧化损伤来保护皮肤。
三、代谢调节
人们普遍认为,衰老与代谢稳态和可塑性的丧失有关,因此,在老年人中也观察到更高的代谢疾病发病率。HBOT的主要机制包括氧化应激平衡的调节,这与年龄相关代谢状况的发病机制密切相关。
HBOT在老年人群中通过恢复胰岛素敏感性减轻葡萄糖代谢紊乱,而不是增强胰岛素分泌。它可能降低胰岛素抵抗和2型糖尿病的发展风险,并对健康老龄化人群的葡萄糖代谢健康有益。
胰岛素抵抗常伴有向心性肥胖、高血糖、血脂异常和高血压,统称为代谢综合征的病理状态,在老年人中也很常见。HBOT通过恢复胰岛素敏感性、调节葡萄糖代谢和改善血脂异常等途径对代谢进行调节。
四、肌肉骨骼修复
肌肉骨骼老化是由多种与年龄相关的身体成分变化、炎症和荷尔蒙失调引起的,与老年人的高发病率和医疗保健率密切相关。
近年来的研究表明,在1.25 ATA以下且含氧量为36%的温和高压氧条件下,可以有效对抗肌肉骨骼系统的退行性变化。温和高压氧疗法可能对肌肉骨骼修复具有积极的影响,包括逆转肌肉萎缩和氧化能力下降,防止骨质疏松症和骨折。
五、心肺功能改善
心脏和肺的老化伴随着功能下降和对疾病的脆弱性增加。心血管和肺功能障碍在衰老过程中密切相关 。
在改善心功能障碍恶化、心肌舒张、左右心室收缩功能、改善PEF(最大呼气峰流速)和 FVC(肺活量)等方面,都有相关研究验证了以适当的方式使用 HBOT 可以逆转与年龄相关的心肺功能退化。
关于 HBOT 的研究结果提供了关于其抗衰老保护作用的有效和充分的信息。显然,HBOT 对衰老和与年龄相关的疾病具有重要且有益的意义,未来具有巨大的临床应用潜力。
文献参考:Fu Q, Duan R, Sun Y, et al. Hyperbaric oxygen therapy for healthy aging: From mechanisms to therapeutics[J]. Redox Biology, 2022: 102352.
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