臭氧治疗的科学性研究及最新进展

臭氧治疗的科学性研究及最新进展发表者：谢卫东(访问人次：1114)[转载]臭氧治疗的科学性研究及最新进展Scientific and Medical Aspects of Ozone Therapy. State of the Art Archives of Medical Research, 37(2006):425–435.Key Words: Ozone, Antioxidants, Oxidative stress, Ozone tolerance, Ozone therapy.一、序言令人遗憾的是人们对于简单知道臭氧剂量的兴趣大于知道臭氧如何起作用以及为什么我们可以避免臭氧的毒性。

这种现象反应了人们对于臭氧基础知识的缺乏，反应了在过去应用臭氧之前的一种肤浅的仓促的准备。

其实这种反应并不令人惊奇，在臭氧医学发展的初期，经验主义起了很大的作用，当然也有科技不发达的原因以及作为不是专利产品的臭氧应用得不到资金支持的因素。

1984年，德国已经明令禁止了臭氧的静脉注射，因为有产生气栓的危险。

而且还禁止了用生理盐水混合臭氧进行静脉输注，因为溶液中可能产生过氯酸。

美国的一名化学家断言“无论如何臭氧都有毒”，加深了人们对于臭氧不能用于医学的错误观念。

在过去的十几年中，欧洲的科学家在临床水平和基础研究水平以严谨的科研风格进行了大量的工作来检测臭氧治疗。

我们现在可以知道臭氧是如何起作用的，如何控制臭氧的毒性，如何扩大臭氧的治疗作用。

基于经典的生物化学、生理学、药理学进行医用臭氧作用机理的研究使我们没有必要借用哲学思想来阐述相关的问题。

二、什么是臭氧，我们如何应用臭氧？臭氧是三个氧原子组成的具有环状结构的分子。

医用臭氧发生器是将医用纯氧通过高电压来生成臭氧。

结果，得到的气体是一种臭氧浓度不大于5％和氧气浓度不小于95％的混合气体。

生成和承载臭氧的设备与介质都应该是具有抗臭氧的性质，如不锈钢、特富龙、玻璃、超高分子聚乙烯等材料。

臭氧的密度是氧气的1.6倍，在水中的溶解性是氧气的10倍（在0℃，100ml水中，可以溶解49ml的臭氧气体）。

尽管臭氧不是一个自由基分子，但是它却有极强的氧化性，仅仅排在氟和过硫酸盐之后，列所有氧化剂的第三位。

臭氧是一种不稳定的气体，医用臭氧如不经过特殊处理，应在制备之后立即使用，因为在常压下，周围温度20℃的情况下，臭氧的半衰期为40分钟。

臭氧是一种有争议的气体，尽管在大气层的平流层可以吸收B波段和C波段的紫外线辐射，在大气层的对流层对于呼吸道却是有害的，特别是在光化学烟尘中和一氧化碳，二氧化氮和微量的酸混合时。

有一点是非常清楚的，如果我们在医学工作中使用臭氧，我们必须避免臭氧的毒性。

如果我们操作足够细心，我们一定可以控制臭氧的毒性。

1、使用剂量精确的臭氧发生器，并配备标准良好的光度计，进而允许我们实时监控臭氧的浓度和剂量。

2、通过预先设定浓度来制备精确体积的臭氧气体。

臭氧的总体剂量可以通过臭氧浓度乘以臭氧体积来计算出臭氧的具体重量。

现在已经有高档的臭氧发生器可以直接显示输出臭氧的质量。

3、我们必须知道获得没有任何副作用而且具有最好治疗效果的最佳治疗剂量。

眼睛和肺脏对于臭氧是非常敏感的，因为这两个器官只有最小的抗氧化和中和能力，因此臭氧不应该直接接触这些器官。

臭氧接触体液之后的变化与现象以下基本概念我们必须牢记：1、像其他气体一样，臭氧单纯溶于纯水，根据亨利定律，和水温，气压，臭氧的浓度有关。

封闭的容器中，臭氧不会发生作用。

臭氧水作为一种有效的抗菌剂会保持活性数天的时间。

2、在另外一方面，接触到生物液体（生理盐水、血浆、淋巴液、尿液）后，臭氧立即发生作用，进行反应。

原子氧是非常具有活性的原子。

需要强调的是，发生上述反应之后，臭氧将不再存在。

而不是像以前的错误观念“臭氧会穿过皮肤和粘膜进入细胞”。

在进行反应的顺序上，臭氧会和多不饱和脂肪酸，抗氧化物（尿酸、维生素C），巯基化合物（半胱氨酸、还原型谷胱甘肽，白蛋白）进行反应。

根据臭氧浓度的不同，臭氧也可能和酶、碳水化合物、DNA、RNA发生反应。

所有以上的化合物都是作为一种电子的供应者，承受着氧化作用。

3、主要反应为：R-CH＝CH-R ＋O3＋H2OR-CH＝O + R’-CH=O + H2O2该反应显示，在形成一摩尔的过氧化氢（过氧化氢是活性氧家族的一员，ROS）的同时，会产生两摩尔的脂质氧化物（LOPs）。

活性氧家族中主要的分子就是过氧化氢，是一个非自由基的氧化剂，能够作为臭氧的信使负责引出下一步的生物学和治疗学方面的影响。

活性氧被认为是有害的概念现在已经被校正，因为在生理量的情况下，过氧化氢作为信号转录的调节器，并且充当宿主防御和免疫反应重要的中介物。

4、脂质氧化物在多不饱和脂肪酸发生过氧化反应后出现在血浆中，生成的脂质氧化物是各种各样的，包括：脂过氧化物、烷氧基自由基、脂氢过氧化物、异前列烷、烯烃（4羟基反-2-壬烯醛、丙二酰二醛）。

自由基和醛有内在的毒性，必须被控制在非常小的浓度。

在体外实验中，幸运的是脂质氧化物表现出比活性氧更具有稳定性。

它们在血液回输过程中，以上生成物被体液所稀释，被谷胱甘肽转移因子和醛脱氢酶代谢掉。

所以只有微量的脂质氧化物可以到达体内的所有器官，特别是骨髓、肝脏、中枢神经系统，内分泌腺等。

脂质氧化物在所到达的器官作为急性氧化应激的信号分子。

如果疾病的发展没有到非常晚期的时候，脂质氧化物能够引起抗氧化酶（超氧化歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶、谷胱甘肽还原酶、过氧化氢酶）的上调。

有趣的是，通过诱导谷氨酸半胱氨酸连接酶的表达，4羟基反-2-壬烯醛（NHE）可以造成细胞内谷胱甘肽的增加，谷胱甘肽在抗氧化防御中有关键的作用。

另外，脂质氧化物诱导氧化应激蛋白，是血红素加氧酶I型(H O-1 或HSP-32)，在血红素分子破坏后，血红素加氧酶会释放出非常有用的化合物，如胆红素和CO。

胆红素是非常好的亲脂抗氧化物，微量的CO的可以和NO共同作用通过激活环状环磷腺苷来调节血管舒张。

血液中的铁通过螯合作用与上调的铁蛋白结合。

氧化应激之后的血红素加氧酶I型诱导作用被数以百计的文章描述为最重要的抗氧化防御和保护酶之一。

另外，脂质氧化物诱导神经免疫调节作用，在臭氧治疗过程中，病人良好的感觉就是上述反应的外在躯体表现。

尽管作为一种科学推测，在治疗的整个过程中，脂质氧化物在骨髓的微环境中作为急性氧化应激因子刺激金属蛋白酶的释放，特别是金属蛋白酶MP-9可以促进细胞的分化，这些细胞一旦进入血液循环会被吸引和“安家”到以前发生损伤的地方（创伤或缺血性退行性事件）。

这样事件潜在的关联性有巨大的实际应用的重要性，在需要进行连续的不确定的再滴注时，将会避免不自然的，昂贵的、几乎没有实际作用的骨髓收集需要强调的是微量的脂质氧化物将是有益的和激发性的。

而高浓度的脂质氧化物将是有毒的。

基于许多实验数据，最佳的臭氧浓度对于获得良好治疗效果是至关重要的，太低的浓度只达到了安慰剂的作用，浓度太高会引出负面作用（不适，疲劳），以至于医生必须在一定的阈值之上使用臭氧去激发急性的、短暂的氧化应激，进而足以触发没有生物毒性的生物学影响。

总之，对于读者来讲非常清楚的是臭氧化的过程无论发生在血液中，或是椎间盘，或是肌肉内都是一种急性氧化应激。

但是依据正确的臭氧剂量，经过精确的计算，臭氧治疗是无害的，而且实际上能够激发多种有益的生物学反应，同样可能逆转由于正常衰老、慢性炎症、糖尿病、动脉粥样硬化、退行性过程、癌症引发的慢性氧化应激。

实际上，臭氧的治疗作用被解释成一种无毒的，但是仅仅是一种恢复自我平衡的治疗性休克。

三、什么是活性氧和脂质氧化物引出的生物学效应？臭氧化过程被活性氧（ROS）和脂质氧化物（LOPs）的生成分为两个阶段。

无论是发生在血管外还是在血管内，活性氧生成之后立即发生作用，很快消失。

脂质氧化物通过体液循环分布到组织的各个部分，最后只有一些分子与细胞受体结合。

以上两种物质的代谢动力学特点使它们潜在毒性最小化，同时使它们变为迟发的和长效的“信使”。

血浆中活性氧的生成是极为迅速的，可以被短暂的、小量的臭氧激发获得，根据臭氧剂量的不同，机体抗氧化能力下降5％-25％。

重要的是，机体抗氧化能力15-20分钟内恢复正常水平得益于被氧化物有效的循环，如从脱氢抗坏血酸到维生素Ｃ的过程。

过氧化氢可以轻易的在血浆和细胞之间扩散，在细胞浆中突然出现代表着触发性的刺激物；在红细胞、粒细胞、血小板内激发了不同的生物化学路径，进而发生众多的生物学影响。

需要说明的是，在血浆和细胞浆之间存在浓度梯度。

细胞内过氧化氢的浓度仅仅是血浆内的1/10。

过氧化氢会被血浆中的高浓度谷胱甘肽、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶还原，虽然如此，为了激发若干生物化学反应路径，过氧化氢必须在阈值浓度以上。

作为细胞内重要的信使分子，过氧化氢作用于不同血细胞。

大量的红细胞中和了大量过氧化氢，谷胱甘肽被氧化成氧化型谷胱甘肽。

对于谷胱甘肽还原型与氧化型的比率非常敏感，细胞会通过平移氧化型谷胱甘肽或是靠支出维生素Ｃ或还原型辅酶Ⅱ（作为重要的电子供应者）来还原氧化型谷胱甘肽。

然后，氧化型辅酶II在激发磷酸戊糖途径后被还原，在这个过程中葡萄糖6－磷酸脱氢酶是关键酶。

我们已经测出，在这些过程中，ATP的生成是小量的但是显著的增加。

但戊糖循环和/或磷酸果糖激酶的激发仍然需要被阐明。

另外，在短时间内，回输红细胞提高了缺血组织的氧（O2）输送，因为基于波尔效应造成的细胞内PH值轻度下降和/或2,3二磷酸甘油酸酯（2,3-DPG）水平的提高，使氧-血红蛋白解离曲线右移。

显然，一次臭氧自体血回输治疗的效果是非常小的，我们需要在30－60天之内，臭氧氧化至少2.5-4升的血液。

在这段时期内，脂质氧化物作为对于骨髓的重复应激因子，伴有抗氧化酶的红细胞发生过程中，经常性的刺激造成机体对于臭氧应激的适应。

结果是，接受臭氧治疗伴有肢体缺血的患者能够得到临床改善，因为日益增多的红细胞生成，能够将氧气更多的带到患者的缺血组织。

但是，最终的改善也是由于缺血局部从血小板和内皮细胞释放的NO、CO、生长因子。

尽管臭氧是最有潜力的抗感染药物之一，但它还是不能灭活在活体内的细菌、病毒、真菌，因为病原体会被很好的保护起来，特别是在细胞内有强大的抗氧化系统。

因此，臭氧通过刺激中性粒细胞和刺激某些细胞因子的合成起作用。

过氧化氢再一次作为重要的信使，进入血液单核细胞细胞浆，通过氧化半胱氨酸，激活酪氨酸激酶，磷酸化转录因子、核因子κB,该因子导致异源二聚体（P50+P65）的释放。

这个因子继续进入细胞核，打开数百个因子，对于若干蛋白合成起到作用，在这些蛋白中有急性期反应蛋白和许多白介素。

在以往，我们已经在体外环境中监测过从臭氧血释放的若干细胞因子。