糖尿病是一種臨床常見的慢性疾病，流行病學和臨床研究顯示，糖尿病患者心肌梗死的發(fā)病率明顯高于非糖尿病患者。

糖尿病患者在糖、脂肪等代謝紊亂基礎(chǔ)上發(fā)生的心臟大血管、微血管、心肌及植物神經(jīng)紊亂病變，包括糖尿病性冠心病、糖尿病性心肌病、糖尿病自主神經(jīng)紊亂等，臨床表現(xiàn)可從無癥狀至嚴重心律不齊、急性心肌梗死、心衰甚至猝死等。

糖尿病心臟病變是糖尿病最常見的并發(fā)癥之一，有著較高的致殘致死率，動脈粥樣硬化占糖尿病病死率的80% ，而糖尿病的住院患者中75%有心血管疾病。

糖尿病心臟病

糖尿病心臟病主要有以下幾種：

1、糖尿病性冠心病

可表現(xiàn)為胸悶，活動后氣促，心絞痛，嚴重者可有心力衰竭、心肌梗死、心律失常甚至猝死，其癥狀往往不典型，常表現(xiàn)為無癥狀的心肌缺血，其無痛性心肌梗死發(fā)生率高達35.5%，而非糖尿病患者的發(fā)生率為17.6% 。

糖尿病患者冠心病的發(fā)病時間提前，發(fā)病率高，病情進展迅速，容易發(fā)生無痛性心肌梗死甚至猝死，并且在心肌梗死后發(fā)生心衰、休克、心臟破裂及復(fù)發(fā)性心肌梗死的頻率高。

2、糖尿病性心肌病

糖尿病性心肌病多數(shù)比較隱匿，初期常無明顯的癥狀，全身癥狀以疲乏、無力、心悸、氣促為主; 心臟癥狀常有以下表現(xiàn)：

①心慌、氣短、胸部憋悶，在勞累、精神緊張或情緒激動后發(fā)生，晚期可有漿膜腔積液、水腫、心功能不全等表現(xiàn);

②偶爾出現(xiàn)胸痛，其疼痛發(fā)作的程度較非糖尿病患者要輕，可能為痛覺神經(jīng)遲鈍或麻木所致;

③復(fù)雜的心律失常。

3、糖尿病性心臟自主神經(jīng)病變

糖尿病性心臟自主神經(jīng)功能紊亂過去被認為只有在糖尿病晚期才會發(fā)生，現(xiàn)大多認為在糖尿病確診時可能已經(jīng)存在，其發(fā)病率高但臨床表現(xiàn)隱匿，可引起糖尿病無痛性心肌梗死和猝死，是糖尿病死亡率增加的一個主要原因。

典型的臨床特征包括：體位性低血壓、靜息時心動過速、對活動的耐力及某些藥物耐受性減低、缺乏典型癥狀的心肌缺血或心肌梗死、心電圖QT間期延長及心率變異小等。以上的典型表現(xiàn)中，無痛性心肌梗死可誘發(fā)惡性心律失常、心力衰竭甚至猝死，后果最為嚴重。

氫氣保護糖尿病患者心臟的相關(guān)研究

早在2013年，我國學者譚永星教授(桂林醫(yī)學院)就撰文指出實驗發(fā)現(xiàn)，吸入含2%氫氣的氣體可以改善心肌頓抑，吸入含4%氫氣的氣體更能顯著減少心肌梗死面積。

氫和一氧化碳共同用于治療大鼠同源的異位心臟移植手術(shù)后 6或18小時的冷缺血，其作用結(jié)果是明顯降低了移植物的I/R損傷(缺血再灌注損傷),減少梗死面積和降低血清肌鈣蛋白I、肌酸磷酸激酶(CPK)，而且氫處理組較之空氣處理組就能減少MDA含量和血清高遷移率族蛋白B(HMGB1)蛋白水平，并可減少移植心臟的細胞凋亡。

因此，氫通過降低供心保存過程中的心肌氧化損傷，減少炎性細胞因子的產(chǎn)生等機制，對供心產(chǎn)生保護作用。

譚永星教授

2022年，我國哈爾濱醫(yī)科大學第四附屬醫(yī)院心內(nèi)科、檢驗科的專家，在《Free Radical Biology and Medicine》上，發(fā)表了氫氣聯(lián)合二甲雙胍，可發(fā)揮心臟保護作用的研究。

我國學者發(fā)表的研究

在這項研究中，我國學者首次發(fā)現(xiàn)氫氣改善了鏈脲佐菌素 (STZ) 誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的心臟功能障礙和異常形態(tài)結(jié)構(gòu)，并證實氫氣通過AMPK/mTOR/NLRP3 信號通路減少心臟焦亡，通過 TGF-β1/Smad 信號通路改善心臟纖維化的作用。此外，研究結(jié)果表明，與單獨使用氫氣或二甲雙胍相比，聯(lián)合使用氫氣和二甲雙胍具有更強的心臟保護作用。

研究結(jié)果

結(jié)果一：吸入氫氣可改善糖尿病小鼠的心功能障礙和異常形態(tài)結(jié)構(gòu)

如上圖所示，經(jīng)過氫氣治療(DM+H2)，左心室射血分數(shù)(EF%)、左心室短軸縮短率(FS%)、舒張末期左心室內(nèi)徑(LVIDd)和收縮末期左心室內(nèi)徑(LVIDs)等指標，都有了明顯改善。

結(jié)果二：吸入氫氣降低了糖尿病小鼠NLRP3介導(dǎo)的細胞焦亡蛋白的表達。

為了確定氫對糖尿病小鼠細胞焦亡的療效，研究人員觀察了細胞焦亡相關(guān)的蛋白質(zhì)水平，包括NLRP3、cl-Caspase-1、ASC、IL-18、IL-1β 和 GSDMD-N等。

如上圖所示，氫氣治療后，相比對照組(灰色)，氫氣治療組(藍色)和細胞焦亡相關(guān)的蛋白質(zhì)水平有了明顯下降。

結(jié)果三：吸入氫氣降低了糖尿病小鼠TGF-β1介導(dǎo)的纖維化蛋白的表達。

糖尿病患者過度心肌纖維化是擴張型心肌病的另一個重要特征，給治療帶來困難。 TGF-β1/Smad信號通路在心肌纖維化進程中起著至關(guān)重要的作用。為了確定氫氣對糖尿病小鼠心肌纖維化的療效，研究人員觀察了纖維化相關(guān)蛋白水平，包括TGF-β1、p-smad3、p-smad2、COL-I、COL-III 和 α-SMA。

如上圖所示，氫氣治療后，相比對照組(灰色)，氫氣治療組(藍色)和纖維化相關(guān)的蛋白質(zhì)水平有了明顯下降。

結(jié)果四：二甲雙胍與氫氣聯(lián)合治療，抑制了糖尿病引起的小鼠組織病理學改變。

雖然二甲雙胍是治療糖尿病的一線藥物，但由于擔心副作用風險增加，在肝腎功能不全患者中大劑量使用歷來是禁忌的。而氫氣是一種生理惰性氣體，不會與任何活性化合物發(fā)生反應(yīng)，易于使用，無需配置。

如上圖所示，二甲雙胍(DM+Met)、氫氣治療(DM+H2)，均提高了小鼠的存活率，而二甲雙胍+氫氣聯(lián)合治療，則表現(xiàn)出更顯著的保護作用(+Met+H2)。

結(jié)果五，二甲雙胍和氫氣聯(lián)合治療，減少了糖尿病小鼠的細胞焦亡和纖維化。

氫能抑制糖尿病小鼠的細胞焦亡和纖維化，二甲雙胍也具有抗細胞焦亡和抗纖維化的功效。

如上圖所示，二甲雙胍(DM+Met)和氫氣(DM+H2)均降低了NLRP3、cl-Caspase-1和IL-1β的表達，而聯(lián)合治療(+Met+H2)更顯著降低了蛋白質(zhì)表達水平。

結(jié)果六：二甲雙胍和氫氣聯(lián)合治療，減輕了細胞損傷。

如上圖所示，二甲雙胍(DM+Met、紫色)和氫氣(DM+H2、藍色)治療，都能增加心肌細胞的活性;而二甲雙胍和氫氣(+Met+H2、淺綠色)的聯(lián)合治療，比單獨治療起到了更好的保護作用。

結(jié)果七：二甲雙胍和氫氣聯(lián)合治療，進一步緩解了纖維化。

如上圖所示，二甲雙胍和氫氣(+Met+H2、淺綠色)的聯(lián)合治療，相比單一治療，更能減少纖維化相關(guān)蛋白的表達，包括TGF-β1、p-smad3、p-smad2、COL-I、COL-III、α-SMA、

研究結(jié)論

由于衰老、肥胖和糖尿病，心力衰竭的發(fā)病率及其相關(guān)的發(fā)病率和死亡率正以驚人的速度增加。在心力衰竭方面，糖尿病患者的臨床表現(xiàn)比非糖尿病患者更嚴重。糖尿病的并發(fā)癥，如擴張型心肌病、糖尿病腎病和糖尿病視網(wǎng)膜病變，對人類的危害最大。

我國學者的研究首次表明，吸入氫氣可通過抑制細胞焦亡和纖維化，有效減輕糖尿病小鼠的心臟損傷。實驗證據(jù)表明，氫氣通過降低 AMPK/mTOR/NLRP3 信號通路減少細胞焦亡，并通過抑制TGF-β1/Smad 信號通路減輕纖維化。另一方面，與單獨治療相比，二甲雙胍和氫氣聯(lián)合治療，具有更好的保護作用，表明氫氣可以與二甲雙胍聯(lián)合使用以減輕糖尿病造成的心臟損傷。

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參考資料

吳淑馨, 楊曉暉. 糖尿病心臟病變的診斷與處理[J]. 中華全科醫(yī)學, 2017, 15(5):2.

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Zou R, Nie C, Pan S, et al. Co-administration of hydrogen and metformin exerts cardioprotective effects by inhibiting pyroptosis and fibrosis in diabetic cardiomyopathy[J]. Free Radical Biology and Medicine, 2022, 183: 35-50.