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衰老是一种自然现象,也是不可抗拒的自然规律,抗衰老是医学研究的重要内容之一。有研究表明,衰老与机体氧化密切相关。自由基衰老学说认为衰老过程中的退行性变是由于自由基,尤其是活性氧自由基（Reactive oxygen species,ROS）,对细胞、组织等的氧化损伤造成的;而随着年龄增长,自由基不断累加。过多的ROS氧化机体,损伤细胞膜,影响蛋白质等大分子物质的正常功能,甚至会引起DNA损伤从而导致突变,诱发肿瘤形成。抗氧化系统是机体为了免受过多ROS的攻击所形成的一种自我保护机制。但是,随着年龄的增长,机体会产生过多的活性氧自由基,导致氧化还原失衡。氢气作为一种还原性气体,可以与身体内过量的ROS结合,具有很强的消炎和防止细胞凋亡作用。研究表明,长期饮用富氢水具有延缓衰老、预防抑郁症、保护神经系统等作用。还有研究发现氢气可以对花果等植物起到保鲜作用,并能延缓大鼠肾脏、牙龈等部位衰老。目前细菌发酵是一种重要的产氢途径。丁酸梭菌作为一种产氢量较大的厌氧菌常用于工业制氢,同时能够调整肠道菌群平衡,促进肠道有益菌群增殖,增强免疫功能,预防肿瘤发生,但其作用机制尚不明确。因此,本文主要探究富氢水的高效制备及丁酸梭菌对机体的保护机理,旨在为氢分子医学在临床及日常生活中的应用提供参考依据。一、超声波除氧处理对富氢水制备的促进作用目的:检测超声波对水中气体的影响,以及超声水对氢棒产氢能力的影响,并分析溶氢量、溶氧量、氧化还原电位、p H值之间的相互作用关系。方法:将蒸馏水分别超声0,1,2,4,8,10,12,16,20h后,立即检测其溶氧量、氧化还原电位、p H值。选择溶氧量达到最低值的超声水,将氢棒放入装有超声水和蒸馏水的塑料瓶中,分别反应0,1,2,4,8,10,12,16,20,24h后,立即检测其溶氢量、溶氧量、氧化还原电位及p H值。结果:随着超声波作用时间延长,超声水中氧含量逐渐下降,在相同时间点时显著低于蒸馏水中的氧含量（p<0.01）,在超声波处理12h时水中溶氧量达到最低值,去除超声波影响后水中氧含量可逐渐恢复,氧含量变化符合y=A2+（A1-A2）/（1+（x/x0）^p）的函数规律（R2=0.94885,0.98391）。超声水加氢棒与蒸馏水加氢棒之间相比,产氢能力有显著差异（p<0.01）,且超声水组优于蒸馏水组;富氢水中溶氧量随溶氢量的升高而下降,溶氢量与溶氧量、氧化还原电位呈负相关。结论:超声波可以去除水中大部分氧气,超声水可以在短时间内显著提高氢棒的产氢速度,快速制备高质量富氢水,为提高氢棒制氢效率并用于日常饮用和临床研究提供参考依据。二、丁酸梭菌延缓秀丽线虫衰老的机制研究目的:探究丁酸梭菌的产氢能力。建立食用丁酸梭菌的秀丽线虫模型,明确丁酸梭菌对不同株系秀丽线虫寿命的影响,并通过生理、生化、分子指标的检测,探究丁酸梭菌对秀丽线虫是否具有有益作用,以及丁酸梭菌发挥的有益作用是否是通过提高秀丽线虫的抗氧化能力。方法:检测丁酸梭菌的产氢能力,分别用有活性和60Co照射灭活的丁酸梭菌培养N2株系、sod-3、sod-5突变株系秀丽线虫,对比分析寿命、运动能力（头部摆动、身体弯曲、咽泵震动频率）,分别检测7d、15d时不同组秀丽线虫体内氧自由基、SOD、CAT酶活性以及MDA含量的变化,检测各组秀丽线虫7d、15d时衰老、抗氧化相关基因的表达情况。结果:丁酸梭菌产氢能力显著高于大肠杆菌（p<0.01）。与大肠杆菌相比,喂食丁酸梭菌可延长N2株系、sod-3、sod-5突变株系秀丽线虫的寿命（p<0.05）,且丁酸梭菌活菌组寿命长于丁酸梭菌死菌组。丁酸梭菌可以提升秀丽线虫头部摆动频率（p<0.01）、身体弯曲次数（p<0.01）、咽泵震动频率（p<0.05）。随着培养时间延长,秀丽线虫体内ROS逐渐升高,丁酸梭菌可显著降低秀丽线虫体内ROS（p<0.05）。秀丽线虫体内SOD、CAT酶活力随着培养时间延长逐渐降低,丁酸梭菌可显著提升秀丽线虫体内SOD、CAT酶活力（p<0.01）。秀丽线虫体内MDA含量随培养时间延长逐渐升高,丁酸梭菌可显著降低秀丽线虫体内MDA含量（p<0.05）。在分子水平上,随着培养时间延长,秀丽线虫age-1基因表达升高,且相同培养时间下丁酸梭菌组低于对照组（p<0.05）。随着培养时间延长,秀丽线虫sod-3,sod-5,daf-16,sir-1,hsp-16.1基因表达降低,且相同培养时间下丁酸梭菌组高于对照组（p<0.05）。结论:丁酸梭菌有较强的产氢能力,可显著降低机体的ROS水平,提高机体自身抗氧化能力,延长秀丽线虫的寿命。三、丁酸梭菌对百草枯（PQ）诱导秀丽线虫氧化损伤的保护作用目的:探究丁酸梭菌对秀丽线虫在PQ诱导氧化损伤条件下的保护作用,进一步明确丁酸梭菌延缓秀丽线虫衰老是否通过提升其抗氧化能力发挥作用。方法:分别用丁酸梭菌、大肠杆菌培养N2株系、sod-3、sod-5突变株系秀丽线虫,观察其寿命、体长、生殖能力和ROS等指标的变化。结果:使用浓度为0.5 m M的PQ暴露可使N2株系、sod-3、sod-5突变株系秀丽线虫寿命显著缩短,生长发育迟缓,产卵量降低,体内ROS累积增加。丁酸梭菌可延长其寿命（p<0.05）,促进生长发育,恢复其部分产卵功能（p<0.05）。随着培养时间延长秀丽线虫体内ROS累积增加,在相同培养时间下,丁酸梭菌组线虫体内ROS显著低于PQ组（p<0.05）。结论:浓度为0.5 m M的PQ暴露可使秀丽线虫处于氧化应激状态,丁酸梭菌可改善PQ诱导所引起的秀丽线虫损伤,延长其寿命。推测其中的机理可能与所产生的氢气保护作用有关,进而提升秀丽线虫的抗氧化能力。但其中的具体保护作用机制还需进一步深入研究。