分子氫對(duì)臨床急性腦缺血患者的安全性研究

本文概述論文《A basic study on molecular hydrogen (H2) inhalation in acute cerebral ischemia patients for safety check with physiological parameters and measurement of blood H2 level》
 
作者：Hirohisa Ono1*† , Yoji Nishijima1† , Naoto Adachi1† , Masaki Sakamoto1† , Yohei Kudo1† , Kumi Kaneko1†, Atsunori Nakao2 and Takashi Imaoka1
文章摘要
背景：在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，使用分子氫(H2)被認(rèn)為是相當(dāng)安全和有效的，顯示好處在多種病理?xiàng)l件如缺血再灌注損傷的大腦、心臟、腎臟和移植組織，創(chuàng)傷和手術(shù)損傷的大腦和脊髓，腸和肺炎癥，退行性紋狀體組織也在許多其他情況下。然而，由于腦缺血患者處于老年組，其安全性信息有待確認(rèn)。為了實(shí)現(xiàn)這些患者的h2治療的可行性，需要檢查吸入法輸送h2的一致性。
方法：采用氣相色譜法測(cè)定3例患者吸入4%（病例1）和3%（病例2、3）前后動(dòng)脈、靜脈血?dú)錆舛?HC)，同時(shí)監(jiān)測(cè)生理參數(shù)。為了進(jìn)行一致性研究，在30分鐘的h2吸入治療結(jié)束時(shí)，我們多次在10例患者的靜脈血中獲得HC。
論文介紹
分子氫(H2)是宇宙中最豐富的元素，但在地面上空氣中的濃度很低（0.00006體積%）。然而，在人類中，腸道細(xì)菌產(chǎn)生大量的H2[2]，人們普遍認(rèn)為，隱含的充分性和可能持續(xù)的可用性排除了內(nèi)部H2對(duì)人類健康的任何有益影響，最近在細(xì)胞生物學(xué)、動(dòng)物疾病模型等領(lǐng)域?qū)︶t(yī)學(xué)h2的廣泛研究引入了無(wú)可辯駁的證據(jù)，表明h2醫(yī)學(xué)治療對(duì)人類疾病是可行的。我們最感興趣的是h2的神經(jīng)保護(hù)作用，在志愿者的成功試驗(yàn)后，我們治療了其中一些h2患者，正如其他地方報(bào)道的那樣。我們當(dāng)時(shí)的結(jié)論是，當(dāng)h2治療與其他藥物聯(lián)合使用時(shí)，對(duì)非常選擇性和少量的腦干梗死患者[提供了一些明顯的好處。
血液中的HC
在開(kāi)始吸入h2后，在3%（病例2、3）和4%（病例1）的h2氣體后，動(dòng)脈和靜脈血中的HC迅速增加，并在約20min內(nèi)達(dá)到約10至20微米/L的平臺(tái)期。動(dòng)脈血中的HC始終高于靜脈血中的HC，但兩者之間的差異隨著時(shí)間的推移而減小。當(dāng)h2給藥終止時(shí)，動(dòng)脈HC在6-8min內(nèi)突然下降到終止前水平的10%以下。另一方面，靜脈HC的變化相當(dāng)緩慢，在約6min時(shí)下降到終止前值的50%以下，在約18min時(shí)繼續(xù)進(jìn)一步下降到平臺(tái)水平的10%以下。然而，與動(dòng)脈HC相比，這種下降似乎不是穩(wěn)定和線性的，經(jīng)常與下降曲線變平，甚至在h2吸入結(jié)束后8-9min左右偶爾暫時(shí)增加有關(guān)。然而，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)h2積累的跡象（圖1）。

圖1吸入氫（H2）之前、期間和之后血液中的氫濃度(HC)。在動(dòng)脈（紅色）和靜脈（藍(lán)色）血液中的HC（micromol/L）。之前），期間（0-30min）以及吸入(30min至60min)h2氣體后。病例1（方形）吸入4%H2氣體，病例2（三角標(biāo)記），病例3（圓形）吸入3%H2氣體。在高原水平上的HC達(dá)到了在成功的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中報(bào)道的等效值。在降靜脈血濃度曲線中存在一個(gè)駝峰，這可能表明額外的h2的來(lái)源，來(lái)自緩慢的血流/緩慢的釋放室，如肌肉和皮膚。
吸入氫氣期間和吸入后的生理參數(shù)
所檢查的大部分生理參數(shù)均保持穩(wěn)定。在這些參數(shù)中，動(dòng)脈血和靜脈血中pH和sO2（血氧飽和度）的指標(biāo)最為穩(wěn)定（圖2）。在少數(shù)不穩(wěn)定病例中，動(dòng)脈po2和BE、BB在吸入過(guò)程中發(fā)生輕微變化（小于10%）。然而，這些變化的模式表明，換氣過(guò)度或屏氣可能是原因，因?yàn)楫?dāng)患者不熟悉或不舒服時(shí)，這些呼吸模式的不規(guī)則并不罕見(jiàn)。然而，在早期的空氣中，h2的濃度高達(dá)4%，有一些跡象表明，這些變化可能是由吸入氫氣混合物中的o2濃度的輕微下降（0.8體積%）引起的。病例1中po2的減少與堿基過(guò)量和pco2的輕微增加有關(guān)。相反，在病例2和病例3（未顯示）中，po2的輕微下降與pco2和BE指數(shù)的降低相關(guān)，提示過(guò)度通氣。然而，病例1中po2的輕微下降可能反映了我們?cè)缙趯2與空氣混合而不是空氣和額外氧氣的做法。在混合氣藏中加入高達(dá)40%濃度的氧氣，以避免缺血組織中低濃度氧氣的任何有害影響。

圖2吸入氫（H2）前、中、后的生理參數(shù)。病例1的生理參數(shù)，（吸入5min前）、（0-30min）期間和（30min至60分鐘）吸入H2（空氣中4%），與血液HC測(cè)量同時(shí)獲得，如圖1所示。這些參數(shù)和密切的臨床觀察，除了一些與呼吸模式相關(guān)的指標(biāo)，如過(guò)度通氣或呼吸屏住等常見(jiàn)的患者意識(shí)水平正常外，均無(wú)明顯變化。
30分鐘氫處理30分鐘結(jié)束時(shí)HC的一致性
在參與的10例患者中，吸入3%h2濃度的相同混合氣體30分鐘后，靜脈血中的HC并不相同，實(shí)際上差異很大，從小于1到25微米/L不等（圖3）。然而，當(dāng)這些低HC患者被更密切的觀察，頻繁地檢查口罩和鼓勵(lì)時(shí)，HC通常會(huì)增加。2例肺部疾病患者（病例No.8和No.10）中，氫吸入30min時(shí)將HC升高至1微米/升以下，但同時(shí)吸入100cc），No.8從1.2增加到12.1微米/升，No.10從0.5微米/升增加至8.2微米/升。

圖3初次吸入h2后血液HC不一致，隨后更多注意改善。靜脈血中的HC變化很大，在吸入30分鐘h2的第一天內(nèi)，其變化范圍從小于1微米到25微米/L不等。經(jīng)床邊密切觀察和鼓勵(lì)后，HC水平和一致性得到改善。在2例肺部疾病患者(病例No.8和10)中，同時(shí)緩慢靜脈輸注H2富集生理鹽水(No.8為1.2至12.1微米/L，No.10為0.5至8.2微米/L)。
結(jié)論
實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)上是一項(xiàng)吸氫研究。：吸氫20分鐘后血液中氫氣的濃度達(dá)到峰值，這與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)報(bào)道一致。停止吸氫后，動(dòng)脈血和靜脈血中氫氣的濃度分別在6分鐘和18分鐘后降到峰值的1/10.對(duì)各生理參數(shù)無(wú)明顯影響。這說(shuō)明吸氫是安全的。