?氫氣對體外循環(huán)手術(shù)患者具有保護(hù)作用

文章來源：admin發(fā)布日期：2023-08-29 17:30瀏覽次數(shù)：

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分子氫(H2)在許多疾病中被認(rèn)為是一種預(yù)防和治療的醫(yī)用氣體。探討在獲得性瓣膜缺損的體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass, CPB)手術(shù)中，氫分子作為麻醉成分對紅細(xì)胞(RBC)功能狀態(tài)和心臟活動功能指標(biāo)的潛在影響。本臨床試驗(yàn)納入20例轉(zhuǎn)診至俄羅斯下諾夫哥羅德?？菩呐K外科臨床醫(yī)院(Specialized Cardiosurgical clinical Hospital, Nizhny Novgorod)的CPB下?lián)衿谑中g(shù)患者。24例患者隨機(jī)分為兩組。第1組(研究組)12例，氣管插管后即刻通過呼吸機(jī)呼吸回路通過面罩吸入濃度為1.5 - 2.0%的H2，并麻醉至整個手術(shù)過程。第2組(對照組)12例，未給予H2。在四個階段從外周靜脈和橈動脈抽取血液樣本:麻醉引入后即刻(第一階段)、CPB開始前(第二階段)、CPB結(jié)束后即刻(第三階段)和術(shù)后24 h(術(shù)后早期)(第四階段)。與對照組相應(yīng)指標(biāo)相比，吸入氫氣的研究組電泳遷移率增加，紅細(xì)胞代謝增加，紅細(xì)胞聚集減少。氫氣吸入研究組患者術(shù)后第1天氧化應(yīng)激表現(xiàn)下降最為明顯。氫氣吸入研究組術(shù)后第1、3天心肌收縮功能指標(biāo)與對照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。吸入氫氣可改善紅細(xì)胞功能狀態(tài)，有利于術(shù)后早期的康復(fù)。這些數(shù)據(jù)表明，麻醉過程氫分子吸入對體外循環(huán)患者具有保護(hù)作用。

這一關(guān)于氫氣的臨床研究是俄羅斯學(xué)者最近發(fā)表在《醫(yī)學(xué)氣體研究》上。

Deryugina AV, Danilova DA, Brichkin YD, Taranov EV, Nazarov EI, Pichugin VV, Medvedev AP, Riazanov MV, Fedorov SA, Andrej YS, Makarov EV. Molecular hydrogen exposure improves functional state of red blood cells in the early postoperative period: a randomized clinical study. Med Gas Res 2023;13:59-66

心血管疾病是導(dǎo)致死亡和生活質(zhì)量下降的主要原因根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，每年有超過1 600萬人死于心臟病。心臟瓣膜病占心臟病變的25%。它是全球第三大死因，僅次于缺血性心臟病和高血壓等主要死因外科治療獲得性瓣膜缺損仍然是緩解癥狀和心力衰竭最有效的治療方式只有瓣膜置換術(shù)才能治愈瓣膜疾病然而，體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass, CPB)心臟手術(shù)在神經(jīng)反射調(diào)節(jié)、體液活動和代謝狀態(tài)的各個層面都伴隨著多向變化。

血液流變學(xué)因素在獲得性心臟瓣膜病的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。心臟手術(shù)術(shù)后缺血/再灌注損傷、炎癥反應(yīng)、手術(shù)組織創(chuàng)傷、氧化應(yīng)激和內(nèi)皮功能障礙等并發(fā)癥發(fā)生率較高。這些因子對全血黏度有直接和間接的影響血液粘度的增加高度依賴于微循環(huán)中的低血流量。紅細(xì)胞(RBC)在低切變率下發(fā)生聚集，并增加血液粘度。低剪切速率?？蓪?dǎo)致血細(xì)胞，特別是紅細(xì)胞的異常所產(chǎn)生的細(xì)胞動力學(xué)的不規(guī)則紅細(xì)胞膜性質(zhì)是血液流變學(xué)和微血管血流動力學(xué)的重要決定因素之一，并影響剪切速率和紅細(xì)胞聚集

為了保持其流變性和功能特性，紅細(xì)胞配備了廣泛的抗氧化系統(tǒng)。近年來的實(shí)驗(yàn)研究表明，分子氫(H2)是一種具有獨(dú)特性質(zhì)的新型抗氧化劑。在過去的十年中，一些研究表明H2與最具細(xì)胞毒性的活性氧發(fā)生反應(yīng)。從而防止氧化應(yīng)激，有效保護(hù)細(xì)胞自2007年發(fā)現(xiàn)H2具有選擇性抗氧化特性以來，多項(xiàng)研究表明其在多種人類疾病中具有治療作用，其發(fā)病機(jī)制與活性氧的毒性作用有關(guān)。我們以前已經(jīng)證明了H2在心臟手術(shù)病人中的抗氧化作用此外，在動物模型實(shí)驗(yàn)中，H2還具有抗炎、防止細(xì)胞死亡、抗過敏和促進(jìn)能量代謝的作用在動物模型實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用H2的研究表明，吸入H2氣體可顯著減輕缺血或心肌梗死引起的再灌注腦損傷根據(jù)磁共振成像數(shù)據(jù)和美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表評分，急性腦缺血患者吸入3% H2氣體1小時，每天2次，持續(xù)7天可縮小梗死面積

心血管系統(tǒng)的病理改變也與缺氧、酶系統(tǒng)激活或抑制引起的膜心肌細(xì)胞的破壞有關(guān)，最終導(dǎo)致脂質(zhì)過度過氧化和脂質(zhì)過氧化過程中毒性產(chǎn)物的蓄積，[18]，這是導(dǎo)致器官和組織繼發(fā)性損傷的原因。因此，研究心臟病人的脂質(zhì)過氧化過程及其糾正的相關(guān)性是毋庸置疑的。H2通過與強(qiáng)氧化劑、直接反應(yīng)減輕氧化應(yīng)激，但也間接通過調(diào)節(jié)多種基因的表達(dá)，在炎癥、凋亡、和代謝等過程中發(fā)揮多方面的作用。

與其他已知的抗氧化劑相比，氫氣具有多種治療效果。首先，它的小分子尺寸允許它穿透任何生物膜，包括線粒體，氫氣在線粒體中抑制細(xì)胞毒性自由基的形成，并進(jìn)入細(xì)胞核，氫氣在細(xì)胞核中阻止DNA的氧化破壞。其次，H2選擇性地與自由基反應(yīng)，它主要中和細(xì)胞毒性自由基(OH-和ONOO-)，而不影響活性較低的信號分子此外，H2是一種條件惰性物質(zhì)，在水溶液中的氧化還原電位為零;即使以高濃度氣體混合物的形式長期暴露，也不表現(xiàn)出毒性

在此基礎(chǔ)上，本研究旨在通過改善紅細(xì)胞的電動、聚集、代謝和抗氧化參數(shù)，探討H2作為麻醉成分在CPB下獲得性瓣膜缺損外科治療中的潛在作用。

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