氫氣與缺血再灌注損傷

來(lái)源：氫產(chǎn)業(yè)網(wǎng)　發(fā)表時(shí)間：2017-10-31 13:50:38　閱讀：4425

當(dāng)組織細(xì)胞缺血、缺氧時(shí)，ROS清除系統(tǒng)功能降低，生成系統(tǒng)活性增強(qiáng)，一旦恢復(fù)組織血液供應(yīng)和氧供，ROS便會(huì)大量產(chǎn)生與急劇“堆積”，引起強(qiáng)烈的細(xì)胞氧化，形成氧化應(yīng)激。Hayashida等的研究發(fā)現(xiàn)，氫氣在心肌缺血再灌注損傷中具有顯著的保護(hù)作用。離體灌流大鼠心臟實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物預(yù)先吸入氫氣有利于心臟左心室功能的恢復(fù);整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氫氣可以減少缺血再灌注后心肌梗死的面積，但不改變血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并且可以減輕缺血再灌注損傷后病理性的左心室重塑，研究還發(fā)現(xiàn)吸入2%的氫氣能提供最顯著的保護(hù)作用。Nakao等研究了吸入氫氣和/或一氧化碳對(duì)心肌冷缺血再灌注損傷的作用，對(duì)冷缺血6或18小時(shí)的大鼠實(shí)施同基因異位心臟移植，受體和供體均于再灌注前1小時(shí)開(kāi)始單獨(dú)吸入氫氣(1%～3%)或一氧化碳(0.05‰～0.25‰)或兩者共吸入2小時(shí)。結(jié)果顯示，對(duì)于6小時(shí)的冷缺血，單獨(dú)吸入氫氣(>2%)或一氧化碳(0.25‰)可以減輕心肌損傷。吸入氫氣能明顯降低血清丙二醛(MDA，脂質(zhì)過(guò)氧化終產(chǎn)物)和高遷移率族蛋白1(HMGB1)水平，而一氧化碳能明顯抑制促炎介質(zhì)的mRNA上調(diào)。冷缺血長(zhǎng)達(dá)18小時(shí)可導(dǎo)致嚴(yán)重的心肌損傷，單獨(dú)吸入氫氣或一氧化碳均無(wú)明顯的保護(hù)作用，但聯(lián)合應(yīng)用氫氣和一氧化碳則可以明顯減輕心肌損傷，減少梗死面積，降低血清肌鈣蛋白和肌酸磷酸激酶(CPK)水平。研究表明，聯(lián)合應(yīng)用氫氣和一氧化碳可通過(guò)抗氧化和抗炎雙重機(jī)制明顯增強(qiáng)抗心肌損傷能力，可能成為臨床預(yù)防缺血再灌注損傷的一種有效方法。
Fukuda等通過(guò)阻斷肝左葉和左中葉的血供90分鐘、再灌注180分鐘建立了部分肝缺血再灌注損傷模型，導(dǎo)致肝細(xì)胞廣泛變性，胞質(zhì)空泡化，在缺血期的最后10分鐘開(kāi)始吸入氫氣(1%～4%)190分鐘可以明顯減輕肝細(xì)胞的變性壞死，減少肝臟谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)的釋放，顯著降低血清MDA水平，顯示了氫氣在肝缺血再灌注損傷中具有顯著的保護(hù)作用。
小腸缺血再灌注損傷可在許多臨床情況下發(fā)生，如腸系膜動(dòng)脈阻塞、低血容量性休克、小腸移植等。缺血的小腸是許多促炎介質(zhì)的主要來(lái)源，這些_促炎介質(zhì)不僅會(huì)引起局部的小腸損傷和功能障礙，而且會(huì)引起全身炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致多器官衰竭。Zheng等的研究表明，大鼠小腸缺血再灌注前10分鐘靜脈注射氫氣飽和生理鹽水(5mL/kg)，能顯著降低血清二胺氧化酶(DAO)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細(xì)胞介素1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素6(IL-6)及組織MDA、髓過(guò)氧化物酶(MPO)水平，減輕小腸黏膜糜爛，腸壁滲透性增加等損傷。該小組進(jìn)一步研究表明，靜脈注射氫氣飽和生理鹽水還可以抑制大鼠腸缺血再灌注后肺組織中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，脂質(zhì)過(guò)氧化，降低TNF-α、IL-1β水平，從而減輕腸缺血再灌注后的肺損傷。
Buchholz等的研究發(fā)現(xiàn)，大鼠小腸移植術(shù)后24小時(shí)發(fā)生胃腸傳輸延遲，空腸環(huán)狀肌收縮性降低，炎癥介質(zhì)TNF-α、IL-1β、IL-6及組織MDA、MPO水平升高，組織病理結(jié)果顯示腸黏膜糜爛、腸壁滲透性增加。
如果供體術(shù)前吸入2%的氫氣1小時(shí)、受體術(shù)前1小時(shí)開(kāi)始吸入2%的氫氣持續(xù)至術(shù)后1小時(shí)則能顯著改善上述病理改變，促進(jìn)小腸移植后腸道功能的恢復(fù)。在受體的肺組織中，吸入氫氣明顯減少了炎性因子mRNA的上調(diào)，減少了中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，這表明氫氣不僅可以明顯減輕局部的小腸移植損傷，而且可以通過(guò)其抗氧化效應(yīng)和抗炎效應(yīng)抑制遠(yuǎn)隔器官的損傷。
短暫的眼內(nèi)壓升高所致的視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷可以通過(guò)產(chǎn)生大量的ROS導(dǎo)致神經(jīng)損傷。
Oharazawa等研究了氫氣飽和生理鹽水對(duì)視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的神經(jīng)保護(hù)作用，他們通過(guò)給大鼠升高眼內(nèi)壓60分鐘建立視網(wǎng)膜缺血模型，在缺血和再灌注過(guò)程中連續(xù)在眼睛表面滴加氫氣飽和鹽水。
結(jié)果顯示，連續(xù)給予氫氣飽和鹽水后，玻璃體內(nèi)氫氣濃度立即升高，·OH水平明顯下降。缺血再灌注后第1天，與對(duì)照組相比，視網(wǎng)膜凋亡細(xì)胞數(shù)目明顯下降，氧化應(yīng)激指標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)也明顯減少;缺血再灌注后第7天，與對(duì)照組相比，視網(wǎng)膜損傷情況明顯減輕，視網(wǎng)膜厚度恢復(fù)至>70%。
上述研究結(jié)果表明，在再灌注前開(kāi)始吸入1%～4%的氫氣直至再灌注結(jié)束或在再灌注前開(kāi)始應(yīng)用氫氣飽和生理鹽水可以明顯減輕器官的缺血再灌注損傷。

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