骨折后疼痛很严重，许多人有体会，即使没有体会也会听到看到过这种疼痛的严重程度。氢气对疼痛治疗的研究已经有许多报道，但大部分都显示其效果虽然明确，但作用并不是非常理想，或者对严重疼痛无法产生比较彻底的效果。不过使用剧烈疼痛的动物模型，比较容易观察到治疗效果。最近来自青岛大学的研究团队，就对氢水治疗骨折后疼痛进行了研究，并从脊髓神经特异性基因表型角度，对这种效应进行了机制探讨。
目的：神经炎症常在神经系统疾病的发病机制中引发铁超负荷。中枢致敏和骨折后慢性异常性疼痛需要趋化因子驱动的神经炎症，但特异性分子调节难以捉摸。本研究探讨了富氢盐水作为一种有效的抗炎药物，是否可以通过抑制趋化因子CXCL1表达和铁过载来缓解骨折引起的异常性疼痛。方法：采用胫骨骨折髓内针固定小鼠模型确定慢性异常性疼痛。从骨折后第4天到第6天，每天腹膜内施用三次富氢盐水（1、5或10mL/kg）。检查脊髓CXCL1及其受体CXCR2水平、转铁蛋白受体1（TfR1）表达和铁浓度。使用重组CXCL1、选择性CXCR2拮抗剂和铁螯合剂验证机制。结果：重复注射富氢盐水（5和10 mL/kg，但不是1 mL/kg）以剂量依赖性方式预防骨折引起的机械性异常性疼痛和冷异常性疼痛。骨科手术后第 14 天单次暴露于富氢盐水 （10 mL/kg） 可控制已确定的持续性骨折异常性疼痛。此外，富氢盐水疗法可减少骨折小鼠中脊柱CXCL1 / CXCR2的过表达和TfR1介导的铁积累。脊柱 CXCR2 拮抗作用可损害骨折手术后的异常性疼痛和铁超负荷。鞘内递送重组 CXCL1 可诱发急性异常性疼痛和脊髓铁超负荷，而富氢盐水可逆转。此外，铁螯合可减轻外源性CXCL1诱导的急性疼痛行为。结论：这些发现确定富氢盐水通过脊髓下调CXCL1依赖性TfR1介导的小鼠铁积累来防止骨折引起的慢性异常性疼痛。
由于交通创伤和骨质疏松症的增加，全球骨折的财务支出和流行病学发病率都在增加。骨折和骨科修复通常是慢性疼痛的原因，慢性疼痛以机械性异常性疼痛和冷性异常性疼痛为特征，遗憾的是，目前临床患者的镇痛药仍难治疗慢性疼。许多实验发现阐明了神经炎症过程在脊背角伤害性突触可塑性中的关键特性，这对于外周组织损伤、神经创伤、癌症、化疗和肌肉骨骼损伤后持续的促伤害感受敏化具有主要意义。然而，慢性骨折性异常性疼痛发展中的详细分子机制尚未得到很好的研究。
趋化因子与其受体之间的相互作用被认为是促伤害感受相关过程背后的神经炎症应答中最关键的步骤之一。属于C-X-C家族的趋化因子（C-X-C基序）配体1（CXCL1）通过与其主要受体CXCR2的紧密相互作用被确定与病理性疼痛有关。
铁稳态失调是瑞芬太尼诱导的痛觉过敏和骨折异常性疼痛中伤害性突触传递的核心。兴奋性感觉神经元中的铁超负荷已逐渐被认为是神经性异常性疼痛神经炎症的下游。
最近的进展发现，氢气在几种病理条件下可减少炎症、氧化损伤。有趣的是，富氢盐水已被证明可以减轻啮齿动物阿片类药物引起的高伤害感受和化疗相关的周围神经病变。然而，富氢盐水是否通过抑制神经炎症和铁超负荷对骨折异常性疼痛有效，需要进一步研究。
本研究使用骨科手术胫骨骨折小鼠模型，研究了腹膜内（ip）富氢盐水在骨折引起的慢性异常性疼痛中的可能特性。评价脊背角CXCL1/CXCR2表达、铁含量和铁代谢相关蛋白转铁蛋白受体1（TfR1）对富氢盐水抗伤害感受机制的验证。此外，使用重组CXCL1、选择性CXCR2拮抗剂和铁螯合剂来鉴定CXCL1 / CXCR2与伤害性传播中铁超浓度之间的相互作用。
图1.全身给予富氢盐水可减少骨折引起的慢性异常性疼痛。胫骨骨折后第4、5和6天（用红色箭头表示）每天连续3天注射腹腔内（ip）富氢盐水（HRS，1，5和10mL / kg）。通过骨折和HRS注射后von Frey试验中的爪退机械阈值（A）评估机械性异常性疼痛的发展。通过骨折和HRS注射后丙酮试验中的冷反应评分（B）来评估冷异常性疼痛的发展。（中，四）骨科手术后第 14 天单次 HRS 注射（ip.p.，10 mL/kg）可减少已确定的机械性异常性疼痛和冷性异常性疼痛。结果表示为具有四分位数间距和单个数据图（n = 6）的中位数。所有行为数据均通过双向方差分析与邦弗朗尼事后比较进行分析。
