分子氢对临床急性脑缺血患者的安全性研究

分子氢对临床急性脑缺血患者的安全性研究

本文概述论文《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：在动物实验中，使用分子氢(H2)被认为是相当安全和有效的，显示好处在多种病理条件如缺血再灌注损伤的大脑、心脏、肾脏和移植组织，创伤和手术损伤的大脑和脊髓，肠和肺炎症，退行性纹状体组织也在许多其他情况下。然而，由于脑缺血患者处于老年组，其安全性信息有待确认。为了实现这些患者的h2治疗的可行性，需要检查吸入法输送h2的一致性。
方法：采用气相色谱法测定3例患者吸入4%（病例1）和3%（病例2、3）前后动脉、静脉血氢浓度(HC)，同时监测生理参数。为了进行一致性研究，在30分钟的h2吸入治疗结束时，我们多次在10例患者的静脉血中获得HC。
论文介绍
分子氢(H2)是宇宙中最丰富的元素，但在地面上空气中的浓度很低（0.00006体积%）。然而，在人类中，肠道细菌产生大量的H2[2]，人们普遍认为，隐含的充分性和可能持续的可用性排除了内部H2对人类健康的任何有益影响，最近在细胞生物学、动物疾病模型等领域对医学h2的广泛研究引入了无可辩驳的证据，表明h2医学治疗对人类疾病是可行的。我们最感兴趣的是h2的神经保护作用，在志愿者的成功试验后，我们治疗了其中一些h2患者，正如其他地方报道的那样。我们当时的结论是，当h2治疗与其他药物联合使用时，对非常选择性和少量的脑干梗死患者[提供了一些明显的好处。
血液中的HC
在开始吸入h2后，在3%（病例2、3）和4%（病例1）的h2气体后，动脉和静脉血中的HC迅速增加，并在约20min内达到约10至20微米/L的平台期。动脉血中的HC始终高于静脉血中的HC，但两者之间的差异随着时间的推移而减小。当h2给药终止时，动脉HC在6-8min内突然下降到终止前水平的10%以下。另一方面，静脉HC的变化相当缓慢，在约6min时下降到终止前值的50%以下，在约18min时继续进一步下降到平台水平的10%以下。然而，与动脉HC相比，这种下降似乎不是稳定和线性的，经常与下降曲线变平，甚至在h2吸入结束后8-9min左右偶尔暂时增加有关。然而，没有发现h2积累的迹象（图1）。

图1吸入氢（H2）之前、期间和之后血液中的氢浓度(HC)。在动脉（红色）和静脉（蓝色）血液中的HC（micromol/L）。之前），期间（0-30min）以及吸入(30min至60min)h2气体后。病例1（方形）吸入4%H2气体，病例2（三角标记），病例3（圆形）吸入3%H2气体。在高原水平上的HC达到了在成功的动物实验中报道的等效值。在降静脉血浓度曲线中存在一个驼峰，这可能表明额外的h2的来源，来自缓慢的血流/缓慢的释放室，如肌肉和皮肤。
吸入氢气期间和吸入后的生理参数
所检查的大部分生理参数均保持稳定。在这些参数中，动脉血和静脉血中pH和sO2（血氧饱和度）的指标最为稳定（图2）。在少数不稳定病例中，动脉po2和BE、BB在吸入过程中发生轻微变化（小于10%）。然而，这些变化的模式表明，换气过度或屏气可能是原因，因为当患者不熟悉或不舒服时，这些呼吸模式的不规则并不罕见。然而，在早期的空气中，h2的浓度高达4%，有一些迹象表明，这些变化可能是由吸入氢气混合物中的o2浓度的轻微下降（0.8体积%）引起的。病例1中po2的减少与碱基过量和pco2的轻微增加有关。相反，在病例2和病例3（未显示）中，po2的轻微下降与pco2和BE指数的降低相关，提示过度通气。然而，病例1中po2的轻微下降可能反映了我们早期将h2与空气混合而不是空气和额外氧气的做法。在混合气藏中加入高达40%浓度的氧气，以避免缺血组织中低浓度氧气的任何有害影响。

图2吸入氢（H2）前、中、后的生理参数。病例1的生理参数，（吸入5min前）、（0-30min）期间和（30min至60分钟）吸入H2（空气中4%），与血液HC测量同时获得，如图1所示。这些参数和密切的临床观察，除了一些与呼吸模式相关的指标，如过度通气或呼吸屏住等常见的患者意识水平正常外，均无明显变化。
30分钟氢处理30分钟结束时HC的一致性
在参与的10例患者中，吸入3%h2浓度的相同混合气体30分钟后，静脉血中的HC并不相同，实际上差异很大，从小于1到25微米/L不等（图3）。然而，当这些低HC患者被更密切的观察，频繁地检查口罩和鼓励时，HC通常会增加。2例肺部疾病患者（病例No.8和No.10）中，氢吸入30min时将HC升高至1微米/升以下，但同时吸入100cc），No.8从1.2增加到12.1微米/升，No.10从0.5微米/升增加至8.2微米/升。

图3初次吸入h2后血液HC不一致，随后更多注意改善。静脉血中的HC变化很大，在吸入30分钟h2的第一天内，其变化范围从小于1微米到25微米/L不等。经床边密切观察和鼓励后，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，同时缓慢静脉输注H2富集生理盐水(No.8为1.2至12.1微米/L，No.10为0.5至8.2微米/L)。
结论
实验的本质上是一项吸氢研究。：吸氢20分钟后血液中氢气的浓度达到峰值，这与动物实验报道一致。停止吸氢后，动脉血和静脉血中氢气的浓度分别在6分钟和18分钟后降到峰值的1/10.对各生理参数无明显影响。这说明吸氢是安全的。