富氢生理盐水可保护大鼠广泛烧伤引起的急性肺损伤

本文概述论文来自Journal of Burn, Care and Research杂志。
作者：Yong Fang, Xiu-Jun Fu, Chuan Gu, Peng Xu, Ying Wang,  Wei-Rong Yu,  Qiang Sun,  Xue-Jun Sun, Min Yao, 
背景：广泛的烧伤引起的急性肺损伤(ALI)及其极端表现，急性呼吸窘迫综合征，与高发病率和死亡率相关。由于其潜在的病理生理过程仍难以捉摸，目前还没有有效的治疗方法。近年来，大量研究表明，氧化应激和全身炎症反应在ALI的发病机制中起着关键作用，烧伤诱导的ALI主要被认为是肺继发发作（间接损伤）。1,2,5-7严重烧伤过度产生活性氧(ROS)是ALI的潜在介质。研究表明，与ALI相关的许多有害影响与烧伤损伤后超氧阴离子(O2)、过氧化氢（过氧化氢）、羟基自由基(OH)或过氧亚硝酸盐(ONOO)的存在有关。羟基自由基和过氧亚硝酸盐尤其成问题，因为它们拥有比超氧阴离子和过氧化氢有更高的氧化能量水平。ROS攻击脂质、蛋白质和DNA，引起细胞内不可逆的氧化应激，从而导致肺损伤。此外，ROS可通过激活核因子-B信号通路，诱导炎症介质的产生，从而对肺部造成额外的急性损伤。因此，抑制或减少氧化应激的治疗可能有利于影响严重烧伤诱导的ALI的治疗。

试验设计

大鼠随机分为4组：1）假手术加生理盐水处理组(S+N, n=8); 2) 烧伤加生理盐水治疗组(B+N, n=8); 3)烧伤加富氢盐处理组(B+N, H=8); 4)烧伤加生理盐水治疗组(B+E, n=8); 5)
B+N组大鼠给予IP生理盐水(5ml/kg；)。
 

富氢生理盐水可减少严重烧伤大鼠的肺水肿

为了确定富氢生理盐水是否能减轻严重烧伤引起的ALI，我们评估了氢气对不同治疗组肺水肿的影响。肺干：湿比用于评估肺水肿。烧伤后12小时，SN、BN、BH和BE组的肺干湿比分别为0.252（0.011）、0.228（0.013）、0.245（0.013）和0.238（0.014）(图1A)。烧伤加生理盐水组的肺干湿比明显低于假手术对照组。与烧伤加生理盐水处理的大鼠相比，富氢生理盐水和依达拉奉处理的大鼠的肺干湿比明显增加。BH组和BE组之间的肺干湿比无显著性差异。
为了验证肺水肿的这种差异，我们采用苏木精和伊红染色进行了肺组织学评估。烧伤后12小时，烧伤加生理盐水动物的肺组织学显示为过度间质水肿、肺泡壁增厚和大量炎症细胞浸润(图1C)。与假对照组相比，烧伤加富氢生理盐水和加重大鼠(图1D，E)，组织学图像显示肺泡壁中度间质水肿，炎症细胞中度浸润进入肺泡(图1B)。这些结果表明，富氢生理盐水减轻了严重烧伤引起的ALI患者的肺水肿。 图1。富氢生理盐水对广泛性烧伤大鼠肺水肿的影响。A，在损伤后12小时，肺取自假对照组、烧伤加生理盐水、烧伤加富氢生理盐水和烧伤加依达拉奉大鼠(每组n8)。测定干肺重量与湿肺重量的比值(平均±SD，*P<.05，**P<.01)。对假(B)组、烧伤加生理盐水(C)组、烧伤加富氢生理盐水(D)组和烧伤(E)组的肺组织学图像（苏木精和伊红）进行评估。
 
 
富氢生理盐水可改善严重烧伤大鼠的肺氧合功能
为了确定富氢生理盐水是否对肺氧合功能有影响，我们使用临床设备进行了动脉血气分析。如表1所示，在烧伤后12小时，烧伤加生理盐水处理的动物的PaO2水平明显低于假手术对照组(B+NvsS+N，P<.05)。BH组和BE组的PaO2水平显著高于BN组(P<.05)，而BH组和BE组之间无显著性差异。4个治疗组也检测了PaCO2和SaO2，但四组间PaCO2和SaO2的差异无统计学意义(P.05)

表1。动脉血气分析结果
 

富氢生理盐水可减轻严重烧伤大鼠的肺氧化应激

为了确定富氢生理盐水对烧伤诱导的ali患者肺氧化应激的影响，我们需要测定肺内MDA和碳基的水平
分别用于评估对脂质和蛋白质的氧化损伤。如图2A所示，在烧伤后12小时，烧伤加生理盐水组的肺中MDA含量明显高于假手术对照组(P<.01)。与烧伤加生理盐水治疗相比，烧伤加富氢生理盐水或加依达拉奉组的肺MDA水平显著降低(P<.01)。同样，肺水平的碳基(图2b)在烧伤+生理盐水治疗大鼠明显高于假大鼠(BH和SNP<.01)，和碳基水平在烧伤+富氢盐水或+依达拉奉组明显低于烧伤+生理盐水组(P<.01)。BH组和BE组间三乙醚和碳基水平无显著差异(P.05)。8-OH-dG含量，作为氧化应激引起的DNA损伤的标志，在烧伤后12小时在4个不同治疗组的大鼠肺中测量(图2C)。假手术组肺动脉8-OH-dG水平显著低于BN组(S+NvsB+N，P<0.5)

图2。富氢生理盐水可减轻严重烧伤引起的氧化应激。在损伤后12小时，从假对照组、烧伤加生理盐水、烧伤加富氢生理盐水、和烧伤加依达拉奉大鼠(每组n8)中取肺。A，使用化学反应试剂盒或ELISA试剂盒(平均±SD，**P<.01)测定肺内氧化脂质（丙二醛）、(B)氧化蛋白（碳基）和(C)氧化DNA(8-OH- dG )的产物。
 

富氢生理盐水可降低了严重烧伤大鼠肺部炎症介质的蛋白水平

炎症介质在烧伤诱导的ALI的发病机制中起着关键作用。采用ELISA法检测肺组织中IL-1，IL-6和TNF-的蛋白浓度。与假烧伤对照组相比，烧伤后12小时，烧伤加生理盐水处理大鼠肺组织中IL-1，IL-6和TNF-水平分别显著增加了3.13倍、4.94倍和4.10倍(图3A-C)。给予富氢生理盐水和依达拉奉可显著抑制烧伤引起的反应,肺组织中IL-1，IL-6和TNF-水平的升高(BHvsBN，P.01)。与依达拉奉相比，富氢生理盐水治疗对这三种炎症介质的抑制作用相似。

图3。富氢生理盐水可降低烧伤大鼠炎症介质的蛋白水平。在烧伤后12小时，从假对照组、烧伤加生理盐水、烧伤加富氢生理盐水和烧伤加依达拉奉大鼠(每组n8)中取肺。用抗白细胞介素(IL)-1(A)、抗IL-6(B)、抗肿瘤坏死因子(TNF)-(C)抗体(平均加减SD，**P<.01)对肺蛋白进行ELISA分析。
 

富氢生理盐水可抑制严重烧伤大鼠肺内的MPO水平

MPO是一种主要由中性粒细胞分泌的酶。因此，采用免疫组化方法分析肺MPO水平，以评估中性粒细胞浸润到肺的情况。在烧伤后12小时，从假手术对照组中获得的肺中几乎没有MPO染色(图4A)。在烧伤和生理盐水处理的大鼠的肺泡中发现MPO染色增加(图4B)。与烧伤加生理盐水处理的动物相比，给予富氢生理盐水或依达拉奉显著降低了肺内的MPO(图4C，D)。对染色强度的程度进行评分和量化，见图4E。为了确认免疫组化数据，我们使用ELISA检测肺MPO蛋白水平。肺MPO蛋白水平的变化主要为与免疫组化结果一致
 

图4。富氢生理盐水可抑制烧伤大鼠肺组织中髓过氧化物酶(MPO)的激活。在损伤后12小时，从假对照组(A)、烧伤加生理盐水(B)、烧伤加富氢生理盐水(C)和烧伤加依达拉奉(D)大鼠(每组n8)中取肺。组织切片采用抗mpo免疫组化方法进行分析。棕色表示MPO染色阳性（箭头表示肺泡染色阳性）。(E)MPO染色强度的半定量分析。(F)肺蛋白采用ELISA法进行MPO定量分析(平均±SD，**P<.01)

总结

给予富氢生理盐水可改善广泛烧伤大鼠模型的肺水肿和肺氧合功能。氢水可以明显降低烧伤引起的肺部氧化产物水平升高，包括MDA等，氢水还可以降低肺部炎性介质及髓过氧化物酶水平。
综上所述，富氢盐盐水可以减少肺对脂质、蛋白质和DNA的氧化损伤，减轻炎症反应，从而减轻严重烧伤后的肺水肿，增强肺氧合功能的恢复。因此，氢治疗可能是一种很有前途的减轻肺损伤的策略。