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氢在治疗烧伤中的研究进展

来源:六九路网
西南军医2015年3月第l7卷第2期Journal ofMilitary Surgeon in Southwest China,Vo1.17,No.2,Mar.,2015 ・189・ 氢在治疗烧伤中的研究进展 张余综述,廖毅审校 [摘要]严重烧伤易引起炎症反应及缺血再灌注损伤。最近研究发现,氢具有选择性抗氧化作用,可以选 择性地清除羟自由基及过氧亚硝酸阴离子,而不影响超氧阴离子和过氧化氢等具有信号作用的活性氧。因此, 在生物医学领域,譬如烧伤治疗方面展现出广阔的应用前景,氢能减轻烧伤对胃肠、肺部及角膜的损害及增加 术后皮瓣的存活率等。本文就目前国内外对氢在治疗烧伤方面的研究进行综述。 [关键词]烧伤;氢;活性氧 [中图分类号] R 644 [文章编号]1672.7193(2015)02—0189—03 烧伤后机体发生一系列的炎症反应,产生超量的 [文献标识码]A Doi:10.3969/j.issn.1672—7193.2015.02.030 再灌注损伤。该研究迅速引起广泛关注,从而引发了 氢气对治疗肺 、心 、肝 、肠 、脑 、2型糖尿病 、 肥胖 、脓毒血症… 等疾病的研究热潮。 2氢在烧伤治疗中的显著作用 活性氧(ROS),过量的活性氧损伤机体,诱发SIRS甚 至MODS。最近发现,氢具有选择性的抗氧化、抗炎、 抗血管增生及减轻缺血再灌注损伤等作用,从而减轻 烧伤后重要器官的损害。本文就对氢的性质、氢在烧 伤治疗中的作用、优点与不足及有待解决的问题进行 概述。 严重烧伤引起的休克和细菌感染等因素,可激活 体内巨噬细胞、中性粒细胞等炎性细胞,导致IL一1B、 IL一6、IL 8、TNF—c£、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子等 炎症细胞因子水平升高n -l3_。持续高浓度的炎症细 胞因子可破坏免疫功能,导致过度的全身炎症反应。 1 氢的性质及其主要作用 氢,排在元素周期表中首位,是自然界最丰富的 元素。氢气是自然界中最小的分子,是一种无色、无 味、具有可燃性的还原性气体,在化学中被用作还原 即使经过及时补液抗感染、早期封闭创面、肠内营养 支持等综合治疗,烧伤后全身炎症反应仍存在。氢可 缓解全身炎症反应,选择性清除自由基,抗凋亡及改 剂。过去普遍认为氢气像氮气一样,是一种生理性惰 性气体,不与体内任何物质发生反应。但一些研究表 明,氢气不仅不是生理性惰性气体,而且是一种理想 的抗氧化物质。1975年Dole等…将无毛的白化病小 善器官功能等,主要表现在以下方面。 2.1 氢对胃肠的保护严重烧伤后机体为保护重要 器官,血液重新分布,肠道是容易受累和损伤较重的 鼠放于0.8 MPa高压氢气氧气混合气体舱内连续呼 吸14天,发现氢可通过抗氧化作用抑制皮肤肿瘤的 生长。Gharib等 使用肝血吸虫感染的小鼠模型显 示,吸人高压氢气可以有效地减轻由虫卵激发炎症引 起的肝纤维化,减少微血管堵塞从而提高肝的血流 量、增加抗氧化酶的活性、减少脂质过氧化水平及 内脏器官。当烧伤时,机体在应激和组织损伤过程中 产生大量自由基,对机体本身带来伤害,而当延迟复 苏时氧分子重新进入缺血肠组织,由于缺血再灌注损 伤,黄嘌呤氧化酶形成增多、线粒体功能受损、中性粒 细胞活化,导致・OH、O ・、H:0 增多;加上延迟复苏 后微循环的改善,使自由基大量人血。延迟复苏后肠 道氧自由基产生增加,会加重黏膜结构受损,进而促 进肠道细菌和内毒素移位。金以超等n 观察富氢林 格液(富氢液)对严重烧伤延迟复苏大鼠肠组织的保 护作用,将大鼠随机分为假烫组(S组)、烫伤+普通林 格液延迟复苏组(BR组)和烫伤+富氢林格液延迟复 苏组(BH组)。本研究观察到:烧伤后富氢液组大鼠 肠组织的MDA水平显著低于普通林格液组,说明富 TNF水平等,首次证明了氢气具有抗炎的作用。然而 由于氢气治疗是需要高压等原因,这些研究并未引起 人们的广泛关注。2007年Ohsawa等b 观察到,给大 鼠吸人体积分数2%氢气能选择性清除有害自由基羟 自由基(・OH)、过氧化硝酸阴离子(ONOO’),而不影 响超氧阴离子(0 ・。)、一氧化氮自由基(NO・)和过氧 化氢等具有重要生理功能的活性氧,显著改善脑缺血 作者单位:646000四川泸州,泸州医学院附属医院整形烧伤外科(张通信作者:廖毅,Email:zhandly928@1 63.com 余、廖毅) ・190・ 西南军医2015年3月 第17卷笫2期Jouma1 ofMi1jtarv surge0n in Southwest C 氢液能减轻烧伤延迟复苏造成的细胞膜脂质过氧化 反应和氧化应激损伤;烧伤后富氢液组大鼠肠组织的 MPO活性显著低于普通林格液组,此结果说明富氢 眼睛表面,能减少NF.1(B的活性 采用含氢水冲洗碱 烧伤的角膜30min,可明显减少VEGF 及MCP.1水 平,减少角膜血管的生成,有效防止角膜碱烧伤引起 的失明。 液使减少肠组织的炎细胞浸润,减轻炎症反应;观察 到SOD的IC50(即50%抑制率所需的样品SOD)值降 低,说明SOD活性增高,减轻机体受氧自由基的损 害;同时还观察到肠组织IL一1B和TNF一(3t水平:普通林 2.3氢对肺的保护作用 严重烧伤,特别是伴有吸 人性损伤时,易造成急性肺损伤。Fang等 研究表 明,严重烧伤延迟复苏迅速引起肺部水肿和受损大鼠 格液组最高,其次是富氢液组,假烫组最低,提示给富 氢液对促炎性细胞因子的释放有抑制作用;肠组织病 体内的氧化作用,应用富氢生理盐水处理后上述症状 减轻。与单纯的生理盐水组对比,富氢生理盐水组明 理学显示富氢液可保护肠黏膜。高优等 探讨富氢 盐水对严重烫伤延迟复苏大鼠肠道损伤的影响及机 制。结果表明,烫伤后延迟复苏用富氢盐水处理组肠 道组织DAO水平明显高于生理盐水组,MDA、IL.1D 表达水平及肠道绒毛上皮细胞凋亡率均低于生理盐 水组。由此提示:富氢盐水可能通过清除机体内肠缺 血一再灌注过程中产生的过量氧自由基,从而减轻再 灌注损伤引起的氧化应激,通过降低炎性因子水平、 抑制细胞凋亡等机制来有效减轻大鼠肠缺血一再灌 注损伤。 烧伤后机体会产生氧化应激。氢对应激性溃疡 也有治疗作用。2012年Liu等¨ 建立大鼠冷束缚应 激性溃疡模型,实验组大鼠给予静脉注射富含氢气的 生理盐水(10ml/kg),对照组静脉给予同等剂量的生 理盐水。结果显示,静脉注射富含氢气的生理盐水减 少了应激诱导的脂质过氧化反应、蛋白羰基含量、 DNA氧化剂水平,增加组织的抗氧化潜力,减轻胃黏 膜炎症反应和中性粒细胞浸润,从而有效减轻胃黏膜 损伤,防止了胃黏膜细胞凋亡。此外,还证明氢能抑 制caspase.3、Bax表达的上调,进而从基因层面进行 调控。所以,研究者认为富含氢气的生理盐水对应激 相关胃黏膜的保护作用与氢气抗炎、抗氧化、抗凋f_ 作用密切相关。 2.2氢对烧伤角膜的保护角膜是暴露部位,容易 被烧伤。2011年Kubota等 将一定浓度的NaOH溶 液2gL滴于角膜表面建造碱角膜烧伤模型。在角膜 碱损伤后O 含量、NF v,B及血管内皮生长因子 (VEGF)的活性及单核细胞趋化蛋白1(MCP一1)明显 增强,造成明显的大面积的血管生成,这是活性氧在 角膜碱损伤后立即产生并增强的结果。超氧化物歧 化酶缺乏的小鼠角膜血管形成明显高于正常,证实了 活性氧可促进新生血管的形成。在角膜碱烧伤前3d 开始,如果每天用NF.vd3抑制剂脱氢环氧甲基醌霉素 和抗氧化剂N.乙酰.L.半胱氨酸处理小鼠,连续6d,能 显著降低角膜新生血管面积。烧伤后用含氢水冲洗 显减少MDA、羰基、8一羟基.2一核仟等肺氧化产物 此 外,富氢生理盐水组显著降低肺部炎症介质和MPO 水平。由此可见,严重烧伤诱导的急性肺损伤能通过 腹腔内注射富氢生理盐水减少氧化应激和炎症反应 来改善肺功能。 2.4氢在皮瓣中的保护作用 深度烧伤时部分创面 需要皮瓣移植修复,然而缺血再灌注损伤是影响手术 成功与皮瓣存活的主要威胁之一。肖一J一等 研究 显示,高压氧预处理与富氢生理盐水腹腔注射均能有 效减轻大鼠皮瓣的缺血再灌注损伤,且两种方法具有 协同治疗作用。同时,Zhao等 实验亦表明,腹腔注 射富氢生理盐水能减少MDA、炎症细胞L大l子、趋化凶 子的产生,减轻缺血再灌注损伤诱导的炎性细胞浸 润,减轻皮瓣炎症反应从而减轻缺血再灌注损伤,增 加皮瓣的存活率。 3氢在烧伤治疗中的优点与不足及有待解决的问题 3.1氢的优点与不足首先,氢相对分子质量小,且 具有较好的脂溶性、水溶性,能自由扩散到线粒体、细 胞质、细胞核等靶点部位;其次,具有选择性抗氧化作 用,可以选择性地清除羟自由基及过氧业硝酸阴离 子,而不影响超氧阴离子和过氧化氢等具有信号作Hj 的活性氧 ;再者,潜水医学的长期研究证明,氢气对 人体无不良反应。 但是,近年研究显示氢气在治疗』二亦仔在,一些小 足。2010年Saitoh等 连续28d给大鼠胃内注入富 含氢的电解质水,血液检测表明,雌性大鼠的粒细胞 比例增高,雄性大鼠的ALT和AST含量均降低,雌性! 大鼠的脾脏的重量增加,但在解剖和病理学I 尤明 变化。临床研究中,让受试者服用富含氢气的水,研 究发现90%受试者的AST和A 的含量轻度下降、 肌酐水平下降;谷氨酰转移酶升高、总胆红素升高 女性受试者的这些现象比男性受试者明娃,但均在临 床可接受的范围内。此外,部分受试者『lfJ }{现稀便、 大便次数增多、胃部灼热和头痛的不适 这些反成 西南军医2015年3月第17卷第2期Journal ofMilitary Surgeonin SouthwestChina,Vo1.17,No.2,Mar.,2015 metabolism in patients with type 2 diabetes or impaired 可能与含氢气的水有关,症状轻微,无严重的不良反应。 3.2有待解决的问题 目前有关氢气的多数研究还 处在动物实验阶段,氢气要真正走向临床还有很多问 glucose tolerance[Jj.Nutr Res,2008,28(3):137—143. [1 0]Kamimura N,Nishimaki K,Ohsawa I, a1.Molecular hydrogen improves obesity and diabetes by inducing he— 题亟待解决。(1)氢气是如何发挥对缺血再灌注损伤、 炎症、代谢性疾病、神经系统等疾病的治疗作用;(2) 进人血液循环的氢气很快被肺排出体外,为何对心、 脑、肺、肝、肾等疾病的防治作用却非常显著;(3)对氢 patic FGF2 1 and stimulating energy metabolism in db/db mice ̄J].Obesiy(Sitlver Spring),2011,19(7):1396-1403. [11]Xie K,Yu Pei et a1.Protective effects ofhydrogen gas on outirne polymicrobial sepsis via reducing oxidative 气的药代动力学、生物学和毒理学研究比较缺乏,阻 stress and HMGB1release[J].Shock,2010,34(1):9O一97. 止了氢气用于临床。 综上所述,氢气作为一种具有选择性的抗氧化、 抗炎、抗血管增生及减轻缺血再灌注损伤等作用,在 治疗烧伤方面有着重要的意义,随着氢气对烧伤研究 的增多及氢气基础研究的深人,氢气势必对烧伤的治 疗产生深远影响。 【参考文献】 Dole M,Wilson FR,Fife WP Hyperbaric hydrogen thera- PY:a possible treatment for cancer[J].Science,1975,190 (4210):152.154. [2] Gharib B,Hanna S,Abdallahi 0M.et a1.Anti.inflammato— ry properties of molecular hydrogen:investigation on para— site.induced liver inflammation[J].C R Acad Sci III, 2001,324(8):719—724. [3] Ohsawa I,Ishikawa M,Takahashi K,et a1.Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals[J].Nat Med,2007,13(6): 688—694. [4] Liu S,Liu K,Sun Q,et a1.Consumption of hydrogen wate reduces paraquat—induced acute lung injmv in rats lJJ.J Biomed Biotechnol,20 1 1:305086. [5] Zhang Sun Q,He B,et a1.Anti—inflammatory effect of hydrogen--rich saline in a rat model of Regional myocardi-- al ischemia and reperfusion[J].Int J Cardiol,201l,148 (1):91.95. [6] Sun H,Chen L,Zhou W,et a1.The protective role of hy— drogen—rich saline in experimental liver injury in micelJJ. J Hepatol,2011,54(3):471—480. [7] Chen H,Sun YP,Hu P a1.The effects of hydro— gen—rich saline on the contractile and structural changes of intestine induced by ischemia.reperfusion in rats lJ J.J Surg Res,2011,167(2):316—322. [8] Cai J,Kang Z,Liu K,et a1.Neur叩rotectiVe effects of hy— drogen saline in neonatal hypoxia—ischemia rat model[Jj. Brain Res,2009,64(4):753.761. [9] Kajiyama S,Hasegawa G,Asano M,et a1.Supplementa— tion of hydrogen—rich water improves lipid and glucose [12]潘宇红,黄璇,丁羚涛,等.严重烧伤患者促炎和抗炎细 胞因子的变化及其意义[J].国际检验医学杂志,2013, 34(19):2510.2513. [13]沈锐,冯祥生,宋红梅,等.早期重度烧伤患者血清中炎 症因子异常及其意义[J].中华损伤与修复杂志,2011,6 (6):908—912. [14]金以超,邱啸臣,孙瑜,等.富氢林格液减轻严重烧伤大 鼠延迟复苏引起的肠损伤[J].第二军医大学学报,2012, 33(2):170.174. [15]高优,方勇,李晓光,等.富氢盐水对严重烫伤延迟复苏 大鼠肠道损伤的影响[J].蚌埠医学院学报,2013,38( 10):1241.1245. [16]Liu X,Chen Z,Mao N,et a1.The protective of hydrogen on stress—induced gas ̄ic ulceration lJj.Int Immunophar- macol,2012,13(2):197—203. [17]Kubota M,Shimmura S,Kubota S,et a1.Hydrogen and N—acetyl—L—cysteine rescue oxidative stress-induced angio— genesis in a mouse corneal alkali—burn model[J]_Invest Ophthalmol Vis Sci,2011,52(1):427—433. [18]Fang Fu XJ,Gu C,et a1.Hydrogen—rich saline pro— tects against acute lung ijnury induced by extensive burn in ratmodel[J1.JBurnCareRes,2011,32(3):e82.91. [19]肖一丁,王晓军,王友彬.高压氧预处理与富氢生理盐水 治疗对皮瓣缺血再灌注损伤影响的研究[D].北京协和 医学院,2013:1-86. 120j Zhao L,Wang YB,Qin SR,et a1.Protective effect of hy— rdogen—rich saline on ischemia/reperfusion injury in rat skin lfap[JJ.J Zhejiang Univ Sci B,2013,14(5):382—391. [21]Saitoh Harata Y'Mizuhashi et a1.Biological safety of neutral-・pH hydrogen・・enriched electrolyzed water upon mu-・ tageniciyt,genotoxicity andsubchronic oral toxiciyt lJJ. Toxicol IndHealth,2010,26(4):203—216. [22]Nakao A,Toyoda Y'Sharma P’et a1.Effectiveness of hy- drogen irch water on antioxidant status of subjects with po— tential metabolic syndrome—an open label pilot study[J].J ClinBiochemNutr,2010,46(2):140—149. (收稿日期:2014.10.20) (责任编辑:杨惠文) 

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