分子氢对神经生物医学效应学习笔记之一

丁文京北美医学教育基金会

分子氢对神经生物医学效应学习笔记之一
对于脊髓损伤，氢治疗改善了大鼠的运动行为恢复和实验诱导的自身免疫性脑脊髓炎小鼠的神经恢复。
关于氢对大鼠脑损伤的影响，有相互矛盾的观察结果。有报告了氢治疗对新生缺血大鼠模型的有益作用，而其他研究人员则认为氢无效。有报道未经手术的氢给药不会对大鼠脑出血后产生神经保护作用或改善功能结果。这些不同的发现可能是由于不同的实验条件，如不同程度的缺血损伤、幼崽年龄、氢浓度和氢暴露时间。
氢分子给药可能是治疗多种疾病的一种新的医学方法，特别是与中枢神经系统相关的疾病。
最近的一项研究表明，在脑出血后，未经手术给予氢不会产生神经保护作用或改善大鼠的功能结果。对于脊髓损伤，氢治疗改善了大鼠的运动行为恢复，并改善了实验诱导的自身免疫性脑脊髓炎小鼠的神经恢复。
在心脏骤停后综合征动物模型中，吸入氢气可提高存活率和神经功能预后。
吸入氢或使用氢盐溶液已证明对大鼠创伤性损伤产生的脑损伤有益。富氢盐水在心脏骤停或血管原因引起的大鼠脑缺血损伤后有效。在炎症后受损的大脑中也观察到吸入氢气对小鼠的保护作用。
人类使用氢针对急性脑缺血安全性研究试图确定人类体内氢的等效浓度，以重现动物研究中获得的结果。作者得出结论，在人体内吸入3%的氢30分钟是安全的，它可能会在血液中产生类似的氢浓度，这已被证明对动物治疗或预防这种情况是有用的。然而，人体吸入氢的研究可能会变得复杂，部分原因是血液中的氢浓度可变，因此结果缺乏一致性。因此，氢在急性脑损伤中的临床应用需要进一步发展。
25例急性脑梗死患者吸入氢气体，无明显不良反应，与25例盲对照组相比，血氧饱和度有所改善。氢气治疗显著改善了严重梗死部位磁共振成像的相对信号强度。NIH卒中评分用于评估临床量化卒中严重程度，Barthel指数用于物理治疗评估。与对照组相比，吸入氢显著改善了这些评分。这些结果表明氢气体具有广泛和普遍应用的潜力。
在临床环境中，与自然病程相比，急性脑干梗死患者静脉注射富含氢的生理盐水（>250μmol/L）加用羟自由基清除剂/神经保护剂依达拉奉治疗与磁共振成像（MRI）结果的增量改善相关：相对扩散加权成像（RDWI），氢和依达拉奉联合输注后，区域表观扩散系数（rADC）以及rDWI和rADC的伪归一化时间均得到改善。
氢分子对大鼠脑梗死缺血再灌注模型的保护作用。将氢气应用于大鼠缺血再灌注模型作为急性模型。通过阻断大鼠大脑中动脉并随后再灌注产生局灶性缺血。大脑中动脉闭塞一天后，梗死体积呈氢依赖性下降。大脑中动脉闭塞一周后，未治疗组和氢治疗组大鼠的梗死体积差异增加。与未经治疗的大鼠相比，氢治疗的大鼠在体重、体温和运动缺陷方面也有改善。因此，氢不仅抑制了最初的脑损伤，而且还抑制了损伤的进展。氢显著降低了几种氧化应激标记物。在本实验中，氢被证明具有显著降低氧化应激和抑制脑损伤的潜力。
对大鼠脑梗死缺血再灌注模型的保护作用。将氢气应用于大鼠缺血再灌注模型作为急性模型。通过阻断大鼠大脑中动脉并随后再灌注产生局灶性缺血。大脑中动脉闭塞一天后，梗死体积呈氢依赖性下降。大脑中动脉闭塞一周后，未治疗组和氢治疗组大鼠的梗死体积差异增加。与未经治疗的大鼠相比，氢治疗的大鼠在体重、体温和运动缺陷方面也有改善。因此，氢不仅抑制了最初的脑损伤，而且还抑制了损伤的进展。氢显著降低了几种氧化应激标记物。在本实验中，氢被证明具有显著降低氧化应激和抑制脑损伤的潜力。
Ono及其同事对8例急性脑干梗死患者静脉注射氢和临床批准的自由基清除剂依达拉奉，并比较了26例单用依达拉奉患者的MRI指标。依达拉奉和氢的联合输注改善了相对扩散加权图像（rDWI）、区域表观扩散系数（rADC）以及rDWI和rADC的伪归一化时间。
动物研究提供了白细胞造成有害影响的证据。使用通过推进尼龙单丝阻塞大脑中动脉（MCA）诱导的2小时短暂局灶性脑缺血的大鼠模型，显示在脑循环恢复6小时后，中性粒细胞聚集在神经元损伤部位。中性粒细胞在再灌注组织中的积聚比在永久性失去血液供应的组织中发生得更早，且程度更大。研究表明，再灌注开始后6至24小时，梗死体积显著增加，最大梗死扩展期与中性粒细胞浸润的时间进程密切相关。
白细胞对脑再灌注损伤的贡献也受到中性粒细胞耗竭的有益影响的支持。研究了给予抗中性粒细胞抗血清治疗对短暂性缺血兔模型中脑梗死面积的影响。再灌注后，中性粒细胞减少的兔的局部脑血流量从低于5 ml/100 g/min恢复到20–30 ml/100 mg/min，而非中性粒细胞降低的兔则保持在低于10 ml/100 kg/min。相应地，中性粒细胞减少动物的梗死面积明显更小。在用抗中性粒细胞单克隆抗体治疗的大鼠中也报告了类似的结果。
动物实验的证据表明，中性粒细胞在再灌注期间限制局部脑血流量和增加梗死面积方面发挥作用。在动物中使用弥散加权成像获得了再灌注诱导的继发性缺血损伤的高质量证据。此外，再灌注损伤的演变可以通过观察弥散加权成像的动态变化来描述。