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氢气吸入对视网膜缺血再灌注损伤的抑制作用 精选

已有 5920 次阅读 2023-10-19 15:53 |系统分类:科研笔记

本研究论文作者来自日本富山大学医学与药学研究生院眼科研究使用常用实验动物SD大鼠,采用眼球内注射盐水加压造成视网膜缺血90分钟,然后减压恢复血流,从而建立视网膜缺血再灌注损伤模型。给这种视网膜损伤的动物吸入1.8%氢气。结果发现,氢气治疗组内层视网膜的平均厚度为107.2±16.0μm,显著大于未治疗对照组(60.8±6.7μm)小胶质细胞、视网膜功能和炎症反应因子等制备都符合氢气治疗有效的判断。这一研究证明,即使非常小剂量摄取氢气,1.8%浓度的氢气吸入,都可以对视网膜缺血再灌注损伤产生显著治疗效果。这种效果和组织炎症反应被抑制高度相关,说明氢气吸入可以通过抑制组织炎症反应发挥损伤保护作用。研究结果再次验证,2007年日本学者自然医学杂志上发表的氢气吸入对脑缺血再灌注损伤具有治疗作用的观点。

Otsuka M, Arai K, Yoshida Y, Hayashi A. Inhibition of retinal ischemia-reperfusion injury in rats by inhalation of low-concentration hydrogen gas. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2023 Oct 18. doi: 10.1007/s00417-023-06262-3. Epub ahead of print. PMID: 37851131.

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论文摘要

目的:使用大鼠模型研究氢气吸入对视网膜缺血再灌注(I/R)损伤的抑制作用。

方法:使用6周龄雄性Sprague-Dawley大鼠。将一根27G针连接到放置在眼睛上方200厘米处的盐水瓶上的管子插入到前眼房中,以创建大鼠视网膜I/R模型。在缺氧加氢气组(H2(+)组),将缺氧时间设定为90分钟,并在开始缺氧的同时,将1.8%的氢气添加到麻醉面罩输送的空气中。在非氢气处理缺氧组(H2(-)组),以类似的方式创建I/R损伤,但仅吸入空气。测量ERGs;移除眼睛后,对视网膜进行组织学、免疫染色和分子生物学分析。

结果:H2(+)组内层视网膜的平均厚度为107.2±16.0μm(n=5),显著大于H2(-)组(60.8±6.7μm)。H2(-)组中Iba1的免疫染色显示胶质细胞数量增加以及微胶质细胞浸润到视网膜下空间,而H2(+)组中没有胶质细胞的增加。H2(+)组中的B波振幅显著高于H2(-)组。在膜抗体阵列中,H2(+)组中的白细胞介素-6、单核细胞趋化蛋白1和肿瘤坏死因子α水平显著低于H2(-)组。

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  视网膜色素上皮的长度和外节段丢失(视网膜瘢痕)。A:H2(−)组在I/R损伤7天后的视网膜。外视网膜呈波浪状,部分缺失的光感受器细胞(箭头)。B:H2+)组在I/R损伤7天后的视网膜视网膜结构无不规则性C.(A).患者视网膜部分放大可以看到外节段的丢失(箭头)。(D).视网膜部分增大E视网膜疤痕环的时间序列。

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Immunostaining of GFAP, CRALBP, and Iba1.

A GFAP staining in the no-treatment group.

B GFAP staining of the H2() group after 3 days of I/R injury.

C GFAP staining of the H2(+) group after 3 days of I/R injury.

D GFAP staining of the H2() group after 7 days of I/R injury. Astrocytes do not project into the inner retina (arrows).

E GFAP staining of the H2(+) group after 7  days of I/R injury.

F GFAP and CRALBP staining in the no-treatment group.

G GFAP and CRALBP staining of the H2() group after 3 days of I/R injury.

H GFAP and CRALBP staining of the H2(+) group after 3 days of I/R injury.

I GFAP and CRALBP staining of the H2() group after 7  days of I/R injury. Astrocytes do not project into the inner retina (arrows).

J GFAP staining of the H2(+) group after 7  days of I/R injury.

K Iba1 staining in the no-treatment group.

L, O Iba1 staining of the H2() group after 3 days of I/R injury. Microglial subretinal infltration is seen (arrows).

N, P Iba1 staining of the H2(+) group after 3 days of I/R injury.

Q Iba1 staining of the H2() group after 7 days of I/R injury.

R Iba1 staining of the H2(+) group after 7 days of I/R injury.

GFAP, glial fbrillary acidic protein; Iba1, ionized calcium binding adapter molecule 1; CRALBP, cellular retinaldehydebinding protein The scale bars indicate 20 μm (AJ, O, P). The scale bars indicate 100 μm (KN, Q, R)

结论:吸入1.8%的氢气气体抑制了由视网膜I/R损伤引起的炎症、形态/结构改变和神经胶质细胞等指标都有改善。

警告:氢气可燃烧,使用安全永远都是最重要问题!

氢思语:当前氢气医学产业领域,大家都崇尚更高剂量的氢气使用。大家千万不要忘记,氢气安全性是氢气之所以被学术界关注和重视的重要基础。如果没有安全性这种前提,即使有效,也往往没有应用价值。当然安全性还包括使用风险,千万不要忘记氢气是一种可以燃烧的气体,超过一定浓度使用氢气存在巨大使用风险。如果没有安全可靠的技术,擅自增加氢气浓度到危险状态,容易导致严重后果。给人类使用任何工具,安全性是第一考虑的问题。其重要性超过有效性的。这一最新研究也再次提醒我们,氢气在比较低剂量下仍然可以产生作用,当然这种作用非常可能随着剂量增加而提高,但在安全性角度,宁可放弃和减少效果,也应优先保证使用安全。



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