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高压氧和氢气能强强联合吗?

已有 618 次阅读 2024-4-22 09:42 |个人分类:氢气效应基础|系统分类:科研笔记

博主:我98年开始从事潜水医学,潜水医学有时候也成为高气压医学,高压氧只是高气压医学的一个细分领域,本人从事的研究课题也是高压氧气的毒性机制研究。此后多年一直研究高压氧间接效益分子机制。2007年后,我是国人中最早开展氢气生物学效益的团队负责人,目前是世界上这一领域发表论文最多的作者。当然这不是说我在这两个领域都站多么高的学术地位,这是他人心中的感觉。不过对两个专业都能达到这种境界的人真的不多,因为高压氧医学领域的人从事氢气研究的人很少,氢气医学领域从事高压氧的人更少。能熟悉两个领域的人就极少了。总之,今天这个世界上,能比本人探讨这个问题更合适的人选不多。所以,我上周看到这个通讯交流的文章,感到非常亲切。

来信的意思是说,高压氧是解决缺氧疾病的利器,但仍然存在增加氧化应激的问题,因为缺血组织恢复血流或氧气供应可以产生更多自由基和氧化损伤这是经典理论。但缺血不解决,组织会坏死,缺氧不克服,道理一样。所以这成为一个临床悖论。不恢复供氧,细胞死亡,恢复供氧,细胞会加速受损。死亡和损伤,只能选择其一。氢气是近年来被证明具有抗氧化损伤的理想工具,所以如何和高压氧结合起来,一方面解决缺氧的病因,另一方面可以克服高压氧引起的氧化风险,简直就是珠联璧合。能抗氧化的药物和化合物很多,为什么要选择氢气,主要是气体给药容易让人想到氢氧联合的理想搭配,其实氢氧是朋友,也是敌人,氢加氧生物学效益上是联合,但物理安全方面是容易带来爆炸风险的糟糕组合。

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James MG, Sehgal VS. The synergistic potential of hydrogen inhalation and hyperbaric oxygen therapy. J Vasc Surg. 2024 May;79(5):1264.

The synergistic potential of hydrogen inhalation and hyperbaric oxygen therapy - Journal of Vascular Surgery (jvascsurg.org)

原文翻译:

我们对Lee及其同事的综述非常感兴趣,作者在其中描述了将高压氧疗法作为复杂主动脉修复(CAR)后脊髓损伤(SCI)标准治疗的辅助新疗法。1 高压氧疗法是许多术后并发症如CAR后SCI的革命性治疗方法。我们想知道作者是否考虑过将氢气吸入疗法(吸氢疗法)与高压氧疗法结合使用。注:临床上,主动脉手术会可带来典型的脊髓缺血再灌注损伤,我们和第一附属医院合作从事这方面的高压氧预防效益的研究。

有趣的是,继发性SCI的一个重要组成部分是由活性氧物种(ROS)和氧化应激引起的。2 虽然我们没有找到正式比较高压氧疗法吸氢疗法在治疗术后并发症方面的有效性的数据,但值得注意的是,有证据表明吸氢疗法具有强大的抗氧化效果。3 正如Yu等人所指出的,3吸氢疗法可能通过消除SCI产生的ROS以及减少高压氧疗法疗法产生的ROS来促进愈合。4,5 此外,氢气是一种强效抗炎剂。4 因此, 吸氢疗法的抗氧化和抗炎特性增强了其作为辅助标准治疗以治愈诸如SCI这样的术后并发症的潜在作用。

尽管吸氢疗法是一种新疗法,但它已经在从癌症到听力丧失到纤维化肺部疾病的多种疾病的治疗中显示出了几种应用。5 专注于SCI的神经学方面,吸氢疗法还可能治愈缺血再灌注损伤并具有神经保护作用——防止神经元凋亡、减少ROS并恢复神经元中的线粒体功能。5 此外,一项新的实验描述了氢气和高氧普通吸氧,没有加压,天津医大谢克亮组的工作在炎症模型中的效果。6 作者发现,单独的氢气或高氧疗法在小鼠的酵母聚糖诱导的炎症模型中比氢气-高氧联合疗法效果差。在这项研究中,联合疗法与降低的氧化前列腺素和超氧化物歧化酶、促炎细胞因子和肿瘤坏死因子-α有关。Hong等人6测试了治疗的存活率和器官损伤。然而,我们建议将联合疗法重新用于术后补救和改善手术结果。

总的来说,研究对比仅用吸氢疗法、仅用高压氧疗法和联合吸氢疗法+高压氧疗法组治疗CAR后SCI的患者试验将会很有趣。这些组将帮助临床医生确定最佳治疗方案,以最大化患者结果。结合两种技术,取两者之长以加速愈合将是令人兴奋和幸运的。尽管文献表明两者有互补效应,但只有进行了临床试验才能确定。

REFERENCES

1. Lee A, Katznelson R, Ouzounian M, et al. Adjunctive hyperbaric oxygen therapy for spinal cord ischemia after complex aortic repair. J Vasc Surg. 2024;79:478e484.

2. Jia Z, Zhu H, Li J, Wang X, Misra H, Li Y. Oxidative stress in spinal cord injury and antioxidant-based intervention. Spinal Cord. 2012;50: 264e274. 

3. Yu J, Yu Q, Liu Y, Zhang R, Xue L. Hydrogen gas alleviates oxygen toxicity by reducing hydroxyl radical levels in PC12 cells. PLoS One. 2017;12:e0173645. 

4. Ohta S. Will the hydrogen therapy be approved shortly? Ann Transl Med. 2020;8:264. 

5. De Wolde SD, Hulskes RH, Weenink RP, Hollmann MW, Van Hulst RA. The effects of hyperbaric oxygenation on oxidative stress, inflammation and angiogenesis. Biomolecules. 2021;11:1210. 

6. Hong Y, Sun LI, Sun R, Chen H, Yu Y, Xie K. Combination therapy of molecular hydrogen and hyperoxia improves survival rate and organ damage in a zymosan-induced generalized inflammation model. Exp Ther Med. 2016;11:2590e2596.

 

作者回复

James和Sehgal提出了一个有趣的案例,探讨氢气吸入疗法(吸氢疗法)作为复杂主动脉修复(CAR)后脊髓缺血(SCI)的潜在辅助治疗。1吸氢疗法在人类中关于CAR后SCI的研究尚未进行。

胸腹主动脉瘤修复期间的缺血-再灌注会诱导急性氧化应激并产生活性氧物种(ROS)。未被还原的ROS随后与脂质、DNA和蛋白质发生反应,最终导致细胞损伤甚至可能的细胞死亡。2 此外,缺血-再灌注损伤可以通过下调谷氨酸转运体导致细胞外谷氨酸水平升高,从而导致神经元损伤。不受控制的ROS有助于细胞外谷氨酸水平的变化,导致神经损伤。3 木村等人4研究了吸氢疗法的效果,特别是在使用经历主动脉交叉夹闭的大鼠的SCI中。他们发现吸氢疗法具有浓度依赖性的保护效果,其中较高浓度的吸氢疗法显著抑制了脊髓谷氨酸细胞外水平的增加。吸氢疗法的保护效果与维持谷氨酸报告者-1表达有关。预先给予谷氨酸转运体-1抑制剂抵消了吸氢疗法疗法的效果。5项研究表明,在空气中长时间吸入氢气对8名健康成人是安全的。该治疗被良好耐受,未引起临床上显著的不良效应。

初步的动物研究,特别是木村等的研究,揭示了吸氢疗法作为SCI辅助治疗的潜在用途及其效果的潜在机制。在我们的中心,我们尚未考虑实施吸氢疗法/或将吸氢疗法与高压氧疗法结合使用作为CAR后SCI的辅助治疗。除非有高压氧疗法的禁忌症,否则我们中心的所有SCI患者都会接受标准SCI治疗加上高压氧疗法6 关于吸氢疗法的使用以及高压氧疗法作为CAR后SCI潜在辅助治疗的研究仍处于早期阶段。需要进一步的研究来理解吸氢疗法高压氧疗法作为单独疗法对CAR后SCI的潜在机制和益处。

博主:作者回复的意思是,这个事我们很了解,且你忽视了一篇关键文章,我给你介绍一下,我们自己还没有开展这个研究,高压氧和氢气对脊髓缺血再灌注损伤都属于早期研究阶段,仍然需要进一步研究,两种方法结合起来的研究当然更需要耐心点。这种病人我们一般都使用高压氧治疗,氢气疗法的临床应用还需要更多研究

1. James M, Sehgal VS. The synergistic potential of hydrogen inhalation and hyperbaric oxygen therapy. J Vasc Surg. 2024;79:1264.

2. Ohsawa I, Ishikawa M, Takahashi K, et al. Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nature medicine. 2007;13:688e694.

3. Xiao L, Lan A, Mo L, et al. Hydrogen sulfide protects PC12 cells against reactive oxygen species and extracellular signal-regulated kinase 1/2-mediated downregulation of glutamate transporter-1 expression induced by chemical hypoxia. Int J Mol Med. 2012;30:1126e1132.

4. Kimura A, Suehiro K, Mukai A, et al. Protective effects of hydrogen gas against spinal cord ischemiae reperfusion injury. J Thorac Cardiovasc Surg. 2022;164:e269ee283.

5. Cole AR, Sperotto F, DiNardo JA, et al. Safety of prolonged inhalation of hydrogen gas in air in healthy adults.Critical care explorations. 2021;3:e543.

6. Scali ST, Kim M, Kubilis P, et al. Implementation of a bundled protocol significantly reduces risk of spinal cord ischemia after branched or fenestrated endovascular aortic repair. J Vasc Surg. 2018;67:409e423.e4



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