这是最近发表在《自由基生物医学》杂志上的论文，氢气是一种新型抗氧化损伤物质，符合这一杂志的宗旨，该杂志是自由基生物医学国际学会会刊，是备受尊重的著名学术期刊。氢气医学在该杂志上发表的论文并不太多，至今没有达到10篇。最近上海长海医院发表一篇论文，这是近期再次发表的来自四川自贡医院的论文。本研究主要是从细胞焦亡角度探讨了氢气用于气管插管压迫导致的气管粘膜细胞损伤。也算是氢气医学效应的新进展。不过有一些所谓的疾病和损伤，例如烧伤或创伤，关键是伤害因子的控制，一旦发生严重后果，治疗并没有好办法，许多治疗只能对症和维持，依靠身体自身的修复能力实现康复。所谓机制所谓保护性药物，在损伤面前，并不能发挥强大作用。氢气作为一种温和抗损伤工具，并不太适合用于剧烈损伤和严重疾病的核心治疗。氢气在许多情况下只能作为辅助和点缀策略。

氢气通过NLRP3-GSDMD通路调节焦亡以改善气管插管套囊压迫引起的气道黏膜氧化应激损伤

气管插管（ETT）的套囊是建立人工气道不可或缺的设备，然而套囊引起的压迫往往对气道黏膜造成损伤。这种损伤的机制涉及黏膜压迫性缺血和再灌注后的氧化应激损伤。目前，缺乏有效的策略来保护黏膜。氢气作为一种天然的抗氧化剂，在预防和治疗氧化应激损伤方面显示出了巨大的潜力。本研究旨在确定氢气对受压气道黏膜的保护作用。我们发现，由ETT套囊压迫引起的气道黏膜损伤与气道上皮细胞氧化应激诱导的焦亡有关。吸入氢气有效降低了活性氧物种的水平，显著改善了上皮细胞焦亡的变化，这种保护作用与抑制NLRP3-GSDMD通路有关。进一步的细胞研究，包括NLRP3的敲减和过表达，明确了氢气通过抑制上皮细胞焦亡从而对气道黏膜起到保护作用。此外，我们观察到，在全麻患者中使用富氢盐水充气ETT套囊，显著减少了术后喉咙痛。该研究证实，氢气有效提高了气道黏膜对氧化应激损伤的耐受性，为保护接受气管插管患者的气道黏膜提供了一种潜在的预防和治疗策略。

l 气管插管袖带压迫导致气管黏膜焦亡损伤。

l 氢中和活性氧减轻了细胞焦亡损伤。

l 氢气通过NLRP3-GSDMD途径减少气道焦亡损伤。

引言

ETT是全身麻醉、紧急复苏和危重病人高级生命支持必不可少的设备，在建立人工气道方面发挥着不可替代的作用[1]。充气后，ETT套囊密封气道进行机械通气，并防止吸入返流的风险[2]。然而，达到适当的套囊压力对麻醉师和临床医生来说是一个挑战。研究表明，当黏膜压迫压力超过35 cmH2O时，气道黏膜中的毛细血管和淋巴回流受阻，导致黏膜缺血[3,4]。一旦套囊放气，缺血的黏膜就会遭受再灌注损伤。如果压力持续，会迅速导致黏膜损伤，导致纤毛丢失、上皮细胞坏死和凋亡。由于上皮层的破坏，过度的套囊压力经常导致术后喉咙痛，并可能导致黏膜水肿和溃疡，严重情况下会导致术后气道狭窄甚至致命的气管破裂[[5], [6], [7]]。现在是关注气管插管病人气道黏膜保护的时候了。

普遍认为，维持套囊压力在30 cmH2O左右是保护气道黏膜的关键策略[[8], [9], [10]]。然而，围手术期因素如患者体位改变、人工气腹的建立、经食管超声心动图探头的放置以及手动吸引等都可能导致套囊压力升高，从而对黏膜造成压迫损伤[[11], [12], [13], [14]]。不幸的是，我们观察到即使压力稳定维持在30 cmH2O，长时间的机械通气仍然可能导致黏膜损伤。因此，探索提高气道黏膜对氧化应激损伤耐受性的方法具有重要意义。

套囊引起的黏膜损伤本质上是一种组织缺血性损伤，在压力缓解和再灌注恢复后遭受进一步的缺血-再灌注损伤。呼吸链的中断及其后的恢复导致组织内氧化与抗氧化之间的平衡失调，造成活性氧物种（ROS）的异常累积[15,16]。ROS是各种细胞死亡程序的关键启动因子，已被明确识别为引发焦亡的主要介质[17,18]。ROS刺激NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎性小体的组装，进而招募并激活半胱天冬酶-1(Caspase-1)。Caspase-1切割气孔蛋白D（GSDMD），引发显著的炎症反应[19,20]。尽管尚不清楚黏膜细胞焦亡是否介导了ETT套囊相关的气道黏膜损伤，但理论上，降低ROS水平可能增强气道黏膜的抗氧化应激能力。

在我们之前的研究中，我们发现氢气作为一种天然的还原剂，可以显著减少ROS的累积[21]。氢气对人体的安全性已得到确认，体内外研究均表明氢气能选择性中和有害的ROS，如羟基自由基（•OH）和过氧亚硝酸阴离子（ONOO-）[[22], [23], [24], [25]。研究表明，游离和蛋白质结合的血红素卟啉介导了分子氢的抗氧化和抗炎作用，通过催化选择性中和高细胞毒性的ROS[26]。这意味着氢气可能通过纠正呼吸链氧化应激失衡来提供组织保护。这也为氢气对气道黏膜的潜在保护作用提供了理论基础。氢气通过抑制ROS和NLRP3的表达发挥治疗作用，从而抑制焦亡的发生。它对于缺血性疾病、神经退行性疾病、神经病理性疼痛、癌症和代谢疾病具有积极的预防和治疗潜力[[21], [22], [23],[27], [28], [29]。目前，还没有关于氢气在气道黏膜保护中的应用及其相关机制的研究。因此，我们假设氢气可以通过减少ETT套囊压迫气道黏膜过程中ROS的累积，从而减轻气道黏膜的氧化应激损伤。本研究将从不同角度探讨ETT套囊相关的气道黏膜损伤中焦亡的作用：体内动物实验、体外细胞层面以及临床应用。它将阐明氢气对气道黏膜的保护作用及其潜在机制，旨在为接受气管插管患者的气道黏膜保护提供新策略。

本研究针对ETT套囊引起的气道黏膜损伤问题，确定了氧化应激是气道黏膜损伤的关键因素。首次采用氢气中和ROS以增强气道黏膜的抗氧化能力。此外，我们还证明了氢气通过NLRP3-Caspase1-GSDMD通路减轻了由ETT套囊压迫引发的氧化应激诱导的焦亡损伤。总之，我们发现ETT套囊压迫引起的气道黏膜损伤与气道黏膜上皮细胞的氧化应激诱导焦亡有关，而氢气通过NLRP3-Caspase1-GSDMD通路增强了黏膜细胞的抗氧化反应。以NLRP3介导的焦亡作为氢气干预的目标，氢气似乎是预防ETT套囊压力过大引起的损伤的有效气道黏膜保护剂。