Molekulare Wasserstofftherapie lindert Organschäden durch Sepsis
Abstrakt
Seit ihrem Vorschlag im Jahr 2007 ist die molekulare Wasserstofftherapie weit verbreitet und erforscht. Viele Tierversuche wurden in einer Vielzahl von Krankheitsfeldern durchgeführt, wie z. B. Hirninfarkt, Ischämie-Reperfusionsschaden, Parkinson-Syndrom , Typ-2-Diabetes mellitus, metabolisches Syndrom , chronische Nierenerkrankung, Strahlenschaden, chronische Hepatitis, rheumatoide Arthritis , akutes Stressgeschwür Sportverletzungen , Mitochondrien- und Entzündungskrankheiten sowie akute Hautrötungskrankheiten und andere pathologische Prozesse oder Krankheiten.
Auf die molekulare Wasserstofftherapie wird hingewiesen, da auch bei Sepsis-Patienten eine Schutzwirkung besteht. Die Auswirkungen der molekularen Wasserstofftherapie auf die Sepsis werden unter den Gesichtspunkten grundlegender Vitalfunktionen, Organfunktionen (Gehirn, Lunge, Leber, Niere, Dünndarm usw.), Überlebensrate usw. gezeigt. Die molekulare Wasserstofftherapie kann die Freisetzung von Entzündungsfaktoren und Verletzungen durch oxidativen Stress signifikant reduzieren. Dadurch kann es die Schädigung verschiedener Organfunktionen durch Sepsis reduzieren und die Überlebensrate verbessern. Die molekulare Wasserstofftherapie ist eine prospektive Methode gegen Sepsis.
1. Einleitung
Sepsis ist eine systematische entzündliche Reaktion auf eine Infektion. Es ist eine der schwersten Krankheiten auf der Intensivstation, was eine weltweite Herausforderung darstellt. Obwohl eine umfassende Therapie dafür entwickelt wurde, ist Sepsis immer noch mit einer hohen Morbidität und Mortalität verbunden und kostet viel für den Krankenhausaufenthalt. In den USA sind 750.000 Menschen pro Jahr von einer schweren Sepsis betroffen, die 16,7 Milliarden US-Dollar pro Jahr kostet und deren Inzidenz im Laufe der Zeit um 8,7% zunimmt [ 1 , 2 ].
Sepsis führt zu abnormalem Blutdruck, Herzfrequenz und PaO 2 . Es beeinflusst auch verschiedene Organe und führt sogar zu multiplen Organ-Dysfunktions-Syndromen (MODS). Die wichtigsten klinischen Merkmale des Gehirns sind Delir, Koma, Orientierungslosigkeit, Verlangsamung der mentalen Prozesse und kognitive Dysfunktion. Sepsis führt zu einer akuten Lungenverletzung und einem akuten Atemnotsyndrom (ARDS), dessen Sterblichkeitsrate bei kritisch kranken Patienten 30% bis 50% beträgt. In der Leber manifestiert sich eine Störung der Proteinsynthesefunktion in einer fortschreitenden Störung der Blutgerinnung und einer Störung der Stoffwechselfunktionen, die zu einer Beeinträchtigung des Bilirubin-Metabolismus führt. Die Inzidenz von akuten Nierenverletzungen liegt bei kritisch kranken Patienten bei fast 65% und kann den Zustand von Patienten mit septischem Schock verschlimmern. Sepsis verringert auch die Durchblutung des Magen-Darm-Trakts, was zu schwerer Ischämie, Hypoxie und Reperfusionsschäden führen kann.
Jüngste Forschungsergebnisse legen nahe, dass molekularer Wasserstoff als therapeutisches Antioxidans wirkt, indem er Hydroxylradikale selektiv reduziert und wirksam vor Organschäden schützt. Im Jahr 2007 wurde durch Inhalation von molekularem Wasserstoffgas eine Hirnverletzung unterdrückt, indem die Auswirkungen von oxidativem Stress bei akuter fokaler Ischämie und Reperfusionsmethode bei Ratten gepuffert wurden [ 3 ].
Im Jahr 2008 wurde festgestellt, dass molekulare Wasserstofftherapie die Entzündungsreaktion im Rattenmodell der Dünndarmtransplantation hemmt. Gleichzeitig wurde nachgewiesen, dass die molekulare Wasserstofftherapie vor akuter Pankreatitis schützt [ 4 ].
Im Jahr 2010 wurden protektive Wirkungen von molekularem Wasserstoff auf Sepsis und sepsisassoziierte Organschäden festgestellt, die hauptsächlich auf seiner antioxidativen Eigenschaft beruhten [ 5 ].
Es gibt 3 Hauptmethoden der molekularen Wasserstofftherapie: Inhalation von molekularem Wasserstoffgas (H 2 ), orale Aufnahme von molekularem wasserstoffreichem Wasser (HRW) und Injektion von molekularer wasserstoffgesättigter Salzlösung (HRS). Die molekulare Wasserstofftherapie kann auch mit anderen Therapien wie Reanimation und Sauerstofftherapie kombiniert werden.
2. Oxidativer Stress bei Sepsis
Autoimmunschäden treten bei der Sepsis auf und die Pathogenese ist sehr kompliziert, wobei oxidativer Stress eine wichtige Rolle spielt.
Die Immunzelle wird aktiviert und der Atemstillstand erzeugt eine Menge an reaktiven Sauerstoffspezies (ROS). Durch ROS induzierter oxidativer Stress kann die Permeabilität von Epithelzellen durch Zerstörung der Zellmembran verändern. Das Ungleichgewicht der antioxidativen Abwehrsysteme gegen oxidativen Stress kann auch die Epithelzellen schädigen [ 6 ].
3. Mechanismus des molekularen Wasserstoffs
Molekularer Wasserstoff ist ein Abfänger des Hydroxylradikals. molekularer Wasserstoff / H 2 kann ROS in vitro selektiv reduzieren; es reagiert nur mit den stärksten Oxidationsmitteln, was bedeutet, dass die Verwendung von molekularem Wasserstoff H 2 mild genug ist und keine schwerwiegenden Nebenwirkungen hat [ 3 ].
Molekularer Wasserstoff kann die Freisetzung von Zelladhäsionsmolekülen sowie von entzündungsfördernden Zytokinen unterdrücken. molekularer Wasserstoff H 2 könnte entzündungshemmende Zytokinspiegel erhöhen. molekularer Wasserstoff H 2 verstärkte die HO-1-Expression und -Aktivität, was darauf hindeutet, dass molekularer Wasserstoff H 2 über einen Nrf2- (Nuclear Factor Erythroid 2 p45 Related Factor 2) / HO-1-Weg übermäßige Entzündungsreaktionen und Endothelschäden unterdrücken könnte [ 14 ].
Zusätzlich wurde vorgeschlagen, dass molekularer Wasserstoff die Fähigkeit besitzt, verschiedene Wege zu beeinflussen und die Genregulation oder Proteinexpression von MPO (Myeloperoxidase), MCP, Caspase-3, Caspase-12, TNF (Tumornekrosefaktor) und Interleukinen zu unterstützen , Bcl-2, Bax und Cox-2 (wie in Abbildung 1 gezeigt [ 15 ]).
4. Der Einfluss von molekularem Wasserstoff auf den Allgemeinzustand
In Tierversuchen verändert die Sepsis den allgemeinen Zustand von Mäusen, wie den abnehmenden mittleren Arteriendruck (MAP) und den abnehmenden PaO 2 .
In der Studie von Liu et al. Nahm der MAP innerhalb von 20 Minuten nach der Injektion von LPS (Lipopolysaccharid) ab. Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen Wiederbelebungsgruppe und Wiederbelebung + molekularer Wasserstoff-H 2 -Gruppe, während das Flüssigkeitsvolumen und die Verwendung von Noradrenalin bei der Wiederbelebung + molekularer Wasserstoff-H 2 -Gruppe weniger verwendet wurden [ 6 ]. In einer anderen Studie benötigt die Wiederbelebungsgruppe mehr Flüssigkeit und Noradrenalin als die molekulare Wasserstoff-H 2 -Gruppe, obwohl diese beiden Gruppen einen ähnlichen MAP erhalten [ 13 ].
Viele Studien haben gezeigt, dass durch Sepsis das PaO 2 und das PaO 2 / FiO 2 abnimmt, und eine molekulare Wasserstofftherapie kann diese Änderung lindern. Xie et al. gaben an, dass das PaO 2 / FiO 2 -Verhältnis in der Gruppe der cecalen Ligation und Punktion (CLP) signifikant abnahm. Das Einatmen von molekularem Wasserstoff-H 2 -Gas kann die Veränderung wieder herbeiführen [ 10 ]. In der Studie von Liu et al. Über septische Mäuse sank PaO 2 . Die Wiederbelebung verbesserte das PaO 2 auf 62,34 ± 2,46 mmHg ( p <0,05), aber die Wiederbelebung + molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation zeigte eine größere Wirksamkeit, indem das PaO 2 auf 88,98 ± 3,17 mmHg verbessert wurde [ 6 ].
Wenn die molekulare Wasserstofftherapie allein angewendet wird, gilt dies auch. Li et al. stellten fest, dass HRS das PaO 2 von 59 ± 6 mmHg auf 67 ± 8 mmHg ( p <0,05) in CLP-Mäusen erhöhte [ 11 ]. Xie et al. zeigten, dass PaO 2 / FiO 2 bei Mäusen mit LPS-Exposition signifikant abnahm, was sich durch molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation verbesserte [ 12 ].
Im Allgemeinen verringerte die Sepsis MAP, PaO 2 und PaO 2 / FiO 2 . Die traditionelle Wiederbelebung kann diese Veränderungen lindern. Es funktioniert besser, wenn es mit einer molekularen Wasserstofftherapie kombiniert wird. Die molekulare Wasserstofftherapie ermöglicht es, mit weniger Flüssigkeit und dem vasoaktiven Mittel das MAP-Zielniveau zu erreichen. Die molekulare Wasserstofftherapie verbessert auch PaO 2 und PaO 2 / FiO 2 bei Sepsis signifikant.
5. Der Einfluss von molekularem Wasserstoff auf verschiedene Organe
Der Einfluss von molekularem Wasserstoff auf Veränderungen des biochemischen Indikatorniveaus in verschiedenen Organen wurde in Tabelle 1 zusammengefasst .
5.1. Gehirn
Das Gehirn ist eines der Organe, die bei einer frühen Sepsis betroffen sind. Es ist stark mit einer höheren Sterblichkeit und einer geringeren Lebensqualität verbunden.
Morphologische Veränderungen können durch pathologische Untersuchung festgestellt werden. Hirnschnitte wurden mit H & E gefärbt (Hämatoxylin-Eosin-Färbung). Im normalen Zustand zeigt die Hippocampus-CA1-Region dicht angeordnete Nervenzellkörper mit klaren Strukturen; Zytoplasma in Zellen ist reichlich vorhanden. Tierversuche ergaben jedoch, dass die meisten Neuronen in CLP-angeregten Mäusen geschrumpft und dunkel gefärbt waren; Der intrazelluläre Raum wurde vergrößert. Mit der HRS-Injektion blieben die Zellen mit Eumorphismus signifikant erhalten. Die Gesamtzahl der normalen Zellen in der Scheingruppe betrug 295,50 ± 12,91, während die Zahl in der CLP-Gruppe signifikant abnahm. Verglichen mit der CLP-Gruppe war die Anzahl normaler Zellen in der HRS-Behandlungsgruppe viel höher. Diese Daten zeigten die Dosis-Wirkungs-Beziehung der HRS-Behandlung [ 7 ]. Inhalation von molekularem Wasserstoff H 2 ergab ähnliche Konsequenzen bei HRS-Behandlung. In der Studie von Liu et al. Waren die Pyramidenneuronen in der Hippocampus-CA1-Region in der CLP-Gruppe, die die gelösten Nissl-Körper enthielt, in Unordnung angeordnet. Diese Störung war in der molekularen Wasserstoff-H 2 -Inhalationsgruppe geringer. In der CLP-Gruppe wurde eine Masse apoptotischer Zellen in der Hippocampus-CA1-Region gefunden, und in der molekularen Wasserstoff-H 2 -Inhalationsgruppe wurden weniger apoptotische Zellen gefunden [ 8 ]. Die Studie von Zhou et al. Bestätigte ebenfalls das Ergebnis [ 7 ].
Sowohl die immunhistochemische Färbung von gespaltener Caspase-3 als auch der Western Blot der gespaltenen Caspase-3-Expression im Hippocampus weisen auf einen starken Anstieg der CLP-Gruppe hin. Mit der HRS-Therapie wurde Caspase-3 nach dem CLP-Ereignis dramatisch reduziert. Die Anzahl der gespaltenen Caspase-3-positiven Zellen betrug 223,62 ± 25,71 in der CLP-Gruppe, was signifikant größer als in der Scheingruppe war. Nichtsdestotrotz betrugen die Zahlen in der HRS-Behandlungsgruppe mit 2,5 mg / kg und 10 mg / kg 142,26 ± 9,89 bzw. 84,13 ± 12,48. In diesen Gruppen wurden signifikante Unterschiede festgestellt [ 7 ].
Eine molekulare Wasserstoff-H 2 -Behandlung kann Störungen der Blut-Hirn-Schranke abschwächen. Evans Blue (EB) ist ein Farbstoff, der an Serumalbumin bindet und selten die Blut-Hirn-Schranke (BBB) passiert. In der CLP-Gruppe wurde jedoch ein offensichtlicher Anstieg der EB-Quantifizierung im Vergleich zur Scheingruppe beobachtet; Die molekulare Wasserstoff-H 2 -Behandlungsgruppe zeigte im Vergleich zur CLP-Gruppe eine geringere EB-Quantifizierung ( p <0,001). Die molekulare Wasserstoff-H 2 -Behandlung kann auch den Hirnwassergehalt senken. Der Hirnwassergehalt betrug in der Scheingruppe 74,85 ± 0,75, was in der CLP-Gruppe ( p <0,001) auf 78,34 ± 0,82 (%) und in der molekularen Wasserstoff-H 2 -Behandlungsgruppe auf 76,57 ± 0,87 (%) anstieg [ 8 ].
Die HRS-Behandlung und die molekulare Wasserstoff-H 2 -Behandlung verhinderten abnormale Änderungen der Oxidation und Antioxidation. Septische Mäuse hatten niedrigere SOD-Werte und höhere ROS- und MDA-Werte (Malondialdehyd); Sowohl die HRS-Behandlung als auch die molekulare Wasserstoff-H 2 -Behandlung können diese Änderungen verhindern. In Studien zeigte sich auch eine Dosis-Wirkungs-Beziehung [ 7 ]. Darüber hinaus waren die Aktivitäten der antioxidativen Enzyme (SOD und CAT) sowohl im Serum als auch im Hippocampus in der CLP-Gruppe signifikant vermindert. Im Gegenteil, die Gehalte an oxidativen Produkten (MDA und 8-iso-PGF & sub2 ; & alpha; ) waren deutlich erhöht. Eine molekulare Wasserstoff-H 2 -Behandlung könnte die Expression von Nrf2, einem wichtigen Transkriptionsfaktor für antioxidativen Stress, hochregulieren, um diese abnormalen Veränderungen zu lindern. Dieser Befund könnte die antioxidative Wirkung der molekularen Wasserstofftherapie erklären [ 8 , 9 ].
Die molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation kann die Spiegel entzündungsfördernder Zytokine (TNF- & agr ; , IL-1 & bgr ; und HMGB1) signifikant senken und die Spiegel entzündungshemmender Zytokine (IL-10) ( p <0,001) sowohl im Serum als auch im Körper erhöhen Hippocampus [ 8 ].
Die Forscher maßen die kognitive Funktion von Mäusen mit CLP-Exposition mit verschiedenen Methoden. Im Y-Labyrinth-Test und im Angstkonditionierungstest zeigte die molekulare Wasserstoff-H 2 -Gruppe an den Tagen 3 bis 14 nach CLP-Operation eine höhere kognitive Funktion [ 8 ]. Der Morris-Wasserlabyrinth-Test führt zu einer kognitiven Beeinträchtigung in der CLP-Gruppe; Eine HRS-Injektion könnte eine kognitive Beeinträchtigung lindern. Wenn die Dosierung von HRS auf 10 ml / kg ansteigt, wurde kein signifikanter Unterschied zwischen Scheingruppe und HRS-Behandlungsgruppe gefunden. Interessanterweise erholte sich die kognitive Dysfunktion 10 Tage nach dem CLP-Ereignis. Es zeigte an, dass erzwungenes Training das Lernen und das Gedächtnis beeinflussen kann.
Zusammenfassend kann eine Sepsis die Struktur des Gehirns, insbesondere die Hippocampus-CA1-Region, zerstören, indem sie eine oxidative Stressreaktion und eine entzündliche Reaktion stimuliert, die zu einer Beeinträchtigung der Kognition führen. Es wurde jedoch nachgewiesen, dass die molekulare Wasserstofftherapie die Störung abschwächt.
5.2. Lunge
Akute Lungenverletzung / akutes Atemnotsyndrom (ALI / ARDS) sind häufige Syndrome bei der Sepsis. Wenn ALI auftritt, unterscheiden sich der Oxygenierungsindex, die Lungen-MPO-Aktivität, das Lungen-W / D-Gewichtsverhältnis, die BAL (bronchoalveoläre Lavage) und das Gesamtprotein, die Lungenhistologie, die enzymatische antioxidative Aktivität und die entzündlichen Zytokine von den normalen Bedingungen.
Die normale Lungenstruktur weist keine Hyperämie und keine neutrophile Infiltration auf. Bei der Sepsis kann man jedoch ungeordnete Alveolenstrukturen, einen Zusammenbruch der Alveolen, eine unvollständige Alveolenwand, eine schwere Infiltration mit Neutrophilen, eine Alveolarkapillarstauung und eine verdickte Alveolenwand durch Ödeme finden. Eine Wiederbelebung kann nur die Akkumulation von Neutrophilen und das Alveolar-Kapillar-Exsudat verringern, nicht aber das Alveolar-Ödem lindern. In Kombination mit einer molekularen Wasserstoff-H 2 -Inhalation verringerte sich auch die Alveolarschädigung und das Alveolarödem signifikant [ 6 ]. Darüber hinaus könnte die individuelle Gabe von HRS auch die Infiltration von Neutrophilen, das interstitielle Ödem und die Atelektase verringern [ 11 ]. Es wurde bestätigt, dass die molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation auch bei der Abschwächung von Sepsis-induzierten Lungenschäden bei Mäusen wirksam ist. Eine 2% ige molekulare Wasserstoff-H 2 -Behandlung führte zu einer Verringerung der Infiltration von Entzündungszellen und einer Verbesserung der Lungenstruktur [ 5 , 12 ].
Darüber hinaus wurden die Auswirkungen der molekularen Wasserstoff-H 2 -Behandlung auf die Lungenzellapoptose untersucht. Zahlreiche Lungenzellen waren positiv für eine TUNEL-Färbung (TdT-vermittelte dUTP-Nick-End-Markierung), die apoptotische Zellen in der LPS-Gruppe identifizierte. In den Proben der molekularen Wasserstoff-H 2 -Behandlungsgruppe wurden einige positive Zellen beobachtet. Der Caspase-3-Nachweis zeigte in diesen Gruppen die gleiche Tendenz. Diese Daten zeigten, dass LPS-induzierte septisch stimulierte Lungenzellapoptose und molekulare Wasserstoff-H 2 -Therapie diesen Prozess verhindern würden [ 12 ].
Das Gewichtsverhältnis Lunge W / D ist ein Indikator für das Ausmaß eines Lungenödems. Die septische Lunge zeigte in allen Studien ein höheres W / D-Verhältnis. Die Wiederbelebung + molekulare Wasserstoff-H 2 -Gruppe zeigte eine signifikante Abnahme des Lungen-W / D-Werts im Vergleich zur Wiederbelebungsgruppe, was darauf hinweist, dass das Einatmen von H 2 zur Linderung von Ödemen von Vorteil war [ 6 ]. Die Gabe von HRS verringerte auch das Lungengewicht (W / D) [ 11 ]. molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation allein verringerte ebenfalls das W / D-Verhältnis [ 5 , 12 ].
Die Untersuchung der Zellzahlen und der Proteinkonzentration in BALF ist eine spezielle Technik zur Bewertung des Lungenergusses und seines Charakters. In Tierstudien wurde erwähnt, dass CLP oder LPS die Zellzahl und das Protein in BALF erhöhten, was durch H 2 -Inhalation entfernt werden konnte [ 5 , 10 ]. Xie et al. bewiesen, dass die molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation und die HRS-Injektion die Zellzahlen, PMNs (Polymorphonuclears) und das um LPS erhöhte Gesamtprotein wirksam reduzierten [ 12 ].
Die antioxidative enzymatische Aktivität in der Lunge (SOD und CAT) wurde unterdrückt und der Gehalt an oxidativen Produkten (MDA und 8-iso-PGF2α) bei Sepsis erhöht. Die molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation und die HRS-Injektion könnten beide oxidativen Stress hemmen [ 5 , 6 , 10 , 11 ]. Einige Studien zeigten, dass eine Erhöhung des MPO in der Lunge von septischen Mäusen durch eine molekulare Wasserstofftherapie aufgehellt werden könnte [ 5 , 6 , 10 , 12 ], andere zeigten jedoch, dass die HRS-Injektion keinen Effekt auf die Senkung des MPO-Spiegels hatte [ 11 ].
Entzündliche Zytokine (TNF- & agr ; , HMGB1, IL-1 & bgr ;, IL-6 und IL-8) waren erhöht, während entzündungshemmende Zytokine (IL-10) in Serum und Lunge bei Sepsis-Patienten erniedrigt waren. Die molekulare Wasserstofftherapie könnte den Gehalt an entzündlichen Zytokinen [ 5 , 6 , 10 ] senken und den Gehalt an entzündungshemmenden Zytokinen [ 10 ] bei septischen Mäusen erhöhen. Es gibt auch Forscher, die der Ansicht sind, dass die molekulare Wasserstofftherapie keinen signifikanten Einfluss auf den TNF- & agr ; – und IL-10-Spiegel hat [ 11 , 12 ].
Liu et al. [ 16 ] kombinierten die H 2 -Therapie mit der NO-Therapie bei Mäusen mit LPS-Exposition und stellten fest, dass die Kombinationstherapie eine signifikante Wechselwirkung zwischen beiden hatte und eine günstigere Wirkung hatte als die H 2 -Inhalation allein.
Im Allgemeinen wurde die Lungenstruktur durch Sepsis geschädigt. Das Lungen-W / D-Verhältnis, die Zellzahl und die Proteinkonzentration in BALF, der Gehalt an oxidativen Produkten und entzündlichen Zytokinen waren erhöht, während die antioxidative Enzymaktivität und die entzündungshemmenden Zytokine erniedrigt waren. Obwohl es immer noch Kontroversen gab [ 11 , 12 ], betrachteten die meisten Forscher die molekulare Wasserstofftherapie als eine gültige Technik, um all diese pathologischen Veränderungen zu lindern.
5.3. Leber
Die Leber ist eines der wichtigsten Organe, aber auch eines der ersten Organe, die während der Sepsis betroffen sind. Mit Ausnahme des Grades der oxidativen Stressreaktion und der Entzündungsreaktion können ALT und AST (Aspartataminotransferase) auch eine Leberfunktion aufweisen.
Histopathologische Veränderungen in der Leber zeigten sich bei der Sepsis. Tierstudie zeigt, dass die histologischen Werte der Leber in der CLP-Gruppe signifikant erhöht sind; Die O 2 -Inhalationsgruppe und die molekulare WasserstoffH 2 -Inhalationsgruppe zeigten beide viel niedrigere Werte, die sich sogar nicht von der Scheingruppe unterschieden [ 5 , 10 ].
Darüber hinaus entwickelten CLP-Mäuse eine signifikante Leberschädigung, die durch ALT- und AST-Erhöhung bewertet wurde. H 2 -Inhalation und HRS-Injektion könnten diese abnormalen Veränderungen abschwächen [ 5 , 10 , 11 ]. Insbesondere in der Studie von Xie et al. Zeigte die molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalationsgruppe keinen signifikanten Unterschied zur Scheingruppe, was auf die dramatische Wirkung der molekularen Wasserstoff-H 2 -Therapie hinweist [ 5 ].
Die oxidative Stressreaktion und die entzündliche Reaktion der Leber verliefen ähnlich wie bei der Lunge. Entzündliche Zytokine wie TNF- & agr ; und HMGB1 waren erhöht, während entzündungshemmende Zytokine wie IL-10 bei der Sepsis verringert waren. Die antioxidativen Enzymaktivitäten (SOD und CAT) waren verringert und die oxidativen Produkte (8-iso-PGF2α) waren erhöht. molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation milderte diese Veränderungen [ 5 , 10 ].
Studien über Leberschäden und Leberfunktion bei Sepsis mit molekularer Wasserstofftherapie lagen in geringer Zahl vor. Trotzdem zeigten diese Ergebnisse einen dramatischen Effekt der molekularen Wasserstofftherapie. Dies könnte darauf hindeuten, dass die molekulare Wasserstofftherapie beim Leberschutz viel wirksamer ist. In diesem Bereich sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich.
5.4. Niere
Akutes Nierenversagen (AKI) ist eine häufige Erkrankung bei septischen Patienten und kann den Zustand von Patienten mit septischem Schock verschlimmern, was zu einer höheren Mortalität führt. Mit Ausnahme des Grades der oxidativen Stressreaktion und der Entzündungsreaktion können Harnstoffstickstoff (BUN) und Kreatinin (Cr) auch eine Leberfunktion aufweisen.
Die H & E-Färbung von Nierengeweben zeigte ein Ödem im röhrenförmigen Nierenepithel, einen beschädigten Bürstensaum und ein interstitielles Ödem mit Blutung bei septischen Mäusen. Die Schädigung der tubulären Epithelzellen wurde in der molekularen Wasserstoff-H 2 -Inhalationsgruppe verbessert. Das ähnliche Ergebnis zeigte sich bei der transmissionselektronenmikroskopischen Analyse der glomerulären Filtrationsmembran [ 13 ]. Die histologischen Scores der Nieren nahmen in der CLP-Gruppe signifikant zu. es wird in der molekularen Wasserstoff-H 2 -Inhalationsgruppe wunderbar gelindert, die sogar keinen Unterschied zur Scheingruppe hatte [ 5 , 10 ].
Serum BUN und Cr waren in der LPS- oder CLP-Gruppe viel höher als in der Scheingruppe. Die H 2 -Inhalationsgruppe zeigte eine signifikante Reduktion von Serum-BUN und Cr [ 5 , 10 , 11 , 13 ]. Eine Studie ergab jedoch, dass sich das BUN / Cr-Verhältnis in allen Gruppen nicht signifikant unterschied. Da das BUN / Cr-Verhältnis verwendet wird, um zu analysieren, ob bei AKI eine prerenale Azotämie oder tubuläre Ischämie vorliegt, ist die molekulare Wasserstofftherapie möglicherweise nicht so wirksam, wie wir angenommen haben [ 13 ].
Die oxidative Stressreaktion und die entzündliche Reaktion der Niere waren bei Lunge und Leber ähnlich. Entzündliche Zytokine (TNF- α , IL-6 und HMGB1) waren erhöht, während entzündungshemmende Zytokine (IL-10) in der Sepsis erniedrigt waren. Die antioxidativen Enzymaktivitäten (SOD und CAT) waren verringert und die oxidativen Produkte (MDA und 8-iso-PGF2α) waren erhöht. H 2 -Inhalation milderte diese Veränderungen [ 5 , 10 , 13 ]. In einer Studie von Liu et al. Hatte der IL-10-Spiegel jedoch keine Veränderung zwischen allen Gruppen [ 13 ].
Trotz einiger Meinungsverschiedenheiten galt die molekulare Wasserstofftherapie als nützliche Methode, um Nierenschäden zu lindern, die Nierenfunktion zu schützen und Entzündungsreaktionen und oxidativen Reaktionen zu widerstehen.
5.5. Darm
Sepsis führt zu einer signifikanten Abnahme der Durchblutung des Magen-Darm-Trakts. Hyperperfusion führt zu schwerer Ischämie, Hypoxie und Reperfusionsschäden. Die Forscher befassen sich auch mit molekularer Wasserstofftherapie zur Linderung von septischen Schäden im Darm.
Im Tierversuch war nach LPS-Manipulation die Struktur der Dünndarmschleimhaut geschädigt. Dünndarmdrüsen wurden zerstört. Ödeme von Schleimhautzotten, Infiltration von Neutrophilen und sogar Darmulzerationen wurden auch häufig bei Sepsis beobachtet. Die Wiederbelebungstherapie verschlimmerte den oben erwähnten Schaden, während die molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation den Schaden verringerte. Der histologische Score der LPS-Gruppe war signifikant höher als der der Schein-Gruppe, aber der Score der molekularen Wasserstoff-H 2 -Inhalationsgruppe war im Vergleich zur LPS-Gruppe signifikant verringert [ 6 ].
Die Serumdiaminoxidase (DAO) -Aktivität spiegelt den Grad der Beeinträchtigung der Darmschleimhautepithelzellen wider. Die DAO-Spiegel in der Scheingruppe, der LPS-Gruppe und der H 2 -Gruppe betrugen 4,32 ± 0,33 kU / l, 6,54 ± 0,68 kU / l bzw. 5,14 kU / l ( p <0,05) [ 6 ]. Das Ergebnis zeigte, dass die molekulare Wasserstoff-H 2 -Inhalation die Epithelzelle des Darms vor septischen Schäden schützen kann.
Die oxidative Stressreaktion und die entzündliche Reaktion des Darms waren bei Lunge, Leber und Niere ähnlich. Entzündliche Zytokine (TNF- α , IL-6, IL-8) waren in der LPS-Gruppe erhöht. Die antioxidative Enzymaktivität (SOD) war verringert und die oxidativen Produkte (MDA) waren bei der Sepsis erhöht. Die Inhalation von molekularem Wasserstoff H 2 milderte diese Veränderungen.
Die Wirkung der molekularen Wasserstofftherapie auf Darmschäden bei der Sepsisheilung mit molekularer Wasserstofftherapie bedarf weiterer Forschung. Die molekulare Wasserstofftherapie schützte den Darm nach der einzigen Studienliteratur vor Sepsis.
6. Der Einfluss von molekularem Wasserstoff auf die Ergebnisse
Alle Untersuchungen zeigten, dass die molekulare Wasserstofftherapie die Überlebensrate von septischen Tieren unabhängig von der Methode der Arzneimittelverabreichung und der Sepsis-Induktion verbessern kann.
Zhang et al. verglichen 3 verschiedene Wege zur Sepsis-Induktion und die Überlebensrate. Die Überlebensraten von LPS-induzierten septischen Mäusen nach 24, 48 und 72 Stunden betrugen 88,89%, 66,67% und 66,67%. Mit der HRS-Behandlung stieg die Überlebensrate auf 100% ( p <0,05), 75% bzw. 75%. Bei Belastung durch Kotinjektion betrugen die Überlebensraten der Mäuse nach 24, 48 und 72 Stunden 100%, 75% und 75%. Mit der HRS-Behandlung stieg die Überlebensrate auf 85,71%, 85,71% ( p <0,05) bzw. 85,71% ( p <0,05). Die Überlebensraten von CLP-induzierten septischen Mäusen nach 24, 48 und 72 Stunden betrugen 76,47%, 47,06% und 35,23%. Mit der HRS-Behandlung stieg die Überlebensrate auf 72,73%, 72,73% ( p <0,01) bzw. 54,54% ( p <0,01). Die 3-Tage-Mortalitätsraten nach der Modellierung betrugen 33,33% (LPS-Modell), 25% (Kot-Modell) und 64,7% (CLP-Modell), während die HRS-Behandlung sie auf 25%, 14,29% ( p <0,05) und 45,45 reduzierte % ( p <0,01) bzw. [ 4 ]. Es gab noch keine verweigerten Daten.
7. Sicherheitsbedenken
Wie bereits erwähnt, gibt es drei Methoden der molekularen Wasserstofftherapie: Inhalation von molekularem Wasserstoff (H 2 ), orale Aufnahme von molekularem wasserstoffreichem Wasser und Injektion von molekularer wasserstoffgesättigter Kochsalzlösung. In geringen Konzentrationen (4,1% in reinem Sauerstoff oder 4,6% in der Luft) ist molekularer Wasserstoff weder explosiv noch gefährlich. Andere hielten es für sicherer, molekularen Wasserstoff in Wasser aufzulösen und den HRS durch orale Verabreichung oder Injektion zu verabreichen.
Auch hier kann man von molekularem Wasserstoff H 2 unabhängig von der Verabreichungsmethode profitieren , einschließlich des Trinkens von molekularem Wasserstoffwasser, das sich als weit überlegen erwiesen hat, als zum Beispiel Wasserstoffgas zu inhalieren Kochsalzlösung) für Tiere, Menschen und Pflanzen
Es wird erwartet, dass molekulares, wasserstoffreiches Wasser leicht anstelle von normalem Trinkwasser verwendet werden kann und chronische Krankheiten wie Krankheiten im Zusammenhang mit dem Lebensstil wirksam behandelt. Darüber hinaus ist molekulares Wasserstoffwasser sowohl sicher als auch einfach zu Hause zu trinken ( wir denken, es ist einfacher, molekulares Wasserstoffwasser zu trinken, als molekulares wasserstoffreiches Salzwasser zu injizieren oder molekulares Wasserstoffgas einzuatmen).
8. Fazit
Die molekulare Wasserstofftherapie hat eine schützende Wirkung auf die Sepsis, die durch pathologische Biopsie, Ausmaß der Entzündungsfaktoren / entzündungshemmenden Faktoren, oxidative Stressreaktion, Verhaltensexperimente und andere verwandte Indikatoren der Organfunktion nachgewiesen wurde. Obwohl die Auswirkungen der molekularen Wasserstofftherapie auf Leber und Niere umstritten sind, zeigt die allgemeine Ansicht, dass die molekulare Wasserstofftherapie für Organe wie Gehirn, Lunge, Leber, Niere und Dünndarm von Vorteil ist.
Die molekulare Wasserstofftherapie in Kombination mit einer Sauerstofftherapie oder einer Flüssigkeitsreanimation kann die Schädigung durch freie Sauerstoffradikale, die Menge an Flüssigkeit und vasoaktiven Arzneimitteln sowie die Überladung mit Flüssigkeit verringern. Infolgedessen kann die molekulare Wasserstofftherapie die Komplikationen der Sauerstofftherapie und der Flüssigkeitsreanimation verringern.
Der Großteil der Studienergebnisse stammte jedoch aus Tierversuchen, während Berichte über klinische Forschung selten waren. Es wird noch viel mehr klinische Evidenz verlangt.
Zusammenfassend ist die molekulare Wasserstofftherapie eine vielversprechende Methode, um Organschäden zu lindern, das Ergebnis zu verbessern und die Sterblichkeitsrate bei Sepsis zu senken.
Konkurrierende Interessen
Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4931094/
- Oxid Med Cell Longev
- v.2016; 2016
- PMC4931094