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临床研究证明|氢气对心肌梗死手术有明显保护作用

文章来源:氢脉医学网编辑:氢脉医疗浏览:54时间:2020-07-06 11:11
吸氢气一天吸多少时间|
吸氢气一天吸多少时间
冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary atherosclerotic heart disease,CHD)是危害人类健康的常见疾病。
 
随着生活水平的不断提高,我国CHD的发病率呈逐年上升趋势,且患者越来越年轻化。目前冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass grafting,CABG)仍是国际上公认的CHD最有效的治疗手段,且大部分手术需要CPB技术的支持来完成。
 
然而,CPB引起的组织损伤的相关并发症影响心脏术后的病死率和发病率。CPB导致心肌损伤的发病机制尚未完全明确,但目前多认为CPB引起的全身炎症反应和缺血/再灌注损伤是导致CPB后心脏以及其他重要器官损伤的首要因素,提高心肌氧化应激,影响患者的预后[1,2]。
 
目前,临床上通过改良心脏停搏液、使用七氟醚麻醉等措施保护心肌,但结果不尽相同。氢气是一种无色、无味、无嗅、非金属和高度易燃的双原子气体,具有一定还原性。
 
Ohsawa等[3]报道动物吸入2%的氢气能显著改善脑缺血/再灌注损伤,其机制可能与通过选择性中和羟自由基和过氧化亚硝酸阴离子等有关。
 
鉴于氢气的抗氧化和抗炎症反应作用,本研究拟探讨氢气对CPB下CABG患者血中氧化应激和炎症因子水平的影响,探讨为CPB术中心肌保护提供新途径。
 
吸氢气一天吸多少时间
天津医科大学的临床研究报告
 
研究报告摘要
目的
观察氢气对CPB下冠状动脉旁路移植术患者血中氧化应激及炎症反应的调控作用,为CPB术中心肌保护提供新的方法。
 
方法
选取择期全身麻醉下行CPB冠状动脉旁路移植术患者30例,采用随机数字表法分为两组:
 
氢气组和对照组,每组15例。氢气组在CPB开始时给予2%氢气联合氧气转机1 h,对照组只给予氧气。
 
在麻醉诱导后切皮前(T0)、CPB开始5 min(T1)、CPB结束时(T2)、术后4 h(T3)、术后24 h(T4)采集桡动脉血标本测定血浆中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)的活性以及氧化产物丙二醛(malonaldehyde,MDA)、IL-6、高迁移率族蛋白B1(highmobility group box-1 protein,HMGB1)的水平。术中监测血流动力学指标(心率、CVP、MAP)并进行血气分析。
 
结果
两组患者血浆MDA水平于T0时差异无统计学意义(P>0.05),氢气组于T1~T3时明显低于对照组(P<0.05)。两组患者血浆SOD活性于T0时差异无统计学意义(P>0.05),氢气组SOD活性在T1~T3时明显高于对照组(P<0.05)
 
氢气组患者T1~T3时血浆中炎性因子IL-6水平低于对照组(P<0.05),T1~T4时HMGB-1水平低于对照组(P<0.05)。同时2%氢气应用于CPB对患者体内氧合作用和血流动力学的稳定性无明显影响。
 
结论
氢气能够降低CPB下冠状动脉旁路移植术患者的氧化应激及炎症反应,为CPB术中心肌提供保护。
 
1 资料与方法
1.1 一般资料
本实验经天津医科大学总医院伦理委员会批准通过,并与患者及其家属签署知情同意书。
 
选取2014年6月至2014年12月在天津医科大学总医院择期全身麻醉下首次CPB行CABG的患者30例,年龄40~70岁、性别不限、ASA分级Ⅱ~Ⅳ级、纽约心脏病协会(New York Heart Association,NYHA)心功能分级Ⅱ~Ⅲ级。
 
排除标准:
既往心脏手术、先天性心脏病、糖尿病、重度高血压、严重肝肾功能不全、神经疾病史、精神疾病史以及凝血功能障碍病史者,肥胖(BMI>30 kg/m2)患者,长期应用抗生素或糖皮质激素药物史,术前1月内抗生素、糖皮质激素药物或自由基清除剂药物应用史,术前心力衰竭(左室射血分数<30%),合并严重心律失常,术前合并炎症反应(感染、活动性关节炎、恶性肿瘤),近4周内参加过其他药物的临床试验者。
 
按照随机数字表法分为氢气组和对照组,每组15例。氢气组在CPB开始时给予2%氢气联合氧气转机1 h,对照组只给予氧气。
 
1.1.1 麻醉方法
患者术前需禁食8~10 h,入手术室后常规行无创血压、ECG、SpO2、鼻咽温和肛温监测,开放外周静脉,并在局部麻醉下行桡动脉穿刺置管测压,面罩吸氧,行尿量、血气、PETCO2及BIS监测。
 
麻醉诱导依次给予咪达唑仑(生产批号:10141113,江苏恩华药业股份有限公司)0.05 mg/kg、舒芬太尼(生产批号:180265,Eurocept BV,荷兰)0.2~0.3 μg/kg、罗库溴铵(生产批号:R006938,N.V.organon,荷兰)0.7 mg/kg、丙泊酚(生产批号:16MG1483,北京费森尤斯卡比医药有限公司)2.0 mg/kg,行气管插管后控制通气,根据患者具体情况进行呼吸参数的设置[潮气量8~10 ml/kg,吸入氧流量2 L/min,吸呼比=1∶2,呼吸频率10~13次/min,FiO2 100%,维持PETCO2 35~45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)、BIS值40~60],然后行右颈内静脉穿刺置管行CVP监测。
 
麻醉维持采用静吸复合麻醉,根据患者情况间断静脉注射追加舒芬太尼和罗库溴铵维持麻醉,丙泊酚4~12 mg·kg-1·h-1,七氟醚(生产批号:19010431,上海恒瑞医药有限公司)起始给予1.3 MAC,根据BIS值调整麻醉深度。
 
1.1.2CPB方法
所有患者均采用CPB机(型号:STOCKERT S-C,SORIN,德国)、Apex成人型膜式氧合器(型号:hilite7000,Medos Medizintednnik AG,德国)。
 
无糖预充,中度血液稀释,Hct维持在24%~27%,全身肝素化,常规建立CPB,升主动脉阻断后灌注高钾冷氧合血心脏停搏液,浅低温转流,整个过程中根据患者的血气结果调节电解质酸碱平衡,转流期间激活全血凝固时间(activated clotting time of whole blood,ACT)维持在480~600 s,维持MAP 50~70mmHg,CVP在静脉引流通畅时为零或负值。
 
待主要心内操作结束后,开放升主动脉,待循环稳定,鼻咽温至36.5 ℃、肛温35 ℃以上,且电解质酸碱平衡相关指标正常后可平稳停机。
 
1.1.3 氢气给予方式
在CPB机的氧气进入口(滤器前)通过三通连接氢气输入口,氢气和氧气混合后,输入CPB机。在CPB开始时开启氢气发生器,CPB期间氧浓度调节范围为60%~80%,氧流量范围为1.5~2.0 L/min,根据氧气流量和浓度调节氢气流量,使输出混合气体中氢气浓度保持在2%。在CPB开始后持续给予2%氢气输入,CPB开始1 h时停止给予氢气。
 
1.2 观察指标
监测术中动脉血压(arterial blood pressure,ABP)、MAP、CVP、SpO2、PaO2、PaCO2、BIS;记录主动脉阻断时间、术中心脏自动复跳率、CPB转流最低体温、CPB总时间、手术时间等;于麻醉诱导后切皮前(T0)、CPB开始5 min(T1)、CPB结束时(T2)、术后4 h(T3)、术后12 h(T4)各抽取动脉血5 ml,其中1 ml用于动脉血气分析获得ACT及Hct值,其余4 ml注入乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)抗凝试管中,3 000r/min低温4 ℃离心15 min(离心半径16 cm),取上层血浆储存于-80 ℃冰箱内冷冻,3个月内测定血浆中炎症因子IL-6、高迁移率族蛋白B1(high mobility group box-1 protein,HMGB1)的水平及血清中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)的活性以及丙二醛(malonaldehyde,MDA)的水平;
 
在T1时和CPB开始1 h时抽取动脉血进行血气分析及相应给氧浓度检测,比较患者PaO2/FiO2、pH、乳酸(lactic acid,Lac)等情况;同时观察术后24 h心律失常发生率,记录机械通气时间、ICU停留时间以及术后并发症情况。
 
1.3 统计学分析
为消除CPB中预充液对血液造成的稀释,以麻醉诱导后切皮前的Hct测定值为基础值,用Taylor公式校正(稀释后物质含量校正值=实际测量值×Hct基础值/Hct测量值)。
 
采用统计学软件SPSS 17.0进行数据分析,计数资料比较采用χ2检验。正态分布的计量资料以均数±标准差(±s)表示,组内比较用重复测量数据的方差分析,组间比较用独立样本t检验。P<0.05为差异有统计学意义。
 
2 结果
2.1 两组患者年龄、体重、体表面积、BMI、心功能分级、左室射血分数的比较,差异均无统计学意义(P>0.05,表1)。
 
吸氢气一天吸多少时间
表1
两组患者术前一般临床资料比较
 
2.2 两组患者CPB总时间、主动脉阻断时间、CPB转流最低体温、自动复跳率、手术时间、机械通气时间、术后24 h心律失常发生率等围手术期相关指标差异无统计学意义(P>0.05,表2)。氢气组与对照组在ICU停留时间、术后并发症及术后病死率等方面差异亦无统计学意义(P>0.05,表2)。术后并未发生患者死亡或出现严重并发症。
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表2
两组患者围手术期观察指标比较
 
2.3 在T1和CPB开始1 h时行血气分析,并记录相应FiO2,各个时间点比较氢气组与对照组患者pH、PaO2、PaCO2、PaO2/FiO2、Lac,差异均无统计学意义(P>0.05,表3)。
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表3
两组患者在CPB期间血气分析的比较(±s)
 
2.4 两组患者血浆MDA水平均于T0后开始升高,T2时达峰,随后开始下降,T1~T4与T0时比较差异有统计学意义(P<0.05);两组患者血浆MDA水平于T0时差异无统计学意义(P>0.05),氢气组于T1~T3时明显低于对照组(P<0.05)。
 
两组患者血浆SOD活性均于T0后开始升高,T1时达到高峰,随后开始下降,氢气组T1~T3与T0时比较差异有统计学意义(P<0.05),对照组T2~T4与T0比较差异无统计学意义(P>0.05),其中T4低于T0。
 
两组患者血浆SOD活性于T0时差异无统计学意义(P>0.05),氢气组SOD活性在T1~T3时明显高于对照组(P<0.05,表4)。
 
吸氢气一天吸多少时间
表4
两组患者血浆MDA浓度及SOD活性比较(±s)
 
2.5 两组患者血浆IL-6浓度均于T0后开始升高,T3时达到高峰,T1~T4与T0比较差异有统计学意义(P<0.05);组间比较,两组患者血浆IL-6浓度于T0时差异无统计学意义(P>0.05),氢气组在T1~T3时明显低于对照组(P<0.05)。
 
两组患者血浆HMGB1浓度均于T0后开始升高,T2达到高峰,T1~T4与T0时比较差异有统计学意义(P<0.05);组间比较,两组患者血浆HMGB1浓度于T0时差异无统计学意义(P>0.05),氢气组T1~T4时明显低于对照组(P<0.05,表5)。
 
吸氢气一天吸多少时间
表5
两组患者血浆IL-6、HMGB1浓度比较(±s)
 
3 讨论
MDA是细胞内发生脂质过氧化反应的终产物,其含量的多少不仅反映细胞膜脂质过氧化的程度,还间接反映机体遭受自由基损伤的程度。
 
SOD是广泛存在于需氧物体内的内源性抗氧化剂,是一种金属酶,能催化超氧阴离子自由产生歧化反应,是体内最为重要的自由基清除剂。
 
本研究发现,氢气组与对照组比较,降低了CPB开始后各时间点MDA水平,增加了SOD活性。氢气的应用能够中和氧自由基,提高SOD活性,减弱氧化应激反应,进而减轻自由基对心肌的损伤。
 
Zhao等[4]和Kin等[5]的研究结果也显示,通过降低血清MDA的水平及提高SOD的活性,可以明显改善心肌的缺血状态,延缓心肌纤维化进程。
 
Sato等[6]实验证明氢气在治疗的过程中可以直接渗透到线粒体,减少了毒性氧化自由基产物的产生。
 
HMGB1存在于真核细胞核内,参与DNA的复制、转录、翻译和修复过程。当外界存在适当的刺激(如组织损伤)时,才被分泌至细胞外,诱导不同炎症反应的发生。
 
在脓毒症的研究中发现,HMGB1起着重要作用,在炎症刺激下,其水平显著升高,被认为是脓毒症的晚期炎症因子[7]。近年来研究发现,HMGB1在动脉粥样硬化、心肌梗死、缺血/再灌注等多种心血管疾病中高表达[8]。
 
IL-6是具有多种生物学活性的细胞因子,是主要的早期炎症因子,能够激活诱导急性期炎症反应,是反映组织损伤早期的敏感性指标[9]。
 
本研究中两组患者HMGB1水平均于T0后开始升高,此后一直处于较高水平状态,T2时即达到高峰,一方面与再灌注后产生大量自由基相关,另一方面可能是因为CPB造成细胞损伤引起HMGB1的被动释放。
 
氢气组HMGB1水平在T1~T4时均低于对照组,考虑可能是由于氢气通过其抗氧化作用清除氧自由基,从而降低了HMGB1的水平,抑制HMGB1参与的炎症反应,减轻对心肌的损伤。
 
本研究结果与Haque等[10]和Zhang等[11]的研究结果一致,HMGB1在T2时达到高峰,T4时下降。本研究中IL-6于T0后开始升高,在T3时达到高峰,随后开始下降,与Song等[12]和Rossi等[13]的研究结果一致。
 
氢气组IL-6水平在T1~T3时均低于对照组,表明氢气能显著降低血浆中IL-6的水平,减轻全身炎症反应综合征引起的自身组织破坏,对心肌的损伤起到一定的保护作用。
 
国内外大量动物试验证实了氢气对心肌损伤具有保护作用。Hayashida等[14]给小鼠吸入2%氢气治疗后,结果显示氢气可明显促进心肌缺血/再灌注后左心室功能的恢复,抑制左心室重构,减轻缺血/再灌注损伤。Shinbo等[15]研究联合一氧化氮和氢气吸入可明显减少心肌中氧自由基的生成,减少小鼠心肌缺血/再灌注后心肌梗死面积,改善心肌功能。
 
另一项研究发现联合一氧化碳和氢气吸入可降低心脏移植大鼠的肌钙蛋白水平,减轻心肌损伤,单独吸入氢气能显著降低MDA及HMGB1水平[16]。
 
本研究发现,氢气输入CPB系统后,能够降低患者体内氧化应激及炎症水平,对心肌的损伤起到一定的保护作用;但对两组患者血流动力学、氧合和预后没能产生影响,可能与样本量太小有关,未来需要做进一步研究证实。
 
综上所述,氢气临床应用的安全性是有保障的,且氢气制备容易,价格低廉,具有很好的临床应用前景。
 
主要参考文献
王子成, 张野, 王刚,等. 氢气改善冠状动脉旁路移植术患者血中氧化应激和炎症因子水平[J]. 国际麻醉学与复苏杂志, 2019, 40(8):720-724.
 
吸氢气一天吸多少时间
日本庆应义塾大学医学院的临床研究报告
 
2007年,日本学者率先报道,缺血后短时间内呼吸2%氢气35分钟可以治疗动物脑缺血再灌注损伤。随后2008年报道呼吸氢气对心脏缺血再灌注损伤具有治疗作用。
 
十年后的今天(2017年),日本学者开展的临床研究证明,呼吸1.3%的氢气对心肌梗塞介入治疗恢复血流后长期预后具有作用,具体就是手术过程呼吸了一点点氢气,患者手术6个月后的心脏功能比不呼吸氢气的患者更好。
 
这个研究只针对10名患者,对照组也是10名,但是两组比较部分指标有统计学差异。这给将来开展更大规模临床研究奠定了重要基础,中国有大量的这类患者,包括中风患者,我们一定要抓紧时间开展这种临床研究,占领学术制高点。
吸氢气一天吸多少时间
缺血和缺血再灌注不一样,缺血是持续供血不足或中断,再灌注则是血流恢复,缺血时间长再灌注不仅不能立刻纠正损伤,还可以加重伤害,这种损伤就是缺血再灌注损伤。
 
但是不恢复血流早晚也会发生组织坏死,因此,再灌注损伤是组织缺血性病变不得不面对的尴尬。例如脑或心脏血栓发生后,医生会在缺血发生后一段时间短内设法恢复血流,例如通过溶栓或安装支架,建立新血管供应等,这已经成为现在临床重要的治疗手段。
 
所以如何降低组织缺血再灌注损伤成为非常重要的临床科学问题。
 
虽然缺血再灌注损伤很重要,但是针对这种损伤本身的治疗手段确实非常缺乏,近年来研究表明氢气对脑和心脏缺血再灌注损伤都具有治疗作用,但是这些研究几乎全部都是动物实验研究。
 
氢气对心脏缺血再灌注治疗也用大鼠和猪模型进行了研究,研究结果也证明有治疗效果。人体研究肯定不能人为制造伤害,但是发生心肌梗塞的患者,临床手术治疗过程几乎必然会发生组织缺血再灌注损伤,对这部分患者进行呼吸氢气治疗,观察治疗效果如何,是一个非常好的设想。
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研究流程图
 
最新研究采用前瞻性、开放、评估者盲研究,参与研究的学者都来自庆应义塾大学医学院,注意其中一个研究机构是氢分子医学中心,论文发表在日本循环学会Circ J杂志,通信作者是庆应义塾大学医学部循环内科佐野元昭教授(MotoakiSano: msano@a8.keio.jp),佐野是氢气医学研究的最早期研究学者之一,在2008年就参与氢气治疗心脏缺血的动物研究。
 
急性ST段抬高型心肌梗死STEMI是最重要的临床心肌梗塞类型,对这种患者的治疗最基本原则是早期快速完全开通梗死相关动脉,STEMI治疗后再灌注损伤也机会非常大。
 
根据研究论文报道,研究人员对诊断为这类心肌梗死的20名患者进行分2组各10名,对患者行经皮冠状动脉介入治疗(PCI),氢气治疗组在手术前10分钟开始,手术过程连续呼吸1.3%氢气26%氧气共1小时10分钟,对照组只呼吸26%的氧气没有氢气。
 
没有发现氢气治疗相关的不良事件。手术7天后对心脏功能进行心脏磁共振成像分析。检测结果发现,两组之间没有统计学差别(50.0±24.3%和60.1±20.1%)。
 
但是到6月随访时一些指标开始显示出统计学差异,例如左心室每搏输出量指数(就是每次心脏收缩喷射出的血液,反应出心脏的功能大小)氢气治疗组增加了9.2±7.1 mL/m2,对照组降低了1.4±7.2 mL/m2。
 
左心室射血分数氢气治疗组室11.0%±9.3%,对照组室1.7%±8.3%(P=0.11,统计学没有差异,但是两组均值差别很大)。
 
这是第一次关于心肌梗塞PCI手术用呼吸氢气治疗的临床研究,研究说明呼吸氢气对这种患者安全,结果提示氢气能促进左心的功能康复。但是研究规模小,无法判断这种方法的治疗效果确定无疑,这需要开展更大规模的临床研究来确定。(临床注册号: UMIN00006825)
吸氢气有什么作用呢?
 
消除毒性的自由基,抗氧化,促进代谢,缓解疲劳,提升免疫力,预防癌变,身体排毒,消除炎症,淡化肌肤皱纹,延缓衰老,美白护肤,清除色斑,改善睡眠,提高记忆力,增强体质。
辅助治疗慢性病,双向调节血液粘稠度,可增加双岐杆菌,改善肠内环境,保护人体不受电磁波危害,增加男子精子数量,改善女子卵子质量,燃烧脂肪减肥,具有胰岛素的作用,分解酒精具有解酒功能,降低血糖、血脂、血压、尿酸,防治高血糖、高血脂、高血压、高尿酸,防治糖尿病,清理血管,防止血栓,防止动脉硬化,防止必肌硬塞,防治脑梗塞,防治心脑血管疾病,治疗关节炎,治疗痛风,对生理不调有用,对更年期障碍有用,治疗神经失调,防治帕金森疾病,防治缺血性脑病,防治老年痴呆症,防治消化系统、呼吸系统气管、皮肤炎症过敏、脊椎神经系统、肿瘤、癌症、肝脏肾脏癌症、泌尿生殖系统、内分泌代谢性、口腔疾病、胃溃疡、过敏性肠炎、气管炎、慢阻肺、肺心病、肠胃炎...
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