氢吸入改善呼吸机所致肺损伤

重症监护病房（ICU）治疗呼吸衰竭（包括急性呼吸窘迫综合征、肺炎、感染性休克、创伤、呕吐物吸入和化学吸入）的危重患者通常需要通气支持，机械通气（本身可诱发肺损伤，并根据通气的设置和时间长度加重原有的肺损伤。这种情况被认为是呼吸机引起的肺损伤。尽管最近在减少机械通气的时间（例如，早期断奶和拔管）和提高机械通气的安全性（例如，潮气量较低的肺保护性通气）方面取得了进展，但呼吸机诱导的肺损伤仍然是ICU的主要问题，可能导致远程器官功能障碍和多器官衰竭。

呼吸机诱导的肺损伤的多因素病因是直接或间接肺损伤。潮气量和潮气压力高的机械通气可导致肺泡毛细血管通透性增加，同时肺细胞释放促炎介质以响应机械拉伸。这些刺激触发内皮细胞从基底膜上分离并合成细胞外基质成分。损伤性机械通气还会促进肺泡凝血病和纤维蛋白在气道内的沉积。此外，呼吸机诱导的肺损伤过程中活性氧的产生会导致直接细胞损伤，并触发活性氧敏感的细胞机制异常激活，导致严重炎症，导致促炎细胞因子和趋化因子的快速转录。

吸入治疗性医用气体的辅助治疗很有前景，可能对肺部疾病是合理的，因为这将是一种易于交付和直接的治疗选择。最近发现，氢是多种生物医学领域中的一种新型治疗性医用气体，通过消除有毒的活性氧具有强大的抗氧化和抗炎作用。

机械通气可引发氧化应激和炎症反应，进而导致呼吸机诱导的肺损伤，成为重症监护病房患者死亡率和肺损伤的主要原因。由于氢的抗氧化和抗炎特性，可以作为一种用于改善呼吸机诱导的肺损伤的治疗气体。Huang等人将雄性C57BL6小鼠进行气管造口术并将小鼠置于机械呼吸机上（潮气量为30 ml/kg，无呼气末正压，FiO₂ 0.21），在雄性C57BL6小鼠中产生呼吸机诱导的肺损伤。将小鼠随机分为治疗组，并在空气中注入2%氮气或2%氢气进行呼吸机诱导的肺损伤。假手术组给予相同的气体处理2小时。还研究了低侵袭性和长时间暴露于MV（潮气量10 ml/kg，5小时，FiO（2）0.21）引起的呼吸机诱导的肺损伤的影响。在两小时结束时，采用大潮气量方案评估肺损伤评分、湿/干比、动脉氧分压、氧化损伤、促炎介质和凋亡基因的表达。采用低潮气量方案在5小时结束时评估气体交换和细胞凋亡。2%氮气通气（30ml/kg）2h后，肺功能恶化，肺水肿加重，炎性细胞浸润。相反，在空气中加入2%氢气的通气可显著改善这些急性肺损伤。氢处理显著抑制促炎介质mRNAs的上调，并诱导抗凋亡基因。在氢处理的肺中，与氮处理的肺相比，丙二醛更少。同样，在低潮气量（10 mg/kg，5小时）内长期暴露于机械通气会导致肺损伤，包括支气管上皮细胞凋亡。氢改善气体交换，减少呼吸机诱导的肺损伤诱导的细胞凋亡。这项研究表明，吸入氢气可通过其抗氧化、抗炎和抗凋亡作用，在局部和全身水平有效降低呼吸机诱导的肺损伤相关的炎症反应（Huang, et al. 2010.）。

Huang等人提出以下假设：由于其抗氧化和抗炎特性，氢是一种新型抗炎、抗氧化和抗凋亡功能，可改善MV诱导的肺损伤。安全浓度的氢吸入治疗减轻了小鼠呼吸机诱导的肺损伤。在小鼠呼吸机诱导的肺损伤模型中，吸入氢气显示出强大的抗氧化和抗炎作用。氢通过诱导抗凋亡基因减少通气诱导的上皮细胞凋亡。吸入治疗性医用气体的辅助治疗很有前景，可能对肺部疾病是合理的，因为这将是一种易于交付和直接的治疗选择。对机械通气患者进行氢治疗可能会产生一种新的、临床可行的治疗方法，该方法在不改变介入和手术程序的情况下易于合并。

Huang CS, Kawamura T, Lee S, et al. Hydrogen inhalation ameliorates ventilator-induced lung injury. Crit Care. 2010;14(6):R234.