分子氢对神经生物医学效应学习笔记之二

一些临床使用的治疗剂在实验模型中显示出氢分子对神经保护作用。虽然受试者的预处理可能是计划程序的一种选择，但由于明显的原因，它在紧急情况下被证明是无效的。理想的治疗方法是从神经外科干预开始，并在干预完成时完成。此外，这种疗法应在毒性、不良反应、药物相互作用方面保持低调，并应具有成本效益。

在实验性脑缺血模型中具有神经保护作用。吸入氢可以减少活性氧的形成，从而减少梗死面积。在已建立的手术性脑损伤模型中，同时吸入氢和神经外科干预具有减少脑水肿和改善神经功能的潜力。

血脑屏障破裂后产生的血管源性水肿通常与肿块病变有关。这不仅发生在病理过程中，例如肿瘤生长，而且也发生在神经外科操作引起的正常健康脑组织中。大鼠在手术后出现局部脑水肿，导致神经功能不良，并伴有受损脑组织脂质过氧化增加。

氢与活性氧发生反应，导致组织水平的氧化应激减少，从而减少血脑屏障的破坏量。血脑屏障破坏的减少反过来导致血管源性水肿形成的减少。测量脂质过氧化，这是氧化应激的最终结果。在该大鼠模型中，手术脑损伤产生局部脑水肿，伴随脂质过氧化增加。吸入氢可以减少脑水肿的形成，但不仅没有减少，反而显著增强了脂质过氧化。这一观察结果与之前关于氢是自由基清除剂的报告不一致。在某种程度上，即氢不能减少新生缺氧缺血大鼠幼鼠模型中的脂质过氧化。尽管氢有可能选择性清除羟基自由基，但正如本研究所观察到的那样，氢对脂质过氧化的总体影响要么无效，要么增强。目前尚不清楚氟烷和氢之间是否存在相互作用。然而，Ohsawa等人证明氢在不存在氟烷的情况下保护培养细胞免受氧化应激。这表明氢诱导的神经保护作用不依赖于氟烷。

因为氢不能减少脂质过氧化，炎症导致中风和创伤性脑损伤的继发性脑损伤，抗炎策略在不同的实验模型中实现了显著的脑保护。因此，手术性脑损伤很可能部分由大鼠和小鼠的炎症反应介导。关于炎症介导的手术诱发脑损伤的类似观察也有报道。由于神经炎症可以通过MPO测定来检测，在假手术、手术脑损伤和用氢处理的手术脑损伤大鼠中测量了MPO。手术性脑损伤后MPO没有增加，吸入氢也没有增加或减少MPO活性。

事实证明，吸入的氢气在低浓度下对人体是安全的。即使纯氢是安全的，但如果与氧气混合，氢的燃烧阈值为4%。研究表明，吸入2-4%的氢可显著减少大脑中动脉阻塞时的梗死体积。在用2.9%和1小时进行的研究中，可以清楚地观察到吸入氢治疗动物的脑水肿形成减少以及功能改善的现象。氢似乎是一种有效但廉价的减轻脑水肿的方法。低剂量氢的无毒性，加上其可用性和易给药性，使得临床转化非常简单。根据本研究观察到的结果，围手术期氢的使用有可能改善临床结果，降低整体医疗成本和住院时间，以及提高患者满意度。需要进一步的研究来阐明氢对神经组织保护的确切机制。研究评估了氢治疗在手术诱导的脑损伤后的急性作用。据报道，神经外科手术会导致术后认知功能障碍，因此，未来研究吸入氢的长期影响，例如手术脑损伤后的认知和记忆功能，将是一件有趣的事情。

Eckermann JM, Chen W, Jadhav V, et al. Hydrogen is neuroprotective against surgically induced brain injury. Medical Gas Research. 2011;1, article 7.