Molecular hydrogen exposure improves functional state of red blood cells in the early postoperative period: a randomized clinical study

分子氢暴露改善术后早期红细胞的功能状态：一项随机临床研究

心血管疾病是导致死亡和生活质量下降的主要原因。根据世界卫生组织的统计，每年有超过1600万人死于心脏病。其中，心脏瓣膜疾病占心脏病变的25%，是继缺血性心脏病和高血压之后的全球第三大死亡原因。手术治疗获得性瓣膜缺陷仍然是缓解症状和心力衰竭最有效的方式，而瓣膜疾病通常需要通过瓣膜置换手术才能治愈。然而，体外循环（CPB）心脏手术过程中会伴随着神经反射调节、体液活动和代谢状态的多方面变化。最近的研究表明，氢气作为一种新型抗氧化剂，具有独特的抗氧化性质。相较于其他已知的抗氧化剂，氢气具有独特的治疗优势。首先，氢气的小分子尺寸使其能够穿透各种生物膜，包括线粒体，在其中抑制细胞毒性自由基的形成，并进入细胞核，防止DNA的氧化损伤。其次，氢气选择性地与自由基反应，主要中和细胞毒性自由基（如OH-和ONOO-），而不影响活性较低的信号分子。此外，氢气在水溶液中的氧化还原电位为零，即使在高浓度气体混合物中长时间暴露也不会表现出毒性。

基于上述研究背景，俄罗斯Nizhny Novgorod专科临床心脏外科医院的Evgenii Vladimirovich Makarov研究员团队在全球唯一专注于医学气体研究期刊《Medical Gas Research》上发表了题为“Molecular hydrogen exposure improves functional state of red blood cells in the early postoperative period: a randomized clinical study”的论文（DOI: 10.4103/2045-9912.356473）。本研究旨在探讨氢气作为获得性瓣膜缺陷体外循环手术麻醉成分的潜在影响，重点分析其对红细胞电动力学、聚集、代谢和抗氧化参数的改善效果。研究发现，在体外循环心脏手术中使用氢气作为麻醉成分，可以显著提高红细胞电泳迁移率、减少红细胞聚集、增加MDA浓度、增强过氧化氢酶活性，并改善红细胞代谢。此外，研究还结合了红细胞功能状态与心脏功能指标的动态变化，发现氢气对心脏收缩的独立恢复和心脏活动恢复具有积极作用。研究结果显示，氢气对脂质过氧化过程和红细胞代谢的影响尤为显著，氢气能有效增加红细胞代谢中的ATP浓度，改善红细胞代谢过程，并减少由OH-引起的氧化。尽管本研究取得了显著成果，但仍存在一些局限性，如纳入的患者数量较少、氢气治疗时间短暂以及随访期较短。因此，未来研究需要进一步确定氢气的最佳给药时间和吸入次数，并评估其长期疗效。总的来说，在获得性瓣膜缺陷的体外循环外科治疗中，氢气作为麻醉剂的成分能够显著改善红细胞的功能状态，并促进术后早期的恢复。这些研究结果为氢气的保护作用提供了有力证据，并为未来的相关研究开辟了新的方向。