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氢气水对脑出血后早期脑损伤治疗作用

2020-01-17 08:47 本页浏览数:


蛛网膜下腔出血是多种病因所致脑底部或脑及脊髓表面血管破裂的急性出血性脑血管病,血液直接这样流入蛛网膜下腔,又称为原发性蛛网膜下腔出血,此外,危急临床还可见因脑实质内,脑室出血,硬膜外或硬膜下血管破裂等血液穿破脑组织流入蛛网膜下腔者,称之为继发性蛛网膜下腔出血,又有外伤性,蛛网膜下腔出血约占急性脑卒中的10%,占出血性脑卒中的10~15%。引起蛛网膜下腔出血的最常见原因是先天性颅内动脉瘤和血管畸形,其次,为高血压脑动脉粥样硬化颅内肿瘤血液病各种感染引起的动脉炎肿瘤破坏血管颅底异常血管网症(moyamoya病),还有一些原因不明的蛛网膜下腔出血,是指经全脑血管造影及脑CT扫描未找到原因者。
 

吸烟饮酒与蛛网膜下腔出血密切相关,国外动物实验证明形成动脉瘤有3个因素:Willis环压力高血压和血管脆性增加,吸烟能影响这3个因素引起血压急性升高,在3小时后逐渐回落,与临床所见的蛛网膜下腔出血,发生几率在吸烟后3小时内最高相吻合,吸烟还可激活肺巨噬细胞活性,促进水解酶释放,可引起肺损害与脑血管脆性,增加从而增加蛛网膜下腔出血的危险率,大量饮酒可能引起高血压或其他包括血凝机制和脑血流之改变,可加速促发蛛网膜下腔出血,有人报道过量饮酒者蛛网膜下腔出血的发生率是非饮酒者的2倍。手术是蛛网膜下腔出血最常用有效手段,目前缺乏特异性治疗药物,抗氧化治疗是该疾病治疗探索的手段之一。

国际上研究脑出血特别是蛛网膜下腔出血的小组并不多,中国的浙江大学、南京大学和北京大学等几家单位具备相关技术,浙江大学和南京大学先后发表氢气对蛛网膜下腔出血治疗的国际论文3篇,浙江大学获得相关国家自然科学基金1项。国外从事氢气对脑出血治疗研究的机构只有美国Loma Linda大学,发表相关论文6篇,他们主要开展脑实质出血模型的研究。最新的一篇论文重点探讨了氢气对脑内肥大细胞的影响,该思路来源于日本学者关于皮肤过敏方面的研究,脑内肥大细胞在出血后6小时达到高峰,研究发现氢气可以对肥大细胞浸润有很明显的抑制作用,可以部分解释氢气对脑出血治疗作用的机制。

最新研究来自浙江大学医学院附属医院神经外科张建民教授课题组,该课题组先后已经发表多篇关于氢气和脑出血后脑损伤保护方面的研究论文和综述,这也是这一方向第9篇论著。文章最近发表在《Plos One》上。

早期脑损伤是蛛网膜下腔出血重要的病理改变,神经细胞凋亡是早期脑损伤的典型变化,过去研究发现,氢气能抑制细胞凋亡减少蛛网膜下腔出血早期脑损伤,但对这种保护作用的分子机制不十分清楚。最新研究主要从Akt/GSK3β信号传导通路探讨氢气对抗神经细胞凋亡的原因。

氢气水对脑出血后早期脑损伤治疗作用

SD大鼠85只,随机平均(n=17)分为5组,分别为假手术组、蛛网膜下腔出血组、生理盐水对照组、氢气组和氢气+ Ly294002组。氢气生理盐水在手术后注射,8小时重复给药1次。PI3K抑制剂Ly294002主要是确定该信号通路是否参与氢气保护效应。神经行为学评分和蛛网膜下腔出血分级评价在手术后24小时进行。Western blot方法对Akt、pAkt、GSK3β、pGSK3β、Bcl-2、Bax 和caspase-3活性片段进行定量分析。用TUNEL染色结合NeuN双染色方法神经细胞凋亡(这个不能排除坏死),免疫组织化学和免疫荧光双标记技术分析神经细胞凋亡和pAkt 或 pGSK3β的关系。

结果发现,氢水治疗后能显著减少蛛网膜下腔出血早期神经细胞凋亡的数量,提高神经功能,同时神经细胞pAkt和pGSK3β水平增加、Bcl-2增加、Bax和caspase-3活性片段减少,pAkt和TUNEL双染色发现可同时出现在少数细胞,PI3K抑制剂Ly294002可抑制氢气的部分效应。研究结果提示,氢气对蛛网膜下腔出血早期神经细胞凋亡的保护和神经功能的恢复作用是部分通过神经细胞内Akt/GSK3β通路实现的。

 

氢气治疗蛛网膜下腔出血的研究论文

1.
Zhuang, Zong,et al. "Nuclear factor‐κB/Bcl‐XL pathway is involved in the protectiveeffect of hydrogen‐rich saline on the brain following experimental subarachnoidhemorrhage in rabbits." Journal of Neuroscience Research (2013).

2.
Manaenko A,Lekic T, Ma Q, Zhang JH, Tang J. Hydrogen inhalation ameliorated mastcell-mediated brain injury after intracerebral hemorrhage in mice. Crit CareMed. 2013 May;41(5):1266-75.

3.
Hong Y, Guo S,Chen S, Sun C, Zhang J, Sun X. Beneficial effect of hydrogen-rich saline oncerebral vasospasm after experimental subarachnoid hemorrhage in rats. JNeurosci Res. 2012 Aug;90(8):1670-80.

4.
Zhuang Z, ZhouML, You WC, Zhu L, Ma CY, Sun XJ, Shi JX. Hydrogen-rich saline alleviates earlybrain injury via reducing oxidative stress and brain edema followingexperimental subarachnoid hemorrhage in rabbits. BMC Neurosci. 2012 May15;13:47.

5.
Zhan Y, ChenC, Suzuki H, Hu Q, Zhi X, Zhang JH. Hydrogen gas ameliorates oxidative stressin early brain injury after subarachnoid hemorrhage in rats. Crit Care Med.2012 Apr;40(4):1291-6.

6.
Lekic T,Manaenko A, Rolland W, Fathali N, Peterson M, Tang J, Zhang JH. Protectiveeffect of hydrogen gas therapy after germinal matrix hemorrhage in neonatalrats. Acta Neurochir Suppl. 2011;111:237-41.

7.
Manaenko A,Lekic T, Ma Q, Ostrowski RP, Zhang JH, Tang J. Hydrogen inhalation isneuroprotective and improves functional outcomes in mice after intracerebralhemorrhage. Acta Neurochir Suppl. 2011;111:179-83.

8.
Chen CH, Manaenko A, Zhan Y, Liu WW, Ostrowki RP, Tang J,Zhang JH. Hydrogen gas reduced acute hyperglycemia-enhanced hemorrhagictransformation in a focal ischemia rat model. Neuroscience. 2010;169(1):402-14.

9.
Hong, Yuan, et al. "Neuroprotective Effect ofHydrogen-Rich Saline against Neurologic Damage and Apoptosis in Early BrainInjury following Subarachnoid Hemorrhage: Possible Role of the Akt/GSK3βSignaling Pathway." PLOS ONE 9.4 (2014): e96212.

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