2021 · Danilova — Anwendung von molekularem Wasserstoff in der Herzchirurgie unter Einsatz der Herz-Lungen-Maschine
Kurzfassung
Während offener Herzchirurgie an der Herz-Lungen-Maschine reduzierte die Inhalation von 1,5–2 % Wasserstoffgas während der Narkose Marker der Lipidperoxidation (oxidativer Stress) im Vergleich zu Patienten ohne H₂. Der Effekt war am stärksten einen Tag nach der Operation und deutet auf eine Schutzwirkung gegen Ischämie-Reperfusionsschäden hin. (Sovremennye Tekhnologii v Meditsine, 2021.)
Kommentar
Die Herz-Lungen-Maschine (HLM) beim offenen Herzeingriff erzeugt eine Phase der Ganzkörperischämie und Reperfusion, die einen Ansturm reaktiver Sauerstoffspezies auslöst und zu postoperativen Organschäden beiträgt. Diese kleine Pilotstudie (n=20) testete, ob das Hinzufügen von 1,5–2 % H₂ in den Beatmungskreislauf während der gesamten Operation diese oxidative Reaktion abschwächen kann. Blut wurde zu vier Zeitpunkten abgenommen: nach Narkoseeinleitung, vor der HLM, nach der HLM und einen Tag postoperativ. In der H₂-Gruppe waren Trienkonjugate (TC) und Schiff-Basen (SB) — Marker fortgeschrittener Lipidperoxidation — vor der HLM und einen Tag nach der Operation niedriger als zu Beginn. In der Kontrollgruppe (kein H₂) stiegen die SB progressiv an. Die Daten sind konsistent mit einer antioxidativen Schutzwirkung von H₂ während und unmittelbar nach dem extremen oxidativen Stress der HLM. Mit nur 11 Patienten in der H₂-Gruppe und 9 in der Kontrolle ist dies jedoch eindeutig eine Pilotstudie. Klinische Ergebnisse (Mortalität, Organfunktion, ITS-Aufenthalt) werden nicht berichtet.
Wichtige Zitate
- „Intraoperative Inhalation von molekularem Wasserstoff führt zu einer Abnahme der Oxidationsstress-Manifestation, die am stärksten einen Tag nach der Operation ausgeprägt ist.“ Original (EN): „Intraoperative inhalation of molecular hydrogen leads to a decrease in the oxidative stress manifestation, it being most pronounced one day after the operation.“ — die zentrale Schlussfolgerung: H₂ reduziert Lipidperoxidationsmarker mit stärkstem Effekt am postoperativen Tag 1
- „Bei den Patienten der Gruppe 2 wurde im Verlauf der Studie ein Anstieg der SB-Konzentration in den arteriellen Blutproben im Vergleich zur ersten Messung festgestellt.“ Original (EN): „In the patients of group 2, an increase in the concentration of SB in the arterial blood samples was recorded during the study as compared to the first stage.“ — die Verlaufskurve der Kontrollgruppe: ohne H₂ stiegen oxidativer Stressmarker progressiv an
- „Das legt nahe, dass molekularer Wasserstoff in der Herzchirurgie als effektives und sicheres Antioxidans eingesetzt werden kann.“ Original (EN): „This suggests that molecular hydrogen can be used in cardiac surgery as an effective and safe antioxidant.“ — die Schlussfolgerung der Autoren — vorsichtig formuliert, was bei n=20 angemessen ist
Unsere Einordnung
Eine kleine, aber mechanistisch kohärente Pilotstudie in einem klinisch hochgradig belastenden Setting. Das Vier-Zeitpunkt-Blutentnahmedesign liefert nützliche kinetische Daten zur Entwicklung oxidativen Stresses während und nach der HLM. Limitationen: n=11/9 pro Gruppe ist für klinische Schlussfolgerungen zu gering; keine klinischen Ergebnisse (Mortalität, ITS-Aufenthalt, Organfunktion) gemessen — nur biochemische oxidative Stressmarker; das Journal (russisches Fachblatt) hat begrenzte Indexierung und Peer-Review-Transparenz; keine Verblindung von Patienten oder Laborpersonal beschrieben. Als Sicherheits- und Signal-Studie unterstützt sie den Übergang zu einer größeren RCT mit harten klinischen Endpunkten.
Studiendesign
- Typ: Pilot-Kontrollstudie · n: 20 Patienten mit erworbener Herzklappenkrankheit (H₂-Gruppe n=11, Kontrolle n=9) · H₂-Gabe: Inhalation von 1,5–2,0 % H₂ im Beatmungskreislauf, ab Intubation während der gesamten Operation
- Blutentnahme: 4 Zeitpunkte (nach Einleitung, vor HLM, nach HLM, postoperativer Tag 1) · Endpunkte: Lipidperoxidationsmarker (Dienkonjugate DC, Trienkonjugate TC, Schiff-Basen SB)
- Ergebnis: H₂-Gruppe: ↓ TC und SB vor HLM und am postoperativen Tag 1 vs. Baseline; Kontrollgruppe: ↑ SB progressiv. Keine klinischen Ergebnisdaten berichtet.
Abstract (deutsche Übersetzung)
OHNE BEZEICHNUNG: Ziel dieser Arbeit war es, den Effekt von molekularem Wasserstoff auf oxidative Prozesse bei herzchirurgischen Patienten mit erworbener Herzklappenerkrankung während der Operation an der Herz-Lungen-Maschine (HLM) zu untersuchen. MATERIAL UND METHODEN: An der Studie nahmen 20 Patienten (16 Männer und 4 Frauen) mit erworbener Herzklappenkrankheit teil, die an der HLM operiert wurden. Es wurden zwei Patientengruppen gebildet. In Gruppe 1 (n=11) umfasste die Anästhesie Inhalationen von molekularem Wasserstoff, der dem Beatmungskreislauf des Beatmungsgeräts sofort nach der Trachealintubation und während der gesamten Operation in einer Konzentration von 1,5–2,0 % zugeführt wurde. In Gruppe 2 (n=9) wurde keine Inhalation von molekularem Wasserstoff durchgeführt. Blutentnahmen erfolgten in 4 Phasen: direkt nach der Narkoseeinleitung, vor und nach der HLM sowie einen Tag nach der Operation. Die Intensität der Lipidperoxidationsprozesse wurde anhand des Spiegels von Dien- (DC) und Trienkonjugaten (TC) sowie Schiff-Basen (SB) bewertet. ERGEBNISSE: Bei den Patienten der Gruppe 1 zeigte sich in den arteriellen Blutproben eine Abnahme des TC- und SB-Spiegels im Vergleich zur ersten Phase der Studie, vor Beginn der HLM und einen Tag nach der Operation. Ein Anstieg des DC- und TC-Spiegels wurde nach Beendigung der HLM festgestellt (p<0,05). In den venösen Blutproben wurde vor Beginn der HLM ein Anstieg des DC-Spiegels festgestellt, der in der dritten Phase wiederhergestellt war (p<0,05). Nach Beendigung der HLM war eine Tendenz zur Abnahme von TC und SB zu beobachten, die einen Tag nach der Operation anhielt. Bei den Patienten der Gruppe 2 wurde im Verlauf der Studie ein Anstieg der SB-Konzentration in den arteriellen Blutproben im Vergleich zur ersten Phase verzeichnet. Der TC- und SB-Spiegel in den venösen Blutproben stieg einen Tag nach der Operation an. SCHLUSSFOLGERUNG: Intraoperative Inhalation von molekularem Wasserstoff führt zu einer Abnahme der Oxidationsstress-Manifestation, die einen Tag nach der Operation am stärksten ausgeprägt ist. Das legt nahe, dass molekularer Wasserstoff in der Herzchirurgie als effektives und sicheres Antioxidans eingesetzt werden kann.
Original-Abstract (englisch)
UNLABELLED: The aim of this work was to study the effect of molecular hydrogen on oxidative processes in cardiac surgery patients with acquired valve heart disease applied during surgery under cardiopulmonary bypass (CPB). MATERIALS AND METHODS: The study involved 20 patients (16 men and 4 women) with acquired heart valve disease who were operated on under CPB. Two groups of patients were formed. In group 1 (n=11), anesthesia included inhalations of molecular hydrogen, which was supplied to the breathing circuit of the ventilator at a concentration of 1.5-2.0% immediately after tracheal intubation and throughout the operation. In group 2 (n=9), inhalation of molecular hydrogen was not performed. Blood sampling was taken at 4 stages: immediately after anesthesia induction, before CPB and after its termination, and also one day after the operation. The intensity of the processes of lipid peroxidation was evaluated by the level of diene (DC) and triene (TC) conjugates, Schiff bases (SB). RESULTS: In the patients of group 1, the arterial blood samples showed a decrease in the level of TC and SB, as compared to the first stage of the study, before the initiation of CPB and one day after the operation. An increase in the level of DC and TC was detected after the termination of CPB (p<0.05). In the venous blood samples, an increase in the level of DC was noted before the initiation of CPB, which was restored by the third stage of the study (p<0.05). At the same time, after the termination of CPB, a tendency towards a decrease in TC and SB was observed, which persisted one day after the operation.In the patients of group 2, an increase in the concentration of SB in the arterial blood samples was recorded during the study as compared to the first stage. The level of TC and SB in the venous blood samples increased one day after the operation. CONCLUSION: Intraoperative inhalation of molecular hydrogen leads to a decrease in the oxidative stress manifestation, it being most pronounced one day after the operation. This suggests that molecular hydrogen can be used in cardiac surgery as an effective and safe antioxidant.
Quelle & Links
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