2019 · Meng — Hyperoxygenierte wasserstoffreiche Lösung unterdrückt die durch hämorrhagischen Schock induzierte Lungenschädigung bei Ratten.
Kurzfassung
Bei Ratten mit durch hämorrhagischen Schock induzierter akuter Lungenschädigung (ALI) übertraf die intravenöse Infusion einer Lösung, die sowohl zusätzlichen Sauerstoff als auch gelösten Wasserstoff kombiniert (HOHS), die Standard-Wiederbelebungsflüssigkeit und jede Komponente allein beim Schutz des Lungengewebes. HOHS reduzierte oxidative Stressmarker, inflammatorische Zytokine und Zelltod im Lungengewebe signifikant. Diese Nagetierstudie deutet auf einen synergistischen Nutzen der Kombination beider Gase in einer Wiederbelebungsflüssigkeit hin. (The Journal of Surgical Research, 2019.)
Kommentar
Hämorrhagischer Schock ist eine der häufigsten vermeidbaren Todesursachen bei Traumata, und ALI ist eine häufige und lebensbedrohliche Komplikation. Die Standard-Wiederbelebung mit Ringer-Laktat stellt das Volumen wieder her, geht aber nicht den Ischämie-Reperfusionsschaden und den oxidativen Burst an, der das Lungengewebe schädigt. Diese Studie testet, ob die Kombination zweier Ansätze — Hyperoxigenierung (zur Behebung der Gewebehypoxie) und H₂ (als antioxidatives und entzündungshemmendes Agens) — in einer einzigen intravenösen Flüssigkeit einen additiven oder synergistischen Lungenschutz erzeugt. Das Vier-Gruppen-Design (LRS, oxygeniert, H₂-reich und kombiniert) ist logisch. Die Ergebnisse begünstigen durchgängig HOHS bei allen gemessenen Endpunkten mit statistischer Signifikanz (p<0,01 für die meisten). Einschränkungen: Die Studie verwendet nur 6 Ratten pro Gruppe pro Zeitpunkt, ausschließlich männliche SD-Ratten, ein sehr spezifisches hämorrhagisches Schockprotokoll und nur kurzfristige Beobachtung. Der Sprung zur klinischen Trauma-Wiederbelebung ist erheblich — Lösungsstabilität, Lagerung und Verabreichung in Traumaeinstellungen stellen große praktische Herausforderungen dar.
Wichtige Zitate
- „PaO₂, PaCO₂ und T-SOD stiegen in den drei Behandlungsgruppen (P < 0,05), am deutlichsten in der HOHS-Gruppe (P < 0,01) im Vergleich zur LRS-Gruppe.“ Original (EN): „PaO2, PaCO2, and T-SOD increased in the three treatment groups (P < 0.05), most significantly in the HOHS group (P < 0.01) compared with the LRS group.“ — Lungenoxygenierung und antioxidative Kapazität verbesserten sich mit der kombinierten Lösung am stärksten
- „Die Spiegel von Laktat, MDA, TNF-α und IL-6, Zellzahl, Proteingehalt, Caspase-3 und TUNEL-positiven Zellen sowie der ALI-Score sanken … am stärksten in der HOHS-Gruppe.“ Original (EN): „The levels of lactate, MDA, TNF-α and IL-6, cell count, protein content, caspase-3 and TUNEL-positive cells as well as ALI score decreased … most significantly in the HOHS group.“ — Schädigungs- und Entzündungsmarker wurden durch HOHS am stärksten reduziert
- „Diese Befunde zeigen, dass HOHS die Lunge vor der durch hämorrhagischen Schock induzierten ALI schützen kann.“ Original (EN): „These findings demonstrate that HOHS can protect the lung against ALI induced by hemorrhagic shock.“ — Schlussfolgerung der Autoren: kombinierte Sauerstoff-Wasserstoff-Lösung bietet besten Lungenschutz in diesem Rattenmodell
Unsere Einordnung
Eine gut konzipierte präklinische Rattenstudie mit einem logischen Vier-Arm-Vergleich — kein klinischer Beleg. Alle Tiere waren männliche Ratten unter einem streng kontrollierten hämorrhagischen Schockprotokoll; es existieren keine Humandaten für diese spezifische Formulierung. Die praktischen Herausforderungen der Herstellung, Stabilisierung und klinischen Anwendung einer Lösung mit erhöhtem gelösten O₂ und H₂ werden nicht behandelt. Die Ergebnisse sind als Konzept vielversprechend, benötigen aber größere Tierstudien und schließlich klinische Studien, bevor Schlussfolgerungen über den menschlichen Nutzen gezogen werden können.
Studiendesign
- Typ: präklinische randomisierte Tierstudie · Modell: männliche SD-Ratten, durch hämorrhagischen Schock induzierte ALI (n = 6 pro Gruppe pro Zeitpunkt, 5 Gruppen) · H₂-Gabe: intravenöse wasserstoffreiche Lösung (HS) und hyperoxygenierte wasserstoffreiche Lösung (HOHS); Vergleiche: Ringer-Laktat-Lösung (LRS), hyperoxygenierte Lösung (HOS)
- Ergebnis: HOHS übertraf alle Vergleiche bei PaO₂, T-SOD (Antioxidans), MDA (oxidativer Stressmarker), TNF-α und IL-6 (Entzündung), bronchoalveolärer Lavagezellzahl und -protein, Caspase-3- und TUNEL-positiven Zellzahlen sowie Lungenschädigungsscore (p<0,01 vs. LRS für die meisten Parameter)
Abstract (deutsche Übersetzung)
HINTERGRUND: Hämorrhagischer Schock kann eine akute Lungenschädigung (ALI) induzieren, die mit zellularer Hypoxie, Lungengewebsentzündung, Freie-Radikal-Schäden und übermäßiger Zell-Apoptose assoziiert ist. Unsere früheren Studien zeigten, dass hyperoxygenierte Lösung die zelluläre Hypoxie lindern kann. Darüber hinaus kann wasserstoffreiche Lösung (HS) Lungengewebsentzündung, Freie-Radikal-Schäden und übermäßige Zell-Apoptose lindern. Daher stellen wir die Hypothese auf, dass hyperoxygenierte wasserstoffreiche Lösung (HOHS) die Lunge vor ALI schützen kann. MATERIALIEN UND METHODEN: SD-Ratten wurden zufällig fünf Gruppen zugeteilt (n = 6 pro Zeitpunkt pro Gruppe) und hämorrhagischem Schock mit induzierten ALI ausgesetzt, dann mit Ringer-Laktat-Lösung (LRS), hyperoxygenierter Lösung, HS und HOHS behandelt. Die Schutzwirkungen dieser Lösungen wurden wie folgt beurteilt: arterielle Blutproben wurden für die Blutgasanalyse entnommen; bronchoalveoläre Lavageflüssigkeit wurde für Zellzählung und Proteinquantifizierung gesammelt; Lungengewebsproben wurden entnommen, um das Nass-/Trocken-Verhältnis sowie die Spiegel von T-SOD, MDA, TNF-α und IL-6 zu messen. ERGEBNISSE: Die Ergebnisse zeigten, dass PaO₂, PaCO₂ und T-SOD in den drei Behandlungsgruppen anstiegen (P < 0,05), am deutlichsten in der HOHS-Gruppe (P < 0,01) im Vergleich zur LRS-Gruppe; und umgekehrt sanken die Spiegel von Laktat, MDA, TNF-α und IL-6, Zellzahl, Proteingehalt, Caspase-3 und TUNEL-positiven Zellen sowie ALI-Score in den drei Behandlungsgruppen (P < 0,05), am stärksten in der HOHS-Gruppe (P < 0,01) im Vergleich zur LRS-Gruppe. Morphologische Beobachtungen zeigten, dass im Vergleich zur LRS-Gruppe Zellschäden in den drei Behandlungsgruppen in unterschiedlichem Maße verbessert wurden, besonders deutlich in der HOHS-Gruppe. SCHLUSSFOLGERUNGEN: Diese Befunde zeigen, dass HOHS die Lunge vor der durch hämorrhagischen Schock induzierten ALI schützen kann.
Original-Abstract (englisch)
BACKGROUND: Hemorrhagic shock could induce acute lung injury (ALI), which is associated with cell hypoxia, lung tissue inflammation, free radical damage, and excessive cell apoptosis. Our previous studies demonstrated that hyperoxygenated solution could alleviate cell hypoxia. Furthermore, hydrogen-rich solution (HS) could relieve lung tissue inflammation, free radical damage and excessive cell apoptosis. Therefore we hypothesize that Hyperoxygenated Hydrogen-rich solution (HOHS) can protect the lung against ALI. MATERIALS AND METHODS: SD rats were randomly divided into five groups (n = 6 at each time point in each group) and were exposed to Hemorrhagic shock induced ALI, and then treated with lactated Ringer's solution (LRS), hyperoxygenated solution, HS, and HOHS, respectively. The protective effects of these solutions were assessed using methods as follows: arterial blood samples were collected for blood gas analysis; Bronchoalveolar lavage fluid was collected for cell count and protein quantification; lung tissue samples were collected to measure wet/dry ratio, as well as levels of T-SOD, MDA, TNF-α, and IL-6; Caspase-3 and TUNEL-positive cells, and pathological changes were observed under light microscope; ALI was scored using the Smith scoring method; ultrastructural changes of lung tissues were further observed with transmission electron microscopy. RESULTS: The results indicated that PaO2, PaCO2, and T-SOD increased in the three treatment groups (P < 0.05), most significantly in the HOHS group (P < 0.01) compared with the LRS group; and conversely that the levels of lactate, MDA, TNF-α and IL-6, cell count, protein content, caspase-3 and TUNEL-positive cells as well as ALI score decreased in the three treatment groups (P < 0.05), most significantly in the HOHS group (P < 0.01) compared with the LRS group. Morphological observation with optical microscope and electron microscopy showed that compared with the LRS group, cell damage in the three treatment groups improved to a varying extent, especially evident in the HOHS group. CONCLUSIONS: These findings demonstrate that HOHS can protect the lung against ALI induced by hemorrhagic shock.
Quelle & Links
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