2012 Medical gas research Pilot / Beobachtung H₂-Therapie am Menschen Inhalation Neurologie Grundlagen / Sicherheit

2012 · Ono et al. — Eine Grundlagenstudie zur Inhalation von molekularem Wasserstoff (H2) bei Patienten mit akuter zerebraler Ischämie zur Sicherheitsprüfung anhand physiologischer Parameter und Messung des H2-Spiegels im Blut

Originaltitel: A basic study on molecular hydrogen (H2) inhalation in acute cerebral ischemia patients for safety check with physiological parameters and measurement of blood H2 level.

Kurzfassung

Bei Patienten mit akuter zerebraler Ischämie stieg der Wasserstoff im Blut beim Einatmen von 3 % oder 4 % Wasserstoffgas innerhalb von etwa 20 Minuten auf ein Plateau, ohne die physiologischen Parameter zu verändern, doch die Blutspiegel nach 30-minütiger Inhalation schwankten stark zwischen den Patienten. Genaue Messungen erfolgten bei 3 Patienten, eine Konsistenzprüfung bei 10. Nach dem Ende der Inhalation fiel der Wasserstoff im arteriellen Blut in etwa 6 Minuten und im venösen Blut in etwa 18 Minuten auf 10 % des Plateaus. Die Studie war nicht darauf angelegt, einen klinischen Nutzen zu prüfen. (Medical Gas Research, 2012.)

Klassifiziert als Pilot / Beobachtung-Studie mit Inhalation. Siehe Methodik zur Evidenz-Einstufung.

Kommentar

Wasserstoff erwies sich in vielen Tierversuchen als sicher und wirksam, doch Patienten mit zerebraler Ischämie sind meist älter, deshalb prüften die Autoren die Sicherheit und die Gleichmäßigkeit der Gabe per Inhalation. Laut Volltext nahmen 13 Patienten mit akuter ischämischer Hirnerkrankung teil. Bei 3 Patienten wurde die Wasserstoffkonzentration im arteriellen und venösen Blut vor, während und nach der Inhalation von 4 % Wasserstoff (Fall 1, laut Volltext über das Beatmungsgerät) oder 3 % Wasserstoff (Fälle 2 und 3, laut Volltext über eine Gesichtsmaske) gaschromatografisch gemessen. Gleichzeitig wurden physiologische Parameter überwacht. Für eine Konsistenzstudie wurde bei 10 Patienten mehrfach am Ende von 30-minütigen Inhalationsbehandlungen der Wasserstoff im venösen Blut bestimmt. Es gab keine Kontrollgruppe, und klinische Endpunkte wurden nicht erhoben. Über die physiologischen Parameter hinaus berichtet das Abstract keine unerwünschten Ereignisse.

Wichtige Zitate

„Die HC im Blut erreichte 20 min nach Beginn der H2-Inhalation allmählich ein Plateau, das dem in Tierversuchen berichteten Niveau entsprach.“ Original (EN): „The HC gradually reached a plateau level in 20 min after H2 inhalation in the blood, which was equivalent to the level reported by animal experiments.“ — das Hauptergebnis dazu, wie schnell der Wasserstoff im Blut während der Inhalation ansteigt
„Die Konsistenzstudie an 10 Patienten zeigte, dass die HC am Ende der 30-minütigen Inhalationsbehandlung recht unterschiedlich war, die Ungleichmäßigkeit sich aber mit mehr Aufmerksamkeit und Ermutigung besserte.“ Original (EN): „The consistency study of 10 patients showed the HC at the end of 30-min inhalation treatment was quite variable but the inconsistency improved with more attention and encouragement.“ — ein praktisches Problem: Die Maskeninhalation lieferte sehr unterschiedliche Mengen
„Eine H2-Inhalation mit mindestens 3 % Konzentration über 30 min brachte eine ausreichende HC ins Blut, entsprechend den Werten aus Tierversuchen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Die Gleichmäßigkeit der H2-Gabe per Inhalation muss jedoch verbessert werden.“ Original (EN): „H2 inhalation of at least 3% concentration for 30 min delivered enough HC, equivalent to the animal experiment levels, in the blood without compromising the safety. However, the consistency of H2 delivery by inhalation needs to be improved.“ — das Fazit der Autoren, das das Problem der Gabe offen benennt

Unsere Einordnung

Dies ist eine frühe Messstudie, keine Behandlungsstudie. Sie zeigt, dass eingeatmeter Wasserstoff bei älteren Patienten mit akuter zerebraler Ischämie innerhalb von etwa 20 Minuten das Blut erreicht und nach dem Ende der Inhalation rasch wieder abfällt. Die physiologischen Parameter der 3 überwachten Patienten blieben im Wesentlichen unverändert. Einschränkungen: Die Sicherheitsdaten stammen von nur 3 Patienten während kurzer Inhalationen und können daher keine Langzeit- oder seltenen Wirkungen zeigen. Es gab keine Kontrollgruppe und keine Randomisierung, und klinische Endpunkte wurden nicht gemessen. Das Abstract nennt keine Blutkonzentrationen in Zahlen und keine Statistik zur Konsistenzstudie. Der Vergleich mit Werten aus Tierversuchen ist ein Maßstab der Autoren, kein gesichertes therapeutisches Niveau. Die starken Schwankungen der Blutspiegel nach Maskeninhalation bedeuten, dass die Gabe überprüft werden muss, bevor sich eine Wirkung von Wasserstoff beim Schlaganfall beurteilen lässt.

Studiendesign

Typ: unkontrollierte Studie zu Sicherheit und Blutspiegel, nicht randomisiert · n: 3 Patienten für Blutverlauf und Physiologie, 10 für die Konsistenzstudie (laut Volltext insgesamt 13) · H₂-Gabe: eingeatmetes Wasserstoffgas, 4 % bei 1 Patienten (laut Volltext über Beatmungsgerät) oder 3 % (laut Volltext per Gesichtsmaske), 30-minütige Behandlungen in der Konsistenzstudie
Vergleich: keiner. Messungen vor der Inhalation dienten als Ausgangswert
Ergebnis: Wasserstoff im Blut erreichte etwa 20 Minuten nach Beginn der Inhalation ein Plateau. Nach dem Ende fiel er in etwa 6 Minuten (arteriell) und 18 Minuten (venös) auf 10 % des Plateaus. Physiologische Parameter im Wesentlichen unverändert. Venöse Spiegel nach 30-minütiger Inhalation recht unterschiedlich, besser mit mehr Aufmerksamkeit und Ermutigung

Abstract (deutsche Übersetzung)

HINTERGRUND: In Tierversuchen gilt die Anwendung von molekularem Wasserstoff (H2) als recht sicher und wirksam, mit Nutzen bei vielen krankhaften Zuständen wie Ischämie-Reperfusionsschäden von Gehirn, Herz, Niere und transplantiertem Gewebe, traumatischen und chirurgischen Verletzungen von Gehirn und Rückenmark, Entzündungen von Darm und Lunge, degenerativem striatonigralem Gewebe und in vielen anderen Situationen. Da Patienten mit zerebraler Ischämie jedoch einer höheren Altersgruppe angehören, müssen die Sicherheitsangaben bestätigt werden. Für die Machbarkeit einer H2-Behandlung bei diesen Patienten muss geprüft werden, ob die Gabe von H2 per Inhalation gleichmäßig gelingt. METHODEN: Die Wasserstoffkonzentration (HC) im arteriellen und venösen Blut wurde bei 3 Patienten gaschromatografisch gemessen, vor, während und nach der Inhalation von 4 % (Fall 1) und 3 % (Fälle 2 und 3) H2-Gas, bei gleichzeitiger Überwachung physiologischer Parameter. Für eine Konsistenzstudie wurde die HC im venösen Blut von 10 Patienten mehrfach am Ende einer 30-minütigen H2-Inhalationsbehandlung bestimmt. ERGEBNISSE: Die HC im Blut erreichte 20 min nach Beginn der H2-Inhalation allmählich ein Plateau, das dem in Tierversuchen berichteten Niveau entsprach. Nach Beendigung der H2-Inhalation fiel die HC rasch auf 10 % des Plateauwerts, im arteriellen Blut in etwa 6 min und im venösen Blut in etwa 18 min. Die physiologischen Parameter dieser 3 Patienten blieben durch den Wasserstoff im Wesentlichen unverändert. Die Konsistenzstudie an 10 Patienten zeigte, dass die HC am Ende der 30-minütigen Inhalationsbehandlung recht unterschiedlich war, die Ungleichmäßigkeit sich aber mit mehr Aufmerksamkeit und Ermutigung besserte. SCHLUSSFOLGERUNG: Eine H2-Inhalation mit mindestens 3 % Konzentration über 30 min brachte eine ausreichende HC ins Blut, entsprechend den Werten aus Tierversuchen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Die Gleichmäßigkeit der H2-Gabe per Inhalation muss jedoch verbessert werden.

Original-Abstract (englisch)

BACKGROUND: In animal experiments, use of molecular hydrogen ( H2) has been regarded as quite safe and effective, showing benefits in multiple pathological conditions such as ischemia-reperfusion injury of the brain, heart, kidney and transplanted tissues, traumatic and surgical injury of the brain and spinal cord, inflammation of intestine and lung , degenerative striatonigral tissue and also in many other situations. However, since cerebral ischemia patients are in old age group, the safety information needs to be confirmed. For the feasibility of H2 treatment in these patients, delivery of H2 by inhalation method needs to be checked for consistency. METHODS: Hydrogen concentration (HC) in the arterial and venous blood was measured by gas chromatography on 3 patients, before, during and after 4% (case 1) and 3% (case2,3) H2 gas inhalation with simultaneous monitoring of physiological parameters. For a consistency study, HC in the venous blood of 10 patients were obtained on multiple occasions at the end of 30-min H2 inhalation treatment. RESULTS: The HC gradually reached a plateau level in 20 min after H2 inhalation in the blood, which was equivalent to the level reported by animal experiments. The HC rapidly decreased to 10% of the plateau level in about 6 min and 18 min in arterial and venous blood, respectively after H2 inhalation was discontinued. Physiological parameters on these 3 patients were essentially unchanged by use of hydrogen. The consistency study of 10 patients showed the HC at the end of 30-min inhalation treatment was quite variable but the inconsistency improved with more attention and encouragement. CONCLUSION: H2 inhalation of at least 3% concentration for 30 min delivered enough HC, equivalent to the animal experiment levels, in the blood without compromising the safety. However, the consistency of H2 delivery by inhalation needs to be improved.

Quelle & Links

Screenshot der PubMed-Seite

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