A novel method of preserving cardiac grafts using a hydrogen-rich water bath. | 水素水を使った心臓移植片の新しい保存方法
J Heart Lung Transplant. 2013 Feb;32(2):241-50. doi: 10.1016/j.healun.2012.11.004. Epub 2012 Dec 28.
A novel method of preserving cardiac grafts using a hydrogen-rich water bath.
Department of Cardiothoracic Surgery, University of Pittsburgh Medical Center, Pittsburgh, Pennsylvania, USA.
Abstract
BACKGROUND:
Exogenously administered hydrogen exerts cytoprotective effects through anti-oxidant, anti-inflammatory, and anti-apoptotic mechanisms in various disease settings, including organ transplantation. Our objective in this study was to evaluate the efficacy of a novel cold storage device equipped with a hydrogen-rich water bath.
METHODS:
The study used an established rat heterotopic transplantation model. Syngeneic heart grafts from elderly donors (60- to 70-week-old Lewis rats) or allografts from adult donors (12-week-old Brown Norway rats) were exposed to prolonged cold preservation. The cardiac grafts were stored in plastic bags containing Celsior, which were immersed in the cold water bath equipped with an electrolyzer to saturate the water with hydrogen. The cardiac grafts then were heterotopically engrafted into Lewis rat recipients.
RESULTS:
In both experimental settings, serum troponin I and creatine phosphokinase were markedly elevated 3 hours after reperfusion in the control grafts without hydrogen treatment. The grafts exhibited prominent inflammatory responses, including neutrophil infiltration and the upregulation of messenger RNAs for pro-inflammatory cytokines and chemokines. Myocardial injury and inflammatory events were significantly attenuated by organ storage in the hydrogen-rich water bath. The grafts stored using the hydrogen-rich water bath also exhibited less mitochondrial damage and a higher adenosine triphosphate content.
CONCLUSIONS:
Hydrogen delivery to cardiac grafts during cold preservation using a novel hydrogen-supplemented water bath efficiently ameliorated myocardial injury due to cold ischemia and reperfusion. This new device to saturate organs with hydrogen during cold storage merits further investigation for possible therapeutic and preventative use during transplantation.
J Heart Lung Transplant. 2013 Feb;32(2):241-50. doi: 10.1016/j.healun.2012.11.004. Epub 2012 Dec 28.
水素水を使った心臓移植片の
新しい保存方法
ピッツバーグ大学メディカルセンター 心胸郭外科教室
要旨
背景
水素の外用は、臓器移植などさまざまな病態において抗酸化・抗炎症・抗アポトーシス作用により細胞保護効果を発揮します。本研究は、水素水で満たした水槽が内蔵された新しい保冷容器の臓器保存に対する効果を評価するために行われました。
方法
本研究では、確立された方法の一つであるラット異所性移植モデルを使用しました。老齢ラット（60～70週齢Lewisラット）からの同種心移植片と老齢ラット（12週齢Brown Norwayラット）からの自家移植片は、低温で長期保管されました。心移植片はCelsior液を入れられたプラスチックバッグ内に保管され、さらにそのバッグを電気分解で水素を飽和状態にした低温水槽に沈めました。その後、それぞれの心臓移植片はレシピエントであるLewisラットに異所移植されました。
結果
両方の実験で、水素水を用いない通常の移植片では、再灌流から3時間後に血清トロポニンⅠ値とＣＰＫ値が著しく上昇しました。そして通常の移植片では、好中球浸潤や炎症誘発性サイトカインやケモカインのmRNAのアップレギュレーションがみられるなど強い炎症反応を示しました。
ところが移植片を水素水で保存した場合、心筋の損傷や炎症反応は有意に抑えられました。また水素水で保存することで、ミトコンドリアのダメージを減らし、ATP濃度が高くなりました。
結論
水素水を満たした水槽に冷保管するという新しい方法によって心移植片に水素を添加すると、冷阻血の再灌流による心筋障害を効果的に抑えました。冷保管中に臓器に水素を満たすこの新しい方法は、臓器移植における将来有望な治療・予防法としてさらに研究を重ねる価値があります。
一言
水素水のbath（お風呂？）ということで訳してみましたが、全然関係ありませんでした（笑）臓器移植の臓器を保存液入りのバッグに入れて、バッグごと水素水の中に入れると、再灌流後の臓器のダメージが抑えられるという話らしいです。水素がバッグを透過できるからこそできる芸当（？）ですね。
臓器移植の関係者以外はあまり興味のない話ではありましたが、私たちは正真正銘の水素のお風呂にはいって、ほっこり温まるのもいいかもしれませんね。
