Effects of three hydrogen-rich liquids on hemorrhagic shock in rats. | ラットの出血性ショックに対する３種の水素溶液の効果
J Surg Res. 2014 Jul 3. pii: S0022-4804(14)00629-5. doi: 10.1016/j.jss.2014.06.051.
Effects of three hydrogen-rich liquids on hemorrhagic shock in rats.
Department of Hematology, the 88th Hospital of Chinese People’s Liberation Army
Abstract
BACKGROUND:
Hydrogen-rich saline provides a high concentration of hydrogen, which selectively reduces levels of hydroxyl radicals and alleviates acute oxidative stress in many models. We investigated the protective effects and mechanisms of three different hydrogen-rich liquid resuscitation preparations on lung injury-induced uncontrolled-hemorrhagic shock (UHS) in rats.
MATERIALS AND METHODS:
A UHS rat model was prepared using the method of Capone et al. of arterial bleeding and tail amputation. Healthy male Wistar rats were randomly divided into seven groups (10 per group) to receive: sham treatment; Ringer solution; hydrogen-rich Ringer solution (H-Ringer solution); hydroxyethyl starch (HES); hydrogen-rich hydroxyethyl starch (H-HES); hypertonic saline/hydroxyethyl starch (HSH); and hydrogen-rich hypertonic saline/hydroxyethyl starch (H-HSH). At 72 h after successful resuscitation, lung tissue was Hematoxylin Eosin stained to score any pathologic changes. We also determined wet-to-dry (W/D) lung weight ratios and lung tissue concentrations of interleukin (IL)-6, tumor necrosis factor (TNF)-α, IL-10, malondialdehyde (MDA), and superoxide dismutase (SOD) and myeloperoxidase (MPO) activities.
RESULTS:
Compared with the non-H groups, polymorphonuclear neutrophil accumulation in alveoli in the H groups was significantly reduced (P value), and capillary leakage and wall edema were ameliorated. Compared with the sham group, pathologic pulmonary injury scores, W/D ratios, IL-6, TNF-α, IL-10, MDA concentrations, and MPO activity in the other groups were all increased, whereas SOD activity was decreased (P < 0.01). Comparing the H-Ringer, H-HES, and H-HSH groups respectively with the Ringer, HES, and HSH groups, pathologic pulmonary injury scores, W/D ratios, IL-6, TNF-α, MDA concentrations, and MPO activity were all reduced, whereas IL-10 concentrations and SOD activity were increased (P < 0.01).
CONCLUSIONS:
Each hydrogen-rich liquid resuscitation preparation could protect the lung against acute injury secondary to UHS. These mechanisms may be associated with hydrogen inhibiting the release of pro-inflammatory cytokines, promoting anti-inflammatory cytokine release, and reducing oxidative damage.
J Surg Res. 2014 Jul 3. pii: S0022-4804(14)00629-5. doi: 10.1016/j.jss.2014.06.051.
ラットの出血性ショックに対する３種の水素溶液の効果
中国人民解放軍第88病院 血液学
＜要旨＞
背景
水素生理食塩水は高濃度での水素投与を可能にします。また水素はヒドロキシラジカルを選択的に減少させて、多くの病態モデルでの酸化ストレスを緩和します。私たちは、肺外傷性の止血不能出血性ショック（UHS）のモデルラットを用いて、3種の異なった蘇生用高濃度水素溶液の保護効果とそのメカニズムについて調べました。
方法
UHSモデルラットはカポネらの動脈出血および尾切断法を用いて作成しました。健康な雄ウィスターラットは下記の通り7グループ（1グループあたり10匹）にランダムに振り分けました。
１）シャム処置群、２）リンゲル液群、３）高濃度水素リンゲル液群、４）ヒドロキシエチルでんぷん（HES）群、５）高濃度水素HES群、６）高張食塩水／HES群、７）高濃度水素高張食塩水／HES群
蘇生72時間後に肺組織にHE染色を行い、病理変化がないかどうか調べました。また、肺の乾湿重量比を調べるとともに、肺組織中のIL-6、TNF-α、IL-10、MDA、SOD活性、MPO活性を調べました。
結果
水素非添加群と比較して、水素添加群では肺胞中の多形核好中球の増加が有意に抑えられ、肺毛細管からの漏出と肺胞壁の浮腫が緩和されていました。シャム処置群と比較して出血性ショックを行った群では、肺障害スコア、肺乾湿重量比、IL-6、TNF-α、IL-10、MDA、MPO活性すべてで上昇しており、一方のSOD活性は低下していました（P<0.01）。
また水素を与えた3グループはそれぞれの元の溶液を投与した群と比べて、肺障害スコア、肺乾湿重量比、IL-6、TNF-α、MDA、MPO活性すべてで低下していましたが、IL-10、SOD活性は上昇していました（P<0.01）。
結論
3種類それぞれの蘇生用高濃度水素調製液は、UHS誘発性急性障害から肺を守ることができました。そしてそのメカニズムは、水素が炎症性サイトカインの生成を阻害するとともに、抗炎症サイトカインの生成を促進し、酸化ダメージを減少させることが関連しているのではないかと考えられます。
＜一言＞
水素を3種類の溶液に溶かしてそれぞれの効果を調べたものです。どの溶液に溶け込んでも同じような作用が見られたとのこと。じゃあ、水素はどんな溶液でも効果を発揮できるのかというのはまた別の問題なのだそうです。たとえば、炭酸ガスの溶け込んだ溶液には水素はうまく溶けない（＝効果が低い）のだとか。
炭酸飲料のじゅわっとした感じは二酸化炭素が溶けているぞ！というのが体感できるのでいいのですが、水素は溶けていてもちっとも体感できないのが難しいところです。
