Inhalation of Hydrogen Gas Is Beneficial for Preventing Contrast-Induced Acute Kidney Injury in Rats. | 水素ガスの吸入はラットのヨード造影剤による腎障害の予防に効果

Nephron Exp Nephrol. 2015 Jan 9. [Epub ahead of print]

Inhalation of Hydrogen Gas Is Beneficial for Preventing Contrast-Induced Acute Kidney Injury in Rats.

Department of Emergency and Critical Care Medicine School of Medicine, Keio University

Abstract

Background:

The present study aimed at investigating the effect of a novel antioxidant, hydrogen (H2) gas, on the severity of contrast-induced acute kidney injury (CIAKI) in a rat model.

Methods:

CIAKI was induced in rats by intravenous injection of a contrast medium, Ioversol, in addition to reagents inhibiting prostaglandin and nitric oxide synthesis. During the injection of these reagents, the rats inhaled H2 gas or control gas.

Results:

One day after the injection, serum levels of urea nitrogen were significantly lower in H2 gas-inhaling CIAKI rats (17.6 ± 2.3 mg/dl) than those in control gas-treated CIAKI rats (36.0 ± 7.3 mg/dl), although they both were elevated as compared to untreated rats (14.9 ± 0.9 mg/dl). Consistently, creatinine clearance in H2 gas-treated CIAKI rats was higher than that in control gas-treated counterparts. Renal histological analysis revealed that the formation of proteinaceous casts and tubular necrosis was improved by H2 gas inhalation. Mechanistic analyses showed that inhalation of H2 gas significantly reduced renal cell apoptosis, expression of cleaved caspase 3, and expression of an oxidative stress marker, 8-hydroxydeoxyguanosine, in injured kidneys.

Conclusion:

Results suggest that H2 gas inhalation is effective in ameliorating the severity of CIAKI in rats by reducing renal cell apoptosis and oxidative stress.

Nephron Exp Nephrol. 2015 Jan 9. [Epub ahead of print]

水素ガスの吸入はラットの
ヨード造影剤による腎障害の予防に効果

慶應大学医学部　救急医療

＜要旨＞

背景

本研究はラットモデルを用いて、新しい抗酸化物質である水素ガスがヨード造影剤による重症腎障害（CIAKI）に対して、効果を示すかどうかを調べました。

方法

CIAKIモデルは、ヨードを含んだメディウムにイオベルソールとプロスタグランジン合成阻害剤、一酸化窒素合成阻害剤を加えた薬液をラットに静脈注射することで作成しました。これらの薬液を投与している間に、ラットに水素ガスあるいはコントロールガスを吸入させました。

結果

静脈注射から1日後、血清中の尿素窒素値がコントロールガス群（36.0±7.3mg/dl）に比べて水素ガス群（17.6±2.3mg/dl）で有意に低くなっていました。しかしながら、CIAKI処置をしていないラット（14.9±0.9mg/dl）に比べると、両群で上昇していました。

また、水素ガスを与えたCIAKIラットはコントロールガス群よりも、クレアチニンクリアランスが高いことがわかりました。さらに腎臓の病理分析を行うと、水素ガスの吸入で尿細管の壊死やタンパク質性の円柱の生成が改善していることが明らかになりました。またメカニズム解析の結果、水素ガスの吸入で障害を受けた腎臓中の細胞のアポトーシスや活性型カスパーゼ3の発現、酸化ストレスマーカーの発現、8-OHdGが有意に減ることが分かりました。