Luminal Injection of Hydrogen-Rich Solution Attenuates Intestinal Ischemia-Reperfusion Injury in Rats. | 高濃度水素溶液の腸管投与によるラットの腸管虚血再灌流障害抑制効果

Transplantation. 2014 Dec 23.

Luminal Injection of Hydrogen-Rich Solution Attenuates Intestinal Ischemia-Reperfusion Injury in Rats.

Organ Transplant Center, National Center for Child Health and Development

Abstract

BACKGROUND:

Luminal preservation of the intestine is an attractive method to locally mitigate preservation injury and ischemic-reperfusion injury in small bowel transplantation (SBT) because this method has a potential to maintain the intestinal graft integrity. Hydrogen is noted as an antioxidant material by reducing hydroxyl radicals. We hypothesized that hydrogen-containing solution can be an optimum material for luminal preservation method in SBT.

METHODS:

Ischemic reperfusion was induced in Lewis rats by occlusion of the supramesenteric artery and vein for 90 min. Experimental protocols were divided into four groups: sham operation group, no luminal injection (control) group, luminal injection of 5% glucose saline (GS) solution group, and luminal injection of hydrogen-rich GS (HRGS) group. Two milliliters of experimental solution was locally injected into the lumen of the intestine before declamping of vessels. Oxidative stress markers, proinflammatory cytokines, apoptosis in the crypt cells, and morphologic changes of the intestine were assessed.

RESULTS:

The production of malondialdehyde and 8-hydroxydeoxyguanosine, as oxidative stress markers, were markedly suppressed in HRGS group. The level of proinflammatory cytokines, such as inducible nitric oxide synthase and interleukin-6, was significantly inhibited in HRGS group. Crypt apoptosis was also significantly suppressed in HRGS group. Histopathologically, integrity of villus in intestine was maintained in HRGS group in comparison to the other groups.

CONCLUSION:

Luminal injection of hydrogen-rich solution can reduce oxidative stress and consequently ameliorate ischemic-reperfusion injury. Hydrogen-containing solution can be a novel and promising luminal preservation material in SBT.

Transplantation. 2014 Dec 23.

高濃度水素溶液の腸管投与による
ラットの腸管虚血再灌流障害抑制効果

国立成育医療研究センター　臓器移植センター

＜要旨＞

背景

腸管を管の状態で保存することは、小腸移植における保存に伴う障害と虚血再灌流障害をある程度緩和させるのに有益な方法です。というのも、この方法は腸移植片を正常に保つ可能性があるからです。

また、水素はヒドロキシラジカルを減少させる抗酸化物質であることが知られています。以上のことから私たちは、小腸移植の腸管保存法を行う際に、水素含有溶液が理想的な保存液になるのではないかとの仮説を立てました。

方法

虚血再灌流モデルでは、上腸間膜動脈および静脈を90分間結索したLewisラットを用いました。また、実験プロトコルにて以下の4群に分けました：偽手術群、非腸管投与（対照）群、5％グルコース生理食塩水腸管投与群、5％グルコース生理食塩水に水素を高濃度溶かしたものを腸管に投与した群。

腸管結索を解く前に腸管内に2mLの実験液を投与し、その後クリプト細胞の酸化ストレスマーカーや炎症性サイトカイン、アポトーシスと腸の形態変化を評価しました。

結果

水素を高濃度に含む5％グルコース生理食塩水を投与した群では、酸化ストレスマーカーとして知られるマロンジアルデヒドや8-ヒドロキシデオキシグアノシン（8-OHdG）の生成が著しく抑制されていました。また、同グループではiNOSやIL-6といった炎症性サイトカインの値が有意に阻害されていました。さらに同グループではクリプト細胞のアポトーシスが有意に抑制されていました。

また、病理学的見地からも他の群に比べ、水素を投与した群では腸の絨毛が正常に保たれていることがわかりました。