氢对心肌缺血再灌注损伤家兔心肌梗死面积和血流动力学的影响

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随着氢医学研究的不断深入，尤其是对心脑血管病预防和治疗方面作用引起临床广泛关注， Oshawa等[1-2]通过一系列研究证明，氢气具有强大的抗自由基、抗炎和抗凋亡作用，并可减少缺血再灌注损伤心肌梗死面积。本研究利用心肌梗死模型，观察自制饱和氢盐水对家兔心肌梗死面积和心脏血流动力学的影响。

1 材料与方法

1.1 分组 新西兰家兔40只(浙江农业科学院scxk浙2010-0047)，体重2.5 kg±0.5 kg，雌雄不限，随机分组：正常组为假手术组(n=10)，开胸分离冠状动脉但不结扎，耳静脉泵入生理盐水10 mL/kg(n=5)，腹腔空气10 mL/kg(n=5)；模型组(n=10)，结扎前降支60 min后松解并立即静脉泵入生理盐水10 mL/kg(n=5)，腹腔空气10 mL/kg(n=5)；静脉氢盐水组(n=10)，结扎前降支60 min松解后，立即静脉泵入氢盐水10 mL/kg，10 min内泵入；腹腔氢气组(n=10)，结扎前降支60 min松解后，立即腹腔注射氢气10 mL/kg，10 min内泵入。

1.2 麻醉与动物模型 术前禁食不限水12 h，3%戊巴比妥钠30 mg/kg，耳静脉注入，并根据麻醉深浅适当补充，应用HX-10E动物呼吸机(成都泰盟公司)，气管插管维持正常通气，按文献[2]方法结扎前降支60 min松解后再灌注420 min。

1.3 高纯氢和饱和氢盐水制备 应用TM氢气发生器(济南骏铭分析仪器有限公司)电解高纯水产生纯度为99.99%氢，将500 mL高纯氢气无死腔注入含有300 mL生理盐水铝铂袋中，放入0.4 kPa高压舱压6 h～8h制备饱和氢盐水，其含氢浓度为0.77mmol/L～0.80 mmol/L消毒备用。

1.4 主要检测指标 采用依文氏兰(Evans blue)和氯化三苯基四氮唑(TTC)并应用image-pro plus 6.0软件计算心肌缺血梗死面积：心肌梗死面积(%)=心肌梗死面积/心室面积×100%。观察左心室收缩压(LVSP)、左室舒张末压(LVEDP)和等容收缩期左心室内压上升下降最大速度(±dp/dt max)指标。

2 结 果

2.1 4组心肌梗死面积比较(见表1)

表1 4组心肌梗死面积比较(±s) %

2.2 4组心脏血流动力学指标比较(见表2)

表2 4组心脏血流动力学指标比较(±s)

3 讨 论

随着溶栓及自身纤溶系统动态变化和介入治疗技术快速发展，开通闭塞血管使缺血心肌得到再灌注，从而挽救部分严重缺血心肌，减少心肌梗死面积。大量研究表明，组织器官缺血再灌注损伤产生炎性反应、细胞凋亡和器官功能障碍等一系列后果，这是由于缺血再灌注损伤发生氧化应激反应产生活性氧自由基的羟自由基和超氧化物等活性最强的自由基有关[1，3-6]，因此这种血管开通情况下不但未减轻心肌缺血性损伤，缩小心肌梗死面积，反而进一步扩大心肌损伤，导致严重心血管事件发生。随着国内外学者对氢医学的深入研究，不断揭示出氢的抗炎、抗过敏和抗凋亡作用，尤其是具有强大的抗自由基作用，可中断或减轻氧化应激反应，从而减少心肌再灌注损伤程度和缩小心肌梗死面积[7-10]。相关研究表明，氢可有效改善动物心肌缺血再灌注损伤心肌梗死面积，降低血清和心肌丙二醛浓度，减轻心肌缺血区的细胞凋亡和DNA氧化应激性损伤，这也可能是由于氢减少再灌注损伤引起的脂质过氧化，降低羟自由基对细胞和组织的损伤[1，10]。

本研究结果表明，经伊文氏兰和TTC染色后，与模型组比较，静脉氢盐水组和腹腔氢气组心肌梗死面积明显小于模型组(P<0.01)。提示氢可减少心肌缺血再灌注损伤导致的心肌缺血和心肌梗死面积，无论是通过静脉氢盐水或腹腔氢气等给药方法均能达到相似的实验效果。缺血再灌注心肌血流动力学监测结果显示，静脉氢盐水组和腹腔氢气组LVSP、LVEDP和±dp/dt max均优于模型组，这可能与氢减少缺血再灌注损伤心肌梗死面积有关。由此可见，缺血心肌再灌注损伤心肌梗死面积越小，心脏做功指标也越好，反之相反，这是由于静脉氢盐水和腹腔氢气给氢方式具有缩小心肌梗死面积和改善心功能的作用。相关研究证明，氢通过抗氧化、抗炎、抗自由基及抗凋亡等一系列作用减轻心肌损伤，尤其是直接中和羟自由基作用，起到缩小心肌梗死面积作用[11-14]。

本研究结果支持氢不但缩小心肌梗死面积还可改善心功能，腹腔氢气给氢方式优于静脉氢盐水给氢方式，这可能与腹腔氢气给氢方式注入动物体内的氢分子多于静脉氢盐水相关。大量文献证明，氢可改善动物心肌缺血再灌注损伤后引起的心功能下降，并减少心肌梗死面积降低血清丙二醛及心肌酶浓度，减轻心肌缺血区细胞凋亡[15-19]。本研究结果提示，静脉氢盐水和腹腔氢气不但能减少缺血再灌注损伤心肌缺血和心肌梗死面积，而且对心肌缺血再灌注损伤的心脏血流动力学也有较好影响。有研究表明，在大鼠心脏离体前预先吸入氢气，可促进复氧后左心室功能恢复，减少心肌梗死面积；在动脉完全闭塞状态下，吸入氢后很快到达缺血区，约为非缺血区的66.6%[20-21]。以往研究也证明腹腔氢气和静脉氢盐水均是一种有效的给氢方法。

与吸入氢等给氢方式一样，静脉氢盐水和腹腔氢气两种方法均能较好地缩小心肌梗死面积，改善动物心肌缺血再灌注损伤导致的心功能下降。因此，价廉安全的氢气可能为心肌梗死的治疗提供新方法。