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肺中的氢气:不仅仅是膨胀

已有 749 次阅读 2022-10-1 06:44 |系统分类:科研笔记

肺中的氢气:不仅仅是膨胀

    从Carrel和Lindbergh时代起,器官灌注就开始流行于所有移植。随着我们扩大心循环死亡捐赠者捐赠器官的使用,并越来越认识到脑干死亡后的损伤范围,隔离器官的灌注被视为解决器官数量和质量问题的一种方法。肺已经走在了前面,也许不仅仅是因为它易受脑死亡后遗症的影响,还因为它独特的适合于循环死亡后的捐赠。在没有循环的情况下,通过简单的充气可以维持肺的细胞代谢,可能持续数小时。因此,与功能评估相比,缺血不是一个问题。在生命支持器官中,可靠的评估至关重要。

    Steen等人介绍了体外肺灌注专门用于DCD肺评估。他们的第一个病例涉及马斯特里赫特II类供体,在以客观方式测量肺质量后,其功能良好。随后,隆德的团队、多伦多的工人以及世界各地的中心都意识到,体外肺灌注也是一种改善或修复肺部的工具,最初低于初次移植所需的标准。

    最重要的一步是Steen证明,与之前的经验相反,内皮完整性可以保持。关键成分是没有白细胞、血小板和补体、高渗溶液和使剪切应力最小化的灌注方法。与以往不可避免的进行性肺水肿的经验相比差异如此之大,以至于人们普遍认为该回路对肺没有任何伤害。然而,正如野田佳彦和匹兹堡大学同事的里程碑式研究所表明的那样,这是一种幼稚的观点。

    使用大鼠模型,他们发现体外肺灌注与促炎环境有关。他们接着证明,吸入氢气可以改善这种状态,这种效果在肺移植后转化为更好的功能,在这些移植中,炎症细胞浸润明显减少。氢作为抗氧化剂、抗炎剂和抗凋亡剂的作用才刚刚实现,这是对体外肺灌注分子的首次研究。

对乳酸水平还有其他影响,更难以解释。肺中的葡萄糖代谢产生乳酸,然后在完整的动物体内,乳酸被肌肉、肾脏和肝脏消耗。在隔离肺灌注的人工环境中,乳酸的积累与葡萄糖的消失一样。虽然它会产生代谢性酸中毒,高乳酸在理论上对中性粒细胞功能的某些方面有不利影响,但多伦多Koike等人的研究表明,对肺没有不良影响。然而,氢显然在线粒体水平上具有某种作用,可能通过血红素加氧酶-1途径。无论机制如何,这都具有潜在的实际益处,暴露于氢气的肺中三磷酸腺苷水平的提高表明了这一点。遗憾的是,没有测量乳酸与丙酮酸的比率,这是一种观察乳酸生产某些方面的简单方法。

肺有巨大的优势,因为这里的有益物质氢可以很容易地输送。还有其他试剂,包括一氧化氮和一氧化碳,具有类似的作用,尽管可能不是那么全面,但显然需要进行比较。然而,关键分子可以通过其他途径传递。匹兹堡研究小组仅通过在饮用水中加入氢气就显示出了实验性心脏移植的优势。吸入或腹腔注射硫化氢作为其钠盐,对内毒素、氧诱导、呼吸机诱导或烟雾诱导的肺损伤具有类似的有益作用。系统而言,它是一种自由基清除剂,上调血红素氧合酶-1基因表达,并通过激活内皮K+-ATP酶通道保护心脏。

如何用良好的肺进行体外肺灌注有好处,这很可能转化为我们如何处理从捐赠者那里获得的受损肺。然而,通过说明常温灌注过程中的操作潜力,它显示了改善所有器官的潜在途径,而不仅仅是我们可以膨胀的器官,因此它是整个移植领域的一个优势。

Dark J. Hydrogen in Lung Reconditioning-More than Just Inflation. Transplantation, 2014;98, 497-498.




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