Вдыхание небольшого количества водорода в дополнение к концентрированному кислороду может помочь остановить повреждение легочной ткани, которое может возникнуть, когда тяжелобольным пациентам дают кислород в течение длительных периодов времени, согласно исследованию модели на крысах, проведенному исследователями в Питтсбурге. Исследование также показало, что водород инициирует активацию гемоксигеназы (HO-1), фермента, который защищает клетки легких.
Результаты будут представлены на Международной конференции ATS 2011 в Денвере.
"Мы обнаружили, что вдыхание водорода может уменьшить гипероксическое повреждение легких, которое возникает в результате длительного воздействия концентрированного кислорода, что является важной проблемой для тяжелобольных пациентов, находящихся на ИВЛ," сказал Томохиро Кавамура, доктор медицины, научный сотрудник Университета Питтсбурга Томас Э. Институт трансплантологии Starzl. "Проведение водородной обработки путем подачи пациенту газа для вдыхания – это новый подход, который может быть осуществим в клинической практике."
Высококонцентрированный кислород обычно вводят тяжелобольным пациентам, которые не могут эффективно дышать, например, пациентам с тяжелыми заболеваниями сердца или легких. При длительном воздействии кислорода может возникнуть кислородное отравление, вызывающее серьезное повреждение легких, которое может привести к дыхательной недостаточности. В этом исследовании исследователи предположили, что добавление водорода, обладающего мощным антиоксидантным и противовоспалительным действием, может помочь смягчить ущерб, причиненный длительным воздействием концентрированного кислорода.
Чтобы выяснить это, исследователи разделили крыс-самцов на четыре экспериментальные группы: крысы, подвергшиеся воздействию высоких концентраций кислорода и либо 2% азота, либо 2% водорода, и крысы, получавшие нормальный уровень кислорода и 2% азота или 2% водорода. Периоды экспозиции для всех групп составляли 60 часов. Функцию легких оценивали путем анализа газов артериальной крови, а также измеряли массу тела, объем легочной жидкости, количество воспалительных клеток в легочной жидкости и уровни HO-1.
Сравнивая группы, подвергавшиеся воздействию кислорода, с контрольными, исследователи обнаружили, что воздействие 2% азота и 98% кислорода в течение 60 часов заметно ухудшало функцию легких и вызывало воспаление и накопление жидкости в легких. Напротив, крысы, подвергшиеся воздействию 2% водорода и 98% кислорода, имели меньший отек и улучшенную функцию легких, а также значительное уменьшение воспаления по сравнению с контрольной группой. Кроме того, уровни HO-1 были повышены у крыс, подвергшихся воздействию водорода.
"Гемеоксигеназа-1, индуцированная водородом, – это белок, который защищает клетки и обладает антиоксидантной и противовоспалительной активностью," Доктор. Кавамура отметил. "Индукция HO-1 защищает от вредных раздражителей, включая гипероксию.
"Индукция HO-1 в легких может быть одним из механизмов, лежащих в основе защитного действия водорода," добавил он. "Наше исследование является первым, показывающим индукцию HO-1 водородом, и наши результаты показывают, что водород функционирует, индуцируя защитные белки, такие как HO-1."
Доктор. Кавамура сказал, что он и его коллеги провели обширное исследование благотворного воздействия водорода при травмах легких.
"В одном недавнем исследовании на мышах мы показали, что вдыхаемый водород может предотвратить острое повреждение легких, вызванное механической вентиляцией легких, и мы также показали, что терапия ингаляционным водородом для доноров и реципиентов трансплантата уменьшала количество травм, связанных с трансплантатом, в модельном исследовании на крысах," он сказал.
Результаты этого исследования показывают, что ингаляционная водородная терапия может иметь применение при других повреждениях легких, добавил он.
"Водород обладает терапевтическим потенциалом не только для лечения острого повреждения легких, но и для лечения хронических заболеваний легких, таких как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), которая является четвертой по значимости причиной смерти в США.S.," он сказал. "Водород может помочь предотвратить прогрессирование ХОБЛ, что может оказать огромное влияние на лечение.
"Проведение водородной обработки путем предоставления пациентам газа для вдыхания несложно и может быть осуществимо в клинической практике в будущем," Доктор. Кавамура добавил.
По его словам, будущие исследования должны быть сосредоточены на установлении профилей эффективности и безопасности ингаляционной водородной терапии на животных моделях до ее возможного использования в клинических условиях.