氫氣能降低因心臟驟停的傷害

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氫氣 心臟驟停

氫氣作為最理想的抗氧化劑,許多人將吸氫氣、喝氫水、氫沐浴作為平常的健康保養的手段,但其實氫氣的作用可能比您想的還要廣還要大呢,它甚至能成為急救命呢!日本學者就發現,氫氣對於心臟驟停後的生存率有顯著的效果!

 

心臟驟停

心臟驟停,又或稱為心搏停止,是心臟因不能夠有效收縮,而導致血液循環停止的現象,症狀包含喪失意識呼吸異常或中止,有些患者在心搏驟止前還會胸痛、呼吸困難,以及噁心等症狀心搏停止後若無獲得治療,一般會在數分鐘內死亡。

目前心臟驟停的存活率仍然不高,更重要的是這些幸運存活的人許多都伴隨著某種程度的神經損傷或心臟功能出問題等後遺症,目前低體溫療法廣泛應用在心臟驟停、中風、創傷性腦或脊髓損傷等疾病的急救與恢復過程,來提高病患的生存機率,然而這個方式的效果還是有限,而氫氣有機會彌補其不足,尤其是缺血再灌所造成的細胞凋亡與氧化損傷。

 

實驗方法

該實驗是利用老鼠所進行的動物實驗。選取平均體重 373 克的老鼠,並將老鼠分成四組,第一組是常溫控制組,第二組則是常溫下讓老鼠呼吸2%的氫氣,第三組是低溫治療組,最後一組是同時利用低溫治療且讓老鼠呼吸2%的氫氣。

上述的常溫是控制在攝氏 37 度;低溫治療則是攝氏 33 度,呼吸氫氣組是 98% 的氧氣加上 2% 的氫氣;而非氫氣組則是 98% 氧氣加上 2% 的氮氣。

首先利用電刺激的方式,讓老鼠產生心室顫動與心臟驟停。在發生心室顫動的五分鐘後,開始啟動救援程序,包含通氣(根據氫氣組或非氫氣組通入不同氣體組成)至老鼠體內,並實施心臟按摩(CPR),另外會在 CPR 開始時注射腎上腺素與碳酸氫鈉食鹽水。CPR 後若心電圖顯示顫動達一分鐘,就會進入去顫程序,如果去顫失敗,就重新 CPR,依此重複下去,若十分鐘後老鼠仍沒有自發性循環(return of spontaneous circulation, rosc)的跡象,那就宣告 CPR 失敗。

 

實驗結果

實驗追蹤幾個數據,來顯示不同組別的成果,包含了:老鼠的復甦率、神經功能缺損評估、血清中炎症因子IL-6水平、肺水腫程度、心肌細胞氧化損傷程度。

所謂老鼠的復甦率,指的是老鼠在經過 CPR 後,回到自發性循環的比率,在各個組別中並沒有明顯的區別,從一到四組分別為 92.4%、92.4%、92.4%、100%。

神經功能缺損評估(Neurological deficit score, NDS) 用來評估老鼠在心臟驟停復甦後,其實神經功能損傷的程度,透過一位評估人員(不知道分組情形),檢測每隻老鼠的認知能力、呼吸能力、反射動作、移動能力、感官功能等,藉此統計出每隻老鼠的神經功能缺損程度,NDS跟考試分數一樣,為零到一百分,若損傷情形越嚴重則 NDS 的分數越高。

評估人員會在老鼠恢復自發性循環的 24 小時與 48小時後各評估一次 NDS ,得到的數值分別以 NDS24 與 NDS48 表示。

NDS24 一到四組的數值分別為:77.1、25.7、38.0、8,可以看到不管是吸氫氣組或是低溫治療組其神經損傷的程度都顯著低於控制組,有趣的是,第四組(同時吸氫氣與低溫治療組)其神經損傷程度更是優於只單獨吸氫氣或低溫治療組別,這顯示了同時吸氫氣與低溫治療具有「加成」的效果。

氫氣 心臟驟停

在心臟驟停且恢復自主性循環的老鼠,在有無接受氫呼吸治療,光從外表就能很明顯的看出區別

 

在恢復自發性循環後的兩個小時,會檢驗老鼠血清中炎症因子IL-6水平濃度,另外也會額外檢驗沒有引起心室顫動的老鼠其炎症因子IL-6在血清中的濃度。結果發現控制組的老鼠 IL-6 在血清中的濃度明顯提高,達 2239.9pg/L ,未引起心室顫動的老鼠其 IL-6 在血清中的濃度只有 27.4pg/L,值得注意的是有吸氫氣的組別(第二、第四組) IL-6 的濃度分別為 848.9pg/L 與 933.3pg/L 明顯低於未吸氫氣的控制組與低溫治療組(第一、第二組),這兩組的 IL-6 濃度分別為 2239.9pg/L 與 2431.2pg/L 。這個研究結果顯示:針對降低炎症因子 IL-6 在血清中的濃度,呼吸氫氣有顯著的幫助;然而低溫治療則沒有。

在心室顫動導致心臟驟停後,老鼠有明顯的肺水腫問題,而有呼吸氫氣的組別,即使經過心臟驟停的程序,其肺水腫的程度仍然與一般老鼠差不多!

最後是衡量心肌細胞的氧化損傷程度,實驗以兩個氧化指標:8-OHdG 與 4-HNE 來表示心肌遭受氧化損傷,研究利用染色的方式來顯示受氧化損傷的心肌細胞(氧化損傷的細胞為藍色),並以被染色的區域大小來代表受損傷的程度,結果發現有吸氫氣的組別,氧化損傷的區域明顯低於未吸氫氣的組別,同樣地,低溫治療對於氧化損傷並無顯示有所幫助。
 

結論

低溫治療雖然廣泛應用在心臟驟停,但其效果仍然有所拘限,可以發現例如針對降低炎症因子與氧化損傷方面,低溫治療幾乎沒有效果,而透過氫氣呼吸則能達到明顯的改善,此外針對減少心臟驟停後造成的神經損傷,同時採取低溫治療與呼吸氫氣具有加成的效果。最後我們可以透過不同組別在回復自發性循環後每個時間點的生存率,會發現氫氣與低溫治療相較於控制組都有較高的生存率,且兩個方式同時使用的組別(第四組)更是有最高的生存率!

氫氣 心臟驟停 生存率

研究結果顯示,透過低溫治療與呼吸氫氣皆能顯著提升老鼠在心臟奏庭且恢復自發性循環後的生存機率

 

完整論文連結(文內圖片來自於此)

H2 Gas Improves Functional Outcome After Cardiac Arrest to an Extent Comparable to Therapeutic Hypothermia in a Rat Model

 

 

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