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氢气吸入改善关节炎

该内容主要参考论文:李号令, 周亚兰, 周书转, 等. 氢气对单关节炎大鼠的保护作用[J]. 第二军医大学学报, 2019, 40(11): 1258-1262.
 

目的观察经呼吸道吸入氢气对单关节炎大鼠的保护作用。方法 40只雄性SD大鼠随机分为5组:单关节炎组、单关节炎+氢气0~14 d组、单关节炎+氢气0~3 d组、单关节炎+氢气4~14 d组、假手术+氢气0~14 d组,每组8只。于大鼠左侧踝关节腔注射完全弗氏佐剂(CFA)建立单关节炎模型。单关节炎组大鼠不吸入氢气,另4组大鼠分别在造模当天及造模后第1~14天每天吸入65%氢气1.5 h、在造模当天及造模后第1~3天每天吸入65%氢气1.5 h、在造模后第4~14天每天吸入65%氢气1.5 h、在假手术当天及造模后第1~14天每天吸入65%氢气1.5 h。采用von Frey纤毛测定单关节炎大鼠双侧后爪在建模后0、1、3、5、7、10、14 d的机械刺激抬腿反应阈值(PWT)。另取15只大鼠分为5组,每组3只,于造模或假手术后第10天取致炎侧脊髓腰膨大组织,用大鼠超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)检测试剂盒分别检测致炎侧脊髓组织中SOD、CAT、MDA的含量。P < 0.01)。单关节炎+氢气0~14 d组和单关节炎+氢气0~3 d组大鼠致炎侧后爪PWT均高于单关节炎组致炎侧(P < 0.01);单关节炎+氢气4~14 d组大鼠致炎侧后爪PWT与单关节炎组致炎侧相比差异无统计学意义(P均 < 0.05),MDA水平低于单关节炎组(P均>0.05)。<b style="宋体"orphans: 2;-webkit-text-stroke-width: 0px;word-spacing:0px">结论经呼吸道吸入65%氢气在大鼠单关节炎模型的起始阶段可减轻机械痛敏及氧化应激,预先给予氢气可抑制单关节炎机械痛敏的形成。
 

类风湿性关节炎所致的疼痛是一种慢性炎性疼痛,其发病与自身免疫调节功能失调及氧化应激平衡异常密切相关[1]。目前类风湿性关节炎的改善过多地注重于免疫调节而忽略了对体内氧化应激平衡异常的干预,大量免疫调节药物的应用导致了一系列问题,如心血管并发症的发生率升高等[2]。氢气是分子结构最简单的物质,在人体内能发挥抗炎、抗氧化、抗凋亡、抗过敏的作用[3],研究还发现氢气对组织器官缺血再灌注、动脉粥样硬化、糖尿病及肿瘤等疾病有着显著的改善效果[4-7]。然而,关于氢气对类风湿性关节炎所致的慢性炎性疼痛改善作用的研究很少。本研究采用完全弗氏佐剂(completeFreund’s adjuvant,CFA)制备大鼠单关节炎模型,使用氢氧雾化机经呼吸道给予大鼠氢气与氧气的混合气体(氢气体积占混合气体总体积的比例为65%),观察氢气对单关节炎大鼠是否具有保护作用并初步探索其作用机制。
 

该研究判断有效性的主要指标是械刺激抬腿反应阈值(pawwithdrawal threshold,PWT)测定。我们重点探讨一下这个内容,这有利于大家理解动物实验如何开展,我个人也对这个研究结果进行了分析。
 

如果是人体试验,可以通过问卷的方式,询问患者疼痛是否好转,但动物不会说话,如何判断疼痛程度,这需要痛觉敏感测试方法。本研究中采用的机械痛测试方法,基本逻辑是关节炎导致疼痛过敏,通过测试动物痛过敏的程度来确定关节炎的严重程度。作为判断氢气吸入对关节炎效果的依据。
 

关节炎等外周组织炎症常引起持续性自发痛、痛觉过敏和痛觉超敏等病理性疼痛。痛觉过敏指伤害性刺激下在受损部位及周围组织或远处可产生各种敏感性增强的疼痛或痛觉过敏区域,引起的更加强烈的疼痛。些病理性疼痛是外周和中枢敏感化的结果。痛觉过敏时机体对疼痛的感觉阈值降低,轻微刺激即可引起疼痛感觉的现象。利用这个特点建立了测试方法。
 

根据测试方法及组织对不同刺激的感受,痛觉过敏分为热痛觉过敏和机械性痛觉过敏。前者指皮肤损伤后产生持续性疼痛和痛觉过敏,原发性痛觉过敏发生在组织损伤部位,表现为热刺激的反应增强;后者指继发性痛觉过敏发生在损伤周围的正常组织,表现为对机械刺激的反应增强,如轻触刺激诱发疼痛。本研究中采用的方法就是机械刺激反应增强的测定方法。
 

氢气吸入改善关节炎
 

如上图所示,结果发现,从造模后第1 天开始,单关节炎+氢气 0~14 d 组大鼠致炎侧后爪的机械痛敏反应较单纯单关节炎组致炎侧减轻,可维持至第14天,差异有统计学意义(P<0.01),但仍高于单关节炎+氢气 0~14d 组健侧后爪,差异有统计学意义(P<0.01),见图 1B。就是说从建立模型开始给动物吸入氢气,能减少动物们的痛觉敏感性,就是说没有那么痛了。或者说结果提示氢气能改善动物关节炎症状。
 

单关节炎+氢气0~3d 组大鼠吸入65% 氢气后致炎侧后爪的机械痛敏反应与单关节炎+氢气0~14d组变化一致,与单纯单关节炎组致炎侧、单关节炎+氢气0~3d 组健侧的差异亦均有统计学意义(P<0.05,P<0.01;图 1C)。这个结果说明,即使只用3天,都可以产生预防后期炎症痛的作用。
 

单关节炎+氢气4~14d 组大鼠致炎侧与健侧后爪的机械痛敏反应差异也有统计学意义(P<0.01),但与单纯单关节炎组致炎侧相比差异无统计学意义(P>0.05),见图1D。这个结果发现,一旦炎症发生后,使用氢气效果没有那么好了,至少是统计结果无差别。
 

总体上看,氢气吸入对于正在发生的关节炎是有效果的,预防的作用超过改善作用。
 

论文中这样看“结果表明,在单关节炎发生早期给予65%氢气吸入可以减轻大鼠体内氧化应激,减少大鼠关节组织破坏,从而阻止机械痛敏的形成;而在单关节炎已经形成后,体内活性氧相关物质堆积过多,吸入氢气后近期效果不明显,可能需要比14d更长时间的氢气吸入才能显现出其减轻机械痛敏及抗氧化的作用。
 

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