手術前後の水素吸入が循環停止後の神経損傷を軽減

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結論

水素吸入は循環停止後の神経損傷を軽減する可能性がある。

研究の背景と目的

新生児における先天性心疾患の手術は、心肺バイパス（CPB）を必要とするが、多くの場合、新たな虚血性損傷が発生する。特に左心閉塞病変を持つ新生児は脳損傷のリスクが高い。このため、CPB中の脳酸素消費を抑える低体温法が一般的に用いられている。本研究は、CPB関連の虚血性損傷を受けた新生児豚に対し、水素吸入が神経損傷を軽減するかどうかを調査することを目的とした。

研究方法

新生児豚（16頭）を対象に、実験的に循環停止を誘導し、2.4%の水素ガスを吸入させる治療群と非治療群にランダムに分けた。具体的な手順は以下の通り。

• 豚を麻酔し、心肺バイパスを導入
• 25℃で75分間の循環停止
• 循環再開後、24時間の機械的換気を実施
• 神経学的検査、MRI、組織病理学的評価を実施

研究結果

• 神経学的スコア：水素治療群で有意に改善(p<0.0001)
• 神経学的に無傷な生存率：水素治療群で有意に高い(p=0.0035)(Figure 3A)
• MRIでの脳損傷体積：水素治療群で有意に小さい(中央値134mm3 vs 383mm3、p=0.0460)
• 組織病理学的スコア：水素治療群で有意に低い(p=0.0044)
• 血清GFAP(脳損傷マーカー)：水素治療群で有意に低い(p=0.0068)
• 腎機能：水素治療群で血清クレアチニンが有意に低下(p=0.0152)
• 安全性：水素ガス吸入による有害事象なし

Appendix（用語解説）

• 心肺バイパス（CPB）：心臓と肺の機能を一時的に代替する医療機器。
• 虚血性損傷：血流が途絶えた結果、組織が損傷すること。
• 低体温法：体温を低下させることで、代謝率を下げ、組織の酸素需要を減少させる方法。
• 神経学的損傷スコア（SNDS）：神経損傷の程度を評価するスコアリングシステム。
• GFAP：グリア線維酸性タンパク質。脳損傷のバイオマーカーとして使用される。
• MRI：磁気共鳴画像法。体内の組織や臓器の詳細な画像を得るための技術。

論文情報

タイトル

Perioperatively Inhaled Hydrogen Gas Diminishes Neurologic Injury Following Experimental Circulatory Arrest in Swine（手術前後に吸入された水素ガスが実験的な循環停止後の神経損傷を軽減する）

引用元

Cole, A. R., Perry, D. A., Raza, A., Nedder, A. P., Pollack, E., Regan, W. L., van den Bosch, S. J., Polizzotti, B. D., Yang, E., Davila, D., Afacan, O., Warfield, S. K., Ou, Y., Sefton, B., Everett, A. D., Neil, J. J., Lidov, H. G. W., Mayer, J. E., & Kheir, J. N. (2019). Perioperatively Inhaled Hydrogen Gas Diminishes Neurologic Injury Following Experimental Circulatory Arrest in Swine. JACC. Basic to translational science, 4(2), 176–187. https://doi.org/10.1016/j.jacbts.2018.11.006

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