急性肾损伤(Acute kidney injury, 急性肾损伤)是临床上横纹肌溶解(rhabdomyolysis, RM)的主要并发症，在基础研究中常用甘油注射来模拟。氧化应激、炎症反应和细胞凋亡在本病的发生发展中起重要作用。近年来，大量研究报道了分子氢(氢气)对氧化应激和炎症相关疾病的治疗作用。本研究探讨了氢气对大鼠甘油诱导的急性肾损伤的影响及其潜在机制。利用自制装置制备低浓度(4%)和高浓度(67%)氢气，研究其剂量效应。在注射甘油(8ml /kg) 72小时后，我们发现甘油触发氧化应激、炎症反应和凋亡事件。这些引起了随后的肾脏损伤，证据是抗氧化酶的显著减少和相关受损生物标志物的上调。氢气吸入可逆转上述改变，具有肾保护作用。有趣的是，对于RM/ 急性肾损伤相关的因素，虽然较高浓度的氢气吸入对组织学和形态学改变的改善效果更好，但没有观察到一致的氢气剂量-反应效益。本研究提示氢气可能通过其抗氧化、抗炎、抗凋亡和抗坏死的特性成为预防或减少RM诱导的急性肾损伤的潜在替代疗法。

关注氢气医学效应的学者和使用者都非常关心氢气剂量和效应之间的关系，很可惜的是，现在关于这个问题的研究非常少，也就是说人们对氢气剂量效应关系的了解非常不充分。这也是本研究值得肯定的一个内容，研究结果提示，虽然高浓度效果好于低浓度，但不够明确，也就是说，高浓度虽然效果可能好一些，但不那么显著。从临床应用角度来考虑，人们更希望是在有效的基础上，使用更低剂量。因此，关于这个问题，仍然是非常值得进一步深入研究的。

急性肾损伤虽然很重要，但是严重威胁整个人群和医疗系统的是慢性肾损伤，因为慢性肾损伤的病程长，容易导致肾脏衰竭，增加透析患者规模，给医疗系统造成极大负担。这已经成为医疗系统长期担心的重点问题。对急性肾损伤有效，也往往意味着对慢性肾损伤有一定作用。特别是都针对导致两个损伤的共同病理基础。希望有更多学者开展氢气对慢性肾损伤方面的研究。

论文发表在《气体医学研究》，作者来自山东第一医科大学秦树存教授团队。

Xue JL, Liu BY, Zhao M, Zhang MY, Wang MY, Gu QQ, Zhang XY, Qin SC. Inhalation of 4% and 67% hydrogen ameliorates oxidative stress, inflammation, apoptosis, and necroptosis in a rat model of glycerol-induced acute kidney injury. Med Gas Res 

部分研究结果

l肾脏组织氢气水平改变

l氢气治疗后肾脏的大体病理改变

l氢气吸入后肾脏炎症反应改变

文章背景

急性肾损伤(Acute kidney injury)是一组异质性的疾病，主要表现为肾小球滤过率降低导致的突发性肾功能障碍，并伴有血清肌酐和尿素氮升高。许多因素有助于急性肾损伤的病理，包括急性疾病、药物和医疗程序的并发症近期，一些研究报道了其与冠状病毒疾病2019 (COVtD-19)的相关性，中国的早期调查表明，25%的COVID-19重症患者出现急性肾损伤急性肾损伤是横纹肌溶解症(rhabdomyolysis, RM)最严重的并发症之一，由于肌红蛋白、电解质和其他肌浆蛋白(如肌酸酐激酶、乳酸脱氢酶)等有毒的肌细胞内容物泄漏到体循环，可引起内部环境紊乱和各种器官损害rm诱发的急性肾损伤占所有确诊急性肾损伤的10% ~ 40%在临床实践中，实际发病率为13% ~ 50%对于未由横纹肌溶解症发展为急性肾损伤的患者，死亡率估计为20%，然而，对于发展为急性肾损伤的患者，死亡率增加到高达59%

虽然横纹肌溶解症诱导的急性肾损伤已经被广泛研究了很长时间，但其确切的发病机制尚未阐明。氧化应激、炎症反应、细胞凋亡、血管收缩和管状梗阻等因素在其中起重要作用传统上，最初的保守措施通常是液体复苏，这是危重医学中普遍存在的干预措施但如果出现严重少尿或无尿，可导致间质水肿和肺水肿、继发性腹腔综合征、肾灌注压降低，甚至急性呼吸窘迫综合征，则治疗无效最近，大量的研究集中在各种化合物或分子，如维生素c，左旋肉碱和橄榄苦苷，以预防rm诱导的急性肾损伤，大多数研究将缓解作用归因于它们的抗氧化特性。抗氧化剂抑制近端小管细胞的脂质过氧化，平衡肌红蛋白氧化还原循环虽然有几种药物可以缓解这种疾病，但它们大多是生物大分子，渗透性较差，难以进入活性氧产生部位。此外，它们的长期安全性仍有待验证，因此需要开发出副作用最小或没有副作用的更好的抗氧化剂。

氢分子是一种小分子，具有高效进入质膜和其他细胞器的能力。大量研究报道了氢气对氧化应激和炎症相关疾病的治疗作用，如缺血再灌注损伤、动脉粥样硬化、代谢性疾病、神经退行性疾病、和癌症。氢气的这些作用通常归因于其抗氧化、抗炎和抗凋亡的能力。最近，氢气补充剂被尝试用于治疗COVID-19。到目前为止，还没有副作用的报道。虽然有研究探讨了富含氢气的生理盐水[34]或67% 氢气吸入[35]通过抑制氧化应激和炎症反应对肾脏损伤的保护作用，但氢气的剂量效应和精确的分子机制有待进一步探索。同时，与吸入氢气相比，富氢气盐水注射只能提供有限浓度的氢气。在后者的研究中，氧气浓度(33%)高于大气中的浓度(21%)，目前尚不清楚高氧是否有额外的影响。

甘油注射液是一种标准的急性肾损伤诱导方法其特征是肌红蛋白过度释放、肾小管坏死和肾血管收缩，临床上最能模拟RM诱导的人类急性肾损伤甘油诱导的肾毒性中最重要的作用是活性氧代谢产物，尤其是羟自由基(•OH)，它引起肌红蛋白诱导的急性肾损伤 

本研究采用甘油诱导SD大鼠急性肾损伤模型，并采用氢气吸入法评估其对rm诱导的急性肾损伤的潜在肾保护作用及可能机制。利用自制的实验装置首次对氢气的低浓度(4%)和高浓度(67%)进行了实验，研究了氢气在该模型中的剂量依赖性反应。