有经验的医生常说：“老年人最怕的不是癌症，而是骨折。”原因在于：骨折的老年人，需要长期卧床静养，又因为老年人皮肤状态较差，很容易在卧床过程中产生“褥疮”。

 

褥疮极易引发感染，甚至引起脓毒症、骨髓炎等一系列严重的疾病。除了骨折患者以外、脊髓损伤、瘫痪、长期昏迷、帕金森等患者都面临着褥疮的风险。

 

压疮，也称作褥疮（pressure ulcer）、压力性溃疡，是由于身体局部皮肤长时间受压，影响血液循环，导致皮肤和皮下组织营养匮乏而出现损伤、溃疡甚至坏死。

 

 

引发压疮的因素有很多，如果患者卧床时身体局部潮湿、或受排泄物刺激、营养不良、年龄较大、罹患糖尿病等疾病、长期吸烟，则压疮的患病率更高，程度也可能会更严重。【1】

 

研究人员发现压疮的形成，与“缺血再灌注”（Ischemia/Reperfution，简称“I/R”)密切相关。因为压疮形成部位长期受到挤压，患者往往不能自主翻身，导致血流不畅从而缺血，改变姿势后，压力得到释放，血液再次灌注到受压部位。

 

在缺血再灌注的过程中，活性氧ROS过量增加，对脂质、蛋白质、核酸形成损害，进而导致压疮。

 

皮肤缺血再灌注（I/R）引起的压疮，是通过抗氧化剂如维生素E、褪黑激素、去铁胺来治疗和抑制。由于氢氧混合气体被验证具有抗氧化的作用，复旦大学华山医院皮肤科、上海皮肤病研究所、上海市分子药物真菌学重点实验室等医学机构的研究人员，针对“吸入氢氧混合气体预防压疮”启动了小鼠实验，以研究氢氧混合气体在应对压疮的作用机制。该论文在国际权威期刊《Journal of Cellular and Molecular Medicine 》上得到发表【2】

 

论文截图

 

01实验设计

实验分为三组，其中一组为对照组，另外两组分别吸入低浓度氢氧气，高浓度氢氧气，用来评价吸入空气、吸入低浓度氢氧混合气体、吸入高浓度氢氧混合气体对于压疮的抑制和治疗效果。
上海潓美医疗科技有限公司为本实验提供医用级专业氢氧设备及技术支持。

在气体预处理之后，实验人员麻醉所有动物模型，将其放置在直径12毫米，厚度5毫米的圆形铁氧体磁性板之间。挤压12小时，再让其休息12小时，重复三次，引发皮肤溃疡。

缺血再灌注实验（I/R）产生压疮后，实验人员进行了拍照对比。同时，实验人员对伤口处皮肤进行切片染色观察，并检测伤口处活性氧（ROS）、细胞增殖率等指标，以此判断三组压疮的恢复情况。各项指标，P<0.05被认为具有统计学意义。

 

02实验结果

为了研究氢氧混合气体对压疮的预防作用，以及不同浓度氢氧混合气体的预防效果。实验人员在I/R之前就分别给予吸入空气、低浓度氢氧气、高浓度氢氧气。
 

三组伤口差异

从拍摄的照片来看，提前吸入氢氧混合气体组伤口更清洁，抓挠相对较少，特别是当吸入高浓度氢氧混合气体后，对溃疡的形成起到明显抑制作用，溃疡程度更轻，伤口闭合更快，很好的保护了皮肤。

三组压疮伤口图片，明显可以看出第三排吸入高浓度氢氧混合气体的恢复更快。

从实验人员测量的伤口面积可以看出，同样的缺血再灌注（I/R）实验中，吸入低浓度氢氧混合气体和吸入空气的，压疮面积一样大，吸入高浓度氢氧混合气体的压疮面积小很多。在恢复速度方面，高浓度氢氧混合气体组>低浓度氢氧混合气体组>空气组。
 

三组伤口恢复情况

实验人员用苏木精和曙红对伤口染色，其中苏木精可为细胞核染色呈现蓝色，曙红可为细胞质染色呈现粉红色，因此可以从细胞的染色情况来判断三组皮肤伤口的恢复速度。

由上图可以看出，高浓度氢氧气组蓝色、粉红色增长最快，面积最大，说明吸入高浓度氢氧气的皮肤压疮恢复效果最好。同时，从第4天的照片可以看出，高浓度氢氧气组的炎症范围更小，说明提前吸入高浓度氢氧气减轻了压疮部位的炎症。
 

三组伤口氧化情况

由于ROS（活性氧、或恶性自由基）是缺血再灌注诱导组织损伤的重要介质，评估压疮损伤的重要标准就是测量ROS数据。同时抗氧化酶包括：SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（过氧化氢酶）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx），这三种酶的数据反应了伤口处抗氧化活性。

上图四个指标可以看出，高浓度氢氧气恶性自由基水平最低，抗氧化酶指标最高，反映出高浓度氢氧混合气体对伤口处氧化应激反应的抑制作用。

三组伤口氧化反应情况

实验人员还研究了NRF2 / ARE抗氧化剂途径是否通过氢氧混合气体介导了压疮组织的ROS水平抑制。
实时定量PCR分析表明，氢氧混合气体显著上调了NRF2及其靶基因（血红素加氧酶-1，HO-1; NADH醌氧化还原酶1，NQO1;醛酮还原酶，AKR1C1）的mRNA水平。免疫印迹法还证实了氢氧混合气体治疗组皮肤组织中NRF2-ARE途径成分的表达增强了，其中高浓度氢氧混合气体表现最为显著。

（以上为NRF2 / ARE相关各项基因表达指标）

这些结果表明，氢氧混合气体激活了皮肤缺血再灌注（I / R）后皮肤损伤中的NRF2途径，增强了各项指标数据的提升，以对抗活性氧引起的细胞损伤，对皮肤细胞起到保护作用。（数据越大，抗氧化水平越高，对细胞保护越强，可以看到上图中灰色代表的高浓度氢氧混合气体组，各项数据均领先其他两组。）
 

三组伤口炎症水平

促炎细胞因子对于I/R损伤期间的组织损伤很重要，因此实验人员还评估了受伤皮肤中促炎细胞因子的水平。
I/R后第6天，氢氧气体处理显着降低TNF-a、IL-1b，IL-6和IL-8的相对mRNA和蛋白表达，在受伤的组织中，在用高浓度氢氧混合气体处理的表达最低。

如上图所示，高浓度氢氧气体处理显著降低了TNF-a、IL-1b，IL-6和IL-8的指标水平（左边四组数据均是高浓度氢氧气组最低）。
同时，高浓度氢氧气组上调了IL-22的表达（最右侧的数据）。这是因为IL-22是参与不同上皮再生模型修复的必需的修复细胞因子，主要在经高浓度氢氧混合气体治疗组皮损周围皮肤的真皮层表达。

三组不同的炎症因子染色结果

这些结果表明，吸入高浓度氢氧混合气体逆转了皮肤I / R后皮肤伤口环境的促炎作用。高浓度氢氧混合气体相较于低浓度氢氧气体，其抗炎症效用更加明显。

 

03讨论：高浓度氢氧混合气体抑制和治疗压疮

以上结果证明了在动物模型中，氢氧混合气体的吸入对压力性溃疡具有保护作用。 氢氧混合气体治疗可显著减少伤口面积，加速皮肤溃疡恢复、改善氧化性DNA损伤、减少炎症等。该结果与日本一项人体试验一致【3】.
因此，高浓度氢氧混合气体吸入在预防和治疗压力性溃疡患者中具有更大的潜力。

 

参考资料：

【1】王彩凤，巫向前等，“压疮形成机制研究进展” 《护理学杂志》 ， 2007年

【2】Wei Fang，Guizhen Wang，Jinhua Xu, et al，“氢气吸入可预防压疮小鼠模型中的皮肤缺血/再灌注损伤”《Journal of Cellular and Molecular Medicine 》， 2018

【3】Li Q, Kato S, Matsuoka D, Tanaka H, Miwa N，Hydrogen intake via tube-feeding for patients with pressure ulcer and its reconstructive effects on normal human skin cells in vitro. Med Gas Res. 2013;3:20.