Использование молекулярного водорода при операциях на сердце в условиях искусственного кровообращения

Цель исследования — изучение влияния молекулярного водорода на окислительные процессы у кардиохирургических больных с приобретенными пороками клапанов сердца при использовании его в ходе проведения оперативного вмешательства в условиях искусственного кровообращения (ИК).

Материалы и методы. В исследовании приняли участие 20 пациентов (16 мужчин и 4 женщины) с приобретенными пороками клапанов сердца, прооперированных в условиях ИК. Из них сформированы две группы. В 1-й группе (n=11) в комплекс анестезиологического пособия включены ингаляции молекулярного водорода, который подавали в дыхательный контур аппарата ИВЛ в концентрации 1,5–2,0% сразу после интубации трахеи и на протяжении всей операции. Во 2-й группе (n=9) ингаляции молекулярного водорода не проводили. Забор крови выполняли на 4 этапах: сразу после введения в анестезию, перед началом ИК и после его окончания, а также через сутки после операции. Исследовали интенсивность процессов перекисного окисления липидов по содержанию диеновых (ДК) и триеновых (ТК) конъюгатов, оснований Шиффа (ОШ).

Результаты. У пациентов 1-й группы в пробах артериальной крови отмечалось уменьшение количества ТК и ОШ относительно первого этапа исследования перед началом ИК и через сутки после операции при повышении содержания ДК и ТК после окончания ИК (p<0,05). В пробах венозной крови отмечалось повышение уровня ДК перед началом ИК, который восстанавливался к третьему этапу исследования (p<0,05). При этом после окончания ИК наблюдалась тенденция к снижению ТК и ОШ, которая сохранялась через сутки после операции.

У пациентов 2-й группы регистрировали рост концентрации ОШ в пробах артериальной крови в ходе исследования относительно первого этапа. Количество ТК и ОШ в пробах венозной крови через сутки после операции увеличивалось.

Заключение. Интраоперационные ингаляции молекулярного водорода приводят к снижению проявлений оксидативного стресса, наиболее выраженно — через сутки после операции. Это позволяет утверждать, что молекулярный водород может применяться при кардиохирургических операциях в качестве эффективного и безопасного антиоксиданта.

1. Шляхто Е.В. Кардиология: национальное руководство. М: ГЭОТАР-Медиа; 2015; 800 с.
2. Уразова Г.Е., Ландышев Ю.С., Вахненко Ю.В., По­гребная М.В., Выменхин А.Н. Приобретенные пороки сердца. Диагностика и лечение. Благовещенск; 2010; 153 c.
3. Артыкова Т.К., Исмаилов К.И. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита организма у детей с вегето-сосудистой дистонией. Вестник Авиценны 2015; 3: 117–120.
4. Ланкин В.З., Тихазе А.К., Беленков Ю.Н. Свободно-радикальные процессы при заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Кардиология 2000; 40(7): 48–61.
5. Окуневич И.В., Сапронов Н.С. Антиоксиданты: эффективность природных и синтетических соединений в комплексной терапии сердечнососудистых заболеваний. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии 2004; 3(3): 2–17.
6. Li J., Wang C., Zhang J., Cai J.M., Cao Y.P., Sun X.J. Hydrogen-rich saline improves memory function in a rat model of amyloid-beta-induced Alzheimer’s disease by reduction of oxidative stress. Brain Res 2010; 1328: 152–1561, https://doi.org/10.1016/j.brainres.2010.02.046.
7. Xie K., Yu Y., Zhang Z., Liu W., Pei Yu., Xiong L., Hou L., Wang G. Hydrogen gas improves survival rate and organ damage in zymosan-induced generalized inflammation model. Shock 2010; 34(5): 495–501, https://doi.org/10.1097/shk.0b013e3181def9aa.
8. Yang Y., Li B., Liu C., Chuai Yu., Lei J., Gao F., Cui J., Sun D., Cheng Y., Zhou C., Cai J. Hydrogen-rich saline protects immunocytes from radiation-induced apoptosis. Med Sci Monit 2012; 18(4): BR144–148, https://doi.org/10.12659/msm.882616.
9. Song G., Li M., Sang H., Zhang L., Li X., Yao S., Yu Y., Zong C., Xue Y., Qin S. Hydrogen-rich water decreases serum LDL-cholesterol levels and improves HDL function in patients with potential metabolic syndrome. J Lipid Res 2013; 54(7): 1884–1893, https://doi.org/10.1194/jlr.m036640.
10. Hong Y., Chen S., Zhang J.M. Hydrogen as a selective antioxidant: a review of clinical and experimental studies. J Int Med Res 2010; 38(6): 1893–1903, https://doi.org/10.1177/147323001003800602.
11. Dixon B.J., Tang J., Zhang J.H. The evolution of molecular hydrogen: a noteworthy potential therapy with clinical significance. Med Gas Res 2013; 3(1): 10, https://doi.org/10.1186/2045-9912-3-10.
12. Тарасов Н.И., Тепляков А.Т., Малахович Е.В., Степа­чева Т.А., Калюжин В.В., Пушникова Е.Ю., Федосова Н.Н. Состояние перекисного окисления липидов, антиоксидантной защиты крови у больных инфарктом миокарда, отягощенным недостаточностью кровообращения. Терапевтический архив 2002; 12: 12–15.
13. Бояринов Г.А., Бояринова Л.В., Дерюгина А.В., Со­ловьева О.Д., Зайцев Р.Р., Военнов О.В., Мошнина Е.В., Шумилова А.В. Роль вторичных факторов повреждения мозга в активации сосудистотромбоцитарного гемостаза при черепномозговой травме. Общая реаниматология 2016; 12(5): 42–51, https://doi.org/10.15360/1813-9779-2016-5-42-51.
14. Ge L., Yang M., Yang N.N., Yin X.X., Song W.G. Molecular hydrogen: a preventive and therapeutic medical gas for various diseases. Oncotarget 2017; 8(60): 102653–102673, https://doi.org/10.18632/oncotarget.21130.
15. Дерюгина А.В., Бояринов Г.А., Симутис И.С., Никольский В.О., Кузнецов А.Б., Ефимова Т.С. Коррекция озонированной эритроцитной массой метаболических показателей эритроцитов и структуры миокарда после острой кровопотери. Цитология 2018; 60(2): 89–95, https://doi.org/10.31116/tsitol.2018.02.03.
16. Ohta S. Molecular hydrogen as preventive and therapeutic medical gas: initiation, development and potential of hydrogen medicine. Pharmacol Ther 2014; 144(1): 1–11, https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2014.04.006.
17. Бояринов Г.А., Симутис И.С., Никольский В.О., Де­рю­гина А.В., Бояринова Л.В., Гордецов А.С., Кузнецов А.Б. Роль трансфузии озонированной эритроцитной массы в восстановлении морфологических изменений миокарда при кровопотере. Общая реаниматология 2018; 14(3): 27–35,
    https://doi.org/10.15360/1813-9779-2018-3-27-35.
18. Ohsawa I., Ishikawa M., Takahashi K., Watanabe M., Nishimaki K., Yamagata K., Katsura K., Katayama Y., Asoh S., Ohta S. Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nat Med 2007; 13(6): 688–694, https://doi.org/10.1038/nm1577.
19. Чепур С.В., Плужников Н.Н., Хурцилава О.Г., Маев­ский Е.И., Гоголевский А.С., Тюнин М.А., Бакулина Л.С., Лобеева А.С. Биологические эффекты молекулярного водорода и возможности его применения в клинической практике. Успехи современной биологии 2017; 137(3): 311–318.
20. Li H.М., Shen L., Ge J.W., Zhang R.F. The transfer of hydrogen from inert gas to therapeutic gas. Med Gas Res 2017; 7(4): 265–272, https://doi.org/10.4103/2045-9912.222451.

Danilova D.A., Brichkin Yu.D., Medvedev A.P., Pichugin V.V., Fedorov S.A., Taranov E.V., Nazarov E.I., Ryazanov M.V., Bolshukhin G.V., Deryugina A.V. Application of Molecular Hydrogen in Heart Surgery under Cardiopulmonary Bypass. Sovremennye tehnologii v medicine 2021; 13(1): 71, https://doi.org/10.17691/stm2021.13.1.09