氫分子在預防腸粘連中的療效分析

楊振，李德政，魏傳奎，殷殷，賈陌楊

1.山東第一醫科大學第二附屬醫院胃腸外科，山東泰安 271000；2.山東第一醫科大學第二附屬醫院普外科，山東泰安 271000；3.山東第一醫科大學第二附屬醫院檢驗科，山東泰安 271000；4.山東第一醫科大學第二附屬醫院消化科，山東泰安 271000

腸粘連是一種常見的外科術后并發癥，其主要表現是腸道相互粘連或者腸道與腹壁粘連，其機制與組織缺血、術中機械損傷、異物刺激、術中出血、滲出物過多等引發的局部過度炎癥反應有關[1-2]。盡管許多藥物如糖皮質激素、右旋糖苷等對預防術后腸相互粘連起到一定的作用，但是臨床上暫時沒有療效更好的藥物可以使用[3]。因此，探索并開發出一種新的可以有效預防腸粘連的方法至關重要。

氫氣是自然界中最小、最簡單的分子，氫氣的應用形式其一是通過水電解法得到氫氣，向水中通入，得到富氫水溶液，其二是利用含氫化合物的分解從而得到氫氣。氫被認為具有抗炎效應，是公認的抗氧劑[4]。基于此，本研究以2022年5月—2023年1月從山東第一醫科大學動物實驗中心購買40只SD大鼠為研究對象。將其中30只SD大鼠行銼刀摩擦盲腸術建立腹腔粘連模型，作為實驗組，10只未建模型的SD大鼠作為假手術組（Sham組），旨在為腸粘連的預防和治療提供參考。現報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

購買40只6～7周齡的SD大鼠。其中雌鼠20只，雄鼠20只，40只大鼠體質量180～210 g。將40只SD大鼠隨機分為假手術組（Sham組）、生理鹽水組（NC組）、醫用透明質酸鈉（HA組）、富氫水治療組（HRS組），每組10只。4組大鼠在周齡、體質量方面比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。具有可比性。見表1。本研究均得到了醫院醫學倫理委員會的批準（編號：2022-128），并符合美國國立衛生研究院的動物護理和使用指南。

表1 4組大鼠一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 制備富氫水 以2 L自來水為一個小單位，每一個小單位中插入一個由上海酸人生科技有限公司提供的金屬鎂型氫棒，密封容器12 h后得到飽和氫水，用自來水稀釋氫水，得到富氫水溶液，濃度為0.6 mmol/L。

1.2.2 器械 經高壓滅菌并37℃干燥的規格為40 mm×50 mm的干紗布；持針器、手術刀、組織鉗、眼科剪、銼刀、零號無菌絲線等。

1.2.3 手術方法 除Sham組大鼠僅行開、關腹手術未建立腹腔粘連模型外，其余3組均行銼刀摩擦盲腸術建模[5]。實驗大鼠在術前進行禁食水12 h，腹腔注射3%戊巴比妥鈉麻醉大鼠（45 mg/kg）（國藥準字H31021846，規格：100 mg）。麻醉后取仰臥位，消毒手術周圍，無菌操作下取兩處髂前上棘連線中點上方2 cm處進行手術切口，暴露盲腸部位，置于干紗布上5 min使其干燥。隨后在盲腸兩側用銼刀磨擦盲腸，使其表面形成約5 cm×4 cm的受損創面，最后用1-0號絲線依次逐層關閉腹腔。術后次日起，向生理鹽水組腹腔注射生理鹽水（10 mL/kg），HA組大鼠于關腹前在磨損的創面上均勻涂抹醫用透明質酸鈉2 mL，HRS組腹腔注射富氫水（0.4 MPa條件下制備氫氣飽和生理鹽水，氫氣濃度為0.6 mmol/L，γ射線消毒滅菌，劑量：10 mL/kg），1次/d，連續注射7 d。

1.3 觀察指標

1.3.1 ELISA檢測炎癥因子的表達 采用酶聯免疫吸附法檢測血清中白介素-6（interleukin-6, IL-6）、白介素-1β（interleukin, IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor, TNF-α）和轉化生長因子-β1（transforming growth factor-β1, TGF-β1）的表達。

1.3.2 腹部粘連程度評估 7 d后，如前所述對大鼠進行麻醉并處死，腹腔通過U形切口打開。腹腔內粘連的狀態由兩位不知道實驗分組的實驗人員使用Nair’s評分系統評估[6]，根據Nair 5分級標準（0級：完全無粘連，計0分；Ⅰ級：單個纖細粘連，計1分；Ⅱ級：單個或2個輕度粘連，粘連帶寬＜1 cm，計2分；Ⅲ級：重度粘連，2個以上粘連或1個粘連帶寬＞1 cm，計3分；Ⅳ級：廣泛的或切口下的粘連，計4分），記錄腹膜粘連得分。

1.3.3 組織羥脯氨酸水平（hydroxyproline）的檢測將盲腸與腹壁切口組織分別制成組織勻漿，4 500r/min離心10 min后取上清液，按照試劑盒說明分別測定樣本的羥脯氨酸和蛋白質水平的含量，以羥脯氨酸和蛋白質含量之比來表示組織羥脯氨酸水平。

1.4 統計方法

應用SPSS 20.0統計學軟件處理數據，符合正態分布的計量資料用（±s）表示，采用t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 4組大鼠Nair's評分比較

與Sham組比較，其余3組大鼠Nair's評分均較高，NC組高于HA組和HRS組，差異有統計學意義（P＜0.05）。且HA組高于HRS組，差異有統計學意義（t=4.68，P＜0.05）。見表2。

表2 4組大鼠Nair's評分比較[(±s)，分]

表2 4組大鼠Nair's評分比較[(±s)，分]

項目Nair's評分Sham組（n=10）0.56±0.37 NC組（n=10）3.43±0.54 HA組（n=10）2.63±0.56 HRS組（n=10）1.50±0.52

2.2 4組大鼠炎癥因子水平比較

與HA組比較，HRS組大鼠術后腸粘連組織血清中IL-6、TNF-α、IL-1β和TGF-β1水平明顯降低，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表3 4組大鼠炎癥因子水平比較[(±s)，pg/mL]

表3 4組大鼠炎癥因子水平比較[(±s)，pg/mL]

注：*表示和Sham組比較，P＜0.05；#表示和HA組比較，P＜0.05。

項目IL-6 TNF-α IL-1β TGF-β1 Sham組（n=10）278.34±28.63 256.44±23.52 342.24±41.82 227.65±21.74 NC組（n=10）（657.13±72.53）*（564.23±61.32）*（767.42±84.78）*（556.64±55.77）*HA組（n=10）（546.58±58.93）*（412.44±44.33）*（554.23±56.88）*（389.34±41.77）*HRS組（n=10）（365.49±34.71）#（289.54±33.98）#（433.39±36.74）#（312.21±33.42）#

2.3 4組大鼠組織羥脯氨酸水平比較

NC組、HA組及HRS組盲腸羥脯氨酸水平明顯高于Sham組，NC組明顯高于HA組及HRS組，且HA組高于HRS組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表4。

表4 4組大鼠組織羥脯氨酸水平比較[(±s)，μg/mg]

表4 4組大鼠組織羥脯氨酸水平比較[(±s)，μg/mg]

項目羥脯氨酸水平Sham組（n=10）45.67±4.99 NC組（n=10）126.56±12.27 HA組（n=10）97.67±10.22 HRS組（n=10）73.67±9.03

3 討論

術后腸粘連是腹部手術后出現的腹盆腔壁層腹膜與臟層腹膜、臟層腹膜與臟層腹膜之間的粘連，其發生率高達90%[7]。正常狀態下，纖維蛋白溶解與沉積之間保持動態平衡，而腹部手術之后因為患者臥床，胃腸運動減慢，使局部組織缺血受損，引發腸系膜的防御性炎癥反應，纖維溶解作用受到抑制，蛋白沉積增多從而導致粘連形成。這給患者的身心健康帶來極大威脅[8]。因此，從根源上積極尋找預防術后腸粘連的方法對減輕術后粘連，緩解患者的身心健康至關重要。

本研究發現，與Sham組比較，NC組、HRS組及HA組大鼠血清中IL-6、TNF-α、IL-1β等炎癥因子明顯升高；與NC組比較，HRS組及HA組大鼠的上述炎癥因子明顯降低；但與HA組比較，HRS組中IL-6（365.49±34.71）pg/mL、TNF-α（289.54±33.98）pg/mL、IL-1β（433.39±36.74）pg/mL、TGF-β1（312.21±33.42）pg/mL的降低更為明顯（P＜0.05）。眾所周知，氫分子具有抗炎、抗氧化等生物學效應[9]。國內的一些學者發現，氫生理鹽水能有效抑制缺血再灌注肝組織氧化應激，減輕缺血再灌注肝組織炎性反應[10]。Nogueira JE等[11]發現，氫分子可以減少體育鍛煉中的炎癥因子的釋放。探其機制，可能是由于氫分子可以通過抑制ERK/JNK/p-p38MAPK信號傳導途徑，從而減少了炎癥反應[12]。在本研究中發現HRS治療可顯著減輕小鼠術后粘連組織中的炎癥反應。這和Lin CP等[13]的研究有異曲同工之妙，Lin CP等的研究表明，富氫水可防止乙醇誘導的肝組織損傷，抑制組織中促炎細胞因子TNF-α（42.0±2.4）pg/mg和IL-6（17.1±2.5）pg/mg以及丙二醛（4.8 nmol/mg）的產生。

本文同時也檢測了組織羥脯氨酸的水平，發現與Sham組比較，NC組盲腸羥脯氨酸水平明顯升高，而富氫水干預后羥脯氨酸水平顯著降低，這表明，富氫水的治療可減輕術后粘連組織中纖維結締組織的增生。組織羥脯氨酸水平是膠原中特有的氨基酸，據報道，組織羥脯氨酸水平與機體粘連程度分級呈正相關關系，損傷后羥脯氨酸在逐漸愈合的組織中的水平顯著增加，因此判斷粘連程度時，組織羥脯氨酸水平可作為有效指標[14]。在腹腔粘連小鼠模型中，粘連小鼠在第2周和4周的羥脯氨酸水平明顯高于經過藥物治療的小鼠[15]，這在Karaman K等[16]的研究中也得到了證實。表明氫氣的治療可減輕術后粘連組織中纖維結締組織的增生，這與本研究一致。

綜上所述，本研究證實富氫水可顯著抑制術后粘連組織的炎癥反應和氧化應激，并抑制組織中纖維結締組織的增生，有效減少腸粘連的形成。這對臨床術后腸粘連的預防和治療提供了一種新的思路，或可作為臨床術后粘連的輔助治療手段。當然，本研究也存在一定的局限性，本實驗動物樣本較少，后續將進行更大量的樣本進行研究。