Molecular hydrogen inhalation reduces brain damage after cardiopulmonary bypass and protects vascular endothelial glycocalyx

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K09324
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55050:Anesthesiology-related
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: Katoh Takasumi 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (80204478)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 分子状水素 / 血管内皮グリコカリックス / 人工心肺

Outline of Final Research Achievements

The thickness of the vascular endothelial glycocalyx was significantly reduced in the heart and lungs, but hardly changed in the brain, indicating that the degree of damage varied from organ to organ. Molecular hydrogen reduced systemic inflammation and lung injury induced by cardiopulmonary bypass and was protective of glycocalyx. These results may lead to a better understanding of organ damage caused by artificial cardiopulmonary bypass. Further verification of the administration method and protective effects of molecular hydrogen for use in clinical anesthesia is needed for the administration of molecular hydrogen to cardiopulmonary ventilation.

Free Research Field

麻酔蘇生学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、人工心肺中に分子状水素を投与することにより、人工心肺による全身炎症および肺障害を軽減することが明確になった。心臓と肺では、血管内皮グリコカリックスの厚さは、有意に減少したが脳でほとんど変化しなかことにより、臓器によって障害の程度が異なることが明らかになり、初期に想定された脳障害の程度を抑制するとの仮説は、実証できなかったが、心臓や肺といった他の重要臓器の保護に、分子状水素を人工心肺に投与することの重要性が明確になり、人工心肺による障害を臨床でも改善できる可能性が示された。臨床麻酔に用いるための、有効な基礎的なデータが得られさらなる研究を進めていく重要性も確認された。