丁桥镇水污染防治“一法一条例”实施情况自查报告

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腹腔氢气与腹腔氢水注射对大鼠氢气代谢的比拟丁桥镇水污染防治“一法一条例”实施情况自查报告【完整版】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载）林涛1黄国庆2文明祥2廖晓星2mailto:liaowens@163"liaowens@163第一林涛，Email：〔1.桂林市第二人民医院急诊科，桂林5410012.中山大学附属第一医院急诊科，广州510080〕摘要目的：比拟腹腔注射氢气与氢水对鼠氢气代谢的影响。方法：20只SD大鼠，在监测呼气氢气根底值后，均先后予以氢气及饱和氢气生理盐水1ml/100g及2ml/100g腹腔注射。记录不同给氢方式呼气氢气浓度的达峰时间，峰浓度，计算半衰期和曲线下面积，比拟不同给氢方式对呼气氢气浓度的影响。结果：腹腔注射1ml/100g氢水、氢气达峰时间〔Tmax〕分别为3.48±1.54min、15.85±7.24min，注射2ml/100g氢水、氢气分别为5.48±1.88min、21.25±11.65min，同剂量不同方式比拟及同方式不同剂量比拟均差异显著〔P<0.01〕；单倍剂量氢水、氢气峰浓度〔Cmax〕分别为35.04±12.43ppm、44.43±16.13ppm，双倍剂量氢水、氢气分别为49.45±18.89ppm、62.82±23.74ppm，同剂量不同方式比拟及同方式不同剂量比拟均差异显著〔P<0.01〕；单倍剂量氢水、氢气半衰期〔T1/2〕分别为8.37±3.22min、125.08±73.68min，双倍剂量氢水、氢气分别为11.21±4.84min、168.46±85.77min，同剂量不同方式比拟及同方式不同剂量比拟均差异显著〔P<0.01〕；单倍剂量氢水、氢气较根底值增加的曲线下面积〔AUC〕分别为279.43±161.67ppm·min、4249.87±1689.74ppm·min，双倍剂量氢水、氢气分别为384.03±172.25ppm·min、6834.04±2471.67ppm·min，同剂量不同方式比拟及同方式不同剂量比拟均差异显著〔P<0.01〕。结论：腹腔注射氢水、氢气均可迅速提高呼气氢气浓度，存在量效关系，腹腔注射氢气能长时间维持呼气氢气高浓度。关键词氢气；饱和氢气生理盐水；大鼠；代谢HydrogenmetabolisminrabbitsbydifferentwaysofhydrogensuppliedLINTao1,HUANGGuo-qing2,WENMing-xiang2,LIAOXiao-xing2*〔1.DepartmentofEmergency,TheSecondPeople'sHospitalofGuilin,Guilin541001,China;2.DepartmentofEmergency,TheFirstAffiliatedHospital,SunYat-SenUniversity,Guanghou510080,China;〕【Abstract】Objective:Tocomparisontheeffectofintraperitonealinjectionsaturatedhydrogensalineorhydrogengasonhydrogenmetabolisminrats.Methods:TwentySDratsweretestedthebasisconcentrationofexhaledhydrogen.Thenallofthemweresuppliedsaturatedhydrogensalineorhydrogengasat1ml/100gand2ml/100gintraperitonealrespectively.Exhaledhydrogenconcentrationweremonitoredcontinuously.Recordthepeaktimeofeshaledhydrogenconcentration〔Tmax〕,themaxeshaledhydrogenconcentration〔Cmax〕,calculatedhalf-life〔T1/2〕andareaunderthecurve〔AUC〕.Thencomparingdifferentwaystotheeffectofexhaledhydrogenconcentration.Results:Whenintraperitonealsaturatedhydrogensalineorhydrogenat1ml/100g,theTmaxwere3.48±1.54minvs15.85±7.24min,andtheTmaxwere5.48±1.88minvs21.25±11.65minat2ml/100gintraperitonealsaturatedhydrogensalinevshydrogen.TheCmaxwere35.04±12.43ppmvs44.43±16.13ppminintraperitonealsaturatedhydrogensalinevshydrogenat1ml/100gand49.45±18.89ppmvs62.82±23.74ppmat2ml/100g.TheT1/2were8.37±3.22minvs125.08±73.68mininintraperitonealsaturatedhydrogensalinevshydrogenat1ml/100gand11.21±4.84minvs168.46±85.77minat2ml/100g.TheincreasedAUCwere279.43±161.67ppm•minvs4249.87±1689.74ppm•mininintraperitonealsaturatedhydrogensalinevshydrogenat1ml/100gand384.03±172.25ppm•minvs6834.04±2471.67ppm•minat2ml/100g.TheTmax,Cmax,T1/2andincreasedAUCweresignificantlydifferentbetweenthesamedoseindifferentwaysorbetweenthesamewaysindifferentdoses(P<0.01).Conclusion:Suppliedhydrogenbyintraperitonealsaturatedhydrogensalineorhydrogenbothcanrapidlyincreasedexhaledhydrogenconcentrationinrats.Intraperitonealhydrogencanmaintainhighexhaledhydrogenconcentrationforalongtime.Keywords:hydrogen;saturatedhydrogensaline;rat;metabolism内源性氢气来源于结肠厌氧菌酵解，当不被小肠吸收的碳水化合物进入结肠，厌氧菌将其酵解为短链脂肪酸并产生二氧化碳、氢气和甲烷，呼气氢气浓度与肠道产氢水平密切相关，故已被广泛接受作为检测肠道产氢的一个指标[1]。在临床上呼气氢气检测可用于测量口-盲肠传输时间，了解胃肠动力情况[2]以及诊断乳糖不耐受[3]、肠易激综合征[4]等。以往一直将氢气视为无生物活性的惰性气体，但近期的研究发现氢气可能在机体抗氧化应激方面扮演了重要角色，而通过不同途径外源性补充氢气可起到对各种急性缺血再灌注损伤[5-7]以及糖尿病等慢性氧化应激相关疾病[8]的治疗作用。目前的研究多集中于氢气对各种不同疾病模型的有效性观察，给氢方式多样，如通过吸入氢气、静脉注射氢水以及腹腔注射氢水等[9-11]，尚无量效分析研究，深入机制也欠明确。故本研究拟通过腹腔注射不同剂量氢水和氢气来了解外源性氢气在大鼠体内的吸收和代谢情况。1材料与方法1.1氢气制备：使用M177021氢气发生器〔北京中西远大公司〕，电解水方式产生氢气，纯度99.999%。氢水制备：将100ml软塑包装生理盐水瓶中空气抽尽，接氢气发生器，用一次性输液针头持续注入超纯氢，形成饱和氢气生理盐水，当日制备使用。1.2实验对象动物实验遵照2006年版?关于善待实验动物的指导性意见?[12]的要求进行，并获得中山大学动物伦理委员会的批准。选用健康雄性SD大鼠20只，体重304.47±23.44g。由中山大学实验动物中心提供，分笼饲养。实验前一晚禁食，自由饮水。体重使用电子天平〔双杰牌TC6K型，江苏常熟市双杰测试仪器厂生产〕精确称量；使用探针式温度计〔倍尔康DT-001型数字温度计，广州番禺金鑫宝电子生产〕测量直肠温度；呼吸、心率的数据来自生物机能实验系统〔BL-420s1.3麻醉10%水合氯醛0.35ml/100g经腹腔注射麻醉，后每隔1小时予以追加半量维持麻醉。1.4气管插管采用直视插管法：取仰卧位固定于手术台面，头后仰，颈部伸直，左手用发光耳勺〔义乌市优美奇电子商务〕将舌和会厌挑起，直视暴露声门。右手将气管插管导管〔14G动脉穿刺针聚乙烯外套管〕插入气管。插管深度：导管远端到门齿的距离为5～5.5cm。用控温毯维持肛温在麻醉过程中低于根底值不超过1℃1.5给氢方式每只大鼠均先后给予4种不同给氢方式，腹腔氢水和腹腔氢气均为1ml/100g及2ml/100g两个剂量，单次腹腔注射给予，10秒内注射完毕。每日仅予以一次给氢干预。1.6氢水检测模拟文献报道方法[13]，将制备的氢水按不同容积0.25m-2ml以每0.25ml递增注入5ml真空采血管，充分摇晃。每个容积组有3个标本。静置6小时后往真空采血管中注入剩余空间2倍量的空气，反复抽吸混匀后再回抽出等体积量气体参加预充的密封软塑集气袋中，参加后总体积200ml。用泵吸式JSA8-H2高敏氢气检测仪〔深圳市吉顺安科技〕电化学法检测集气袋中的氢气浓度。1.7呼气氢气检测用泵吸式氢气检测仪电化学法通过气管插管采集呼出气体，持续监测呼出气体氢气含量。将气管插管套管针接三通接头，三个方向均呈开放状态，侧端用于通气，另一端接肝素帽后用16G针头插入连接检测仪监测呼气氢气浓度。待呼气氢气浓度稳定15min后记录根底值，开始给氢干预并计时，呼出氢气浓度下降到根底值±2PPM范围内并稳定维持15min以上认为已经降至根底值。记录各种给氢方式呼气氢气浓度的达峰时间〔Tmax〕，峰浓度〔Cmax〕。呼气氢气浓度在给氢后10min内每分钟记录一次，10-30min间隔5min记录一次，30-120min每10min记录一次，120min后每15min记录一次。1.8数据处理采用SPSS13.0软件包进行统计分析，计量资料以均数±标准差表示。使用3P97药代软件计算氢气半衰期〔T1/2〕及曲线下面积〔AUC〕，减去根底值曲线下面积后求得增高局部面积。给氢前后一般情况的比拟、相同体积不同给氢方式的比拟及相同给氢方式不同剂量组的比拟采用成组配对t检验；氢水浓度剂量曲线采用直线相关分析，以P<0.05认为有统计学意义。结果不同剂量氢水检测呈现很好的直线相关性，相关系数R=0.996，P<0.01，且测量数据重复性很好。根据检测结果，制备的氢水浓度约为1.5ml/100ml。图1不同剂量氢水与所测得氢气浓度曲线不同方式给氢前大鼠的体温及呼吸、心率无明显差异，各种方式给氢后呼吸、心率无明显变化，体温均较给氢前明显下降〔P<0.01〕。表1给氢前后大鼠一般情况比拟给氢方式n体温(℃)呼吸(次/分)心率(次/分)给氢前给氢后30min▲给氢前给氢后30min给氢前给氢后30min腹腔单倍氢水2036.65±0.4136.29±0.5184.15±7.1989.91±9.71362.95±37.41352.86±33.41腹腔双倍氢水2036.87±0.7236.08±0.4589.75±6.3788.62±6.95376.91±33.05369.05±28.97腹腔单倍氢气2036.74±0.6936.27±0.5585.90±9.1987.74±5.57363.65±36.02366.43±31.05腹腔双倍氢气2036.68±0.5636.16±0.5284.08±8.4686.29±7.82369.09±32.71356.52±26.05▲：与给氢前比拟配对t检验P<0.01不同给氢方式前各组呼气氢气浓度根底值无明显差异；腹腔注射1ml/100g氢水、氢气达峰时间〔Tmax〕分别为3.48±1.54min、15.85±7.24min，注射2ml/100g氢水、氢气分别为5.48±1.88min、21.25±11.65min，同剂量不同方式比拟及同方式不同剂量比拟均差异显著〔P<0.01〕；单倍剂量氢水、氢气峰浓度〔Cmax〕分别为35.04±12.43ppm、44.43±16.13ppm，双倍剂量氢水、氢气分别为49.45±18.89ppm、62.82±23.74ppm，同剂量不同方式比拟及同方式不同剂量比拟均差异显著〔P<0.01〕；单倍剂量氢水、氢气半衰期〔T1/2〕分别为8.37±3.22min、125.08±73.68min，双倍剂量氢水、氢气分别为11.21±4.84min、168.46±85.77min，同剂量不同方式比拟及同方式不同剂量比拟均差异显著〔P<0.01〕；单倍剂量氢水、氢气较根底值增加的曲线下面积〔AUC〕分别为279.43±161.67ppm·min、4249.87±1689.74ppm·min，双倍剂量氢水、氢气分别为384.03±172.25ppm·min、6834.04±2471.67ppm·min，同剂量不同方式比拟及同方式不同剂量比拟均差异显著〔P<0.01〕。〔见表2〕。表2不同给氢方式代谢比拟给氢方式n根底值(ppm)Tmax(min)Cmax(ppm)T1/2(min)增加的AUC(ppm·min)腹腔单倍氢水2013.94±9.973.48±1.54★▲35.04±12.43★▲8.37±3.22★▲279.43±161.67★▲腹腔双倍氢水2015.60±10.325.48±1.88★49.45±18.89★11.21±4.84★384.03±172.25★腹腔单倍氢气2014.37±12.4315.85±7.24▲44.43±16.13▲125.08±73.68▲4249.87±1689.74▲腹腔双倍氢气2013.73±12.7421.25±11.6562.82±23.74168.46±85.776834.04±2471.67★：同等体积量两种给氢方式比拟配对t检验P<0.01；▲：同种给氢方式不同剂量比拟配对t检验P<0.01讨论2007年日本学者发现吸入2%氢气可成功减少脑卒中大鼠模型脑死面积并改善预后，氢气被认为具有选择性抗氧化应激作用[13]。此后众多学者用不同的动物模型验证了氢气对各组织器官缺血再灌注损伤的保护作用[9,14,15]。在给氢方式上，除了吸入外，还开展了静脉注射饱和氢气生理盐水以及腹腔注射氢水、口服氢水等不同的方式[8-11]，并形成了研究新领域——氢气医学。但这些研究均缺乏量效关系的比拟，对氢气在体内的代谢情况也所知甚少。因为氢气的易燃易爆特性，所以吸入给氢方式存在着一定的风险性，且需要氢气呼吸机等特殊设备，较难以实现，而腹腔注射或者静脉注射氢水那么方便、快捷，便于应用。氢气为微溶于水的气体，25℃标准大气压溶解度为1.76ml/100ml，相应条件下饱和氢水浓度0.79mmol/L[16]。本研究在常温常压下直接向不含空气的软塑包装盐水瓶中注入氢气，使其维持常压下的气液平面，经电化学法检测，氢气浓度可到达1.5ml/100ml以上，制备流程简便可靠。考虑到盐水内的氢气在检测过程中不可能完全挥发出来，故检测值会略低于理论值，理论上此种制备方式应已到达饱和氢水浓度。借鉴腹腔镜手术的二氧化碳气腹原理，笔者尝试直接向腹腔内注射与氢水等量的氢气比拟二者的代谢情况。已证实腹腔镜手术二氧化碳气腹对呼吸、循环系统有一定程度的不良影响，可导致肺顺应性下降，回心血量减少，腹腔器官灌注减少，但这主要与腹腔内压力增高有关[17,18]。腹腔注射1-2ml/100g气体的量很小，不会引起腹腔压力的明显变化，而氢气与二氧化碳相似具有高扩散性及能被快速吸收和排除的特性。本研究通过通过测量呼出气体中氢气浓度可以简便准确地反映体内氢气浓度的变化[1,16,19]。本研究证实，腹腔注射氢气或者饱和氢水均可快速增加呼气氢气含量，腹腔单次注射1ml/100g氢水达峰时间仅为3.48±1.54min，半衰期为8.37±3.22min，而腹腔注射同体积氢气那么达峰时间为15.85±7.24min，半衰期长达125.08±73.68min，且峰值高于氢水组。同时，双倍剂量的氢水或氢气腹腔注射均可延长半衰期，增加达峰浓度，存在量效关系。相比之下，腹腔单次注射氢气可以使呼气氢气浓度维持于高水平约4-6小时左右，远远长于腹腔注射等体积氢水，且浓度更高，故从药代学来考虑，腹腔注射氢气对提高循环中氢气浓度应较注射氢水更为有效。腹腔注射氢气后可在数小时内缓慢吸收排出，相较注射氢水而言对机体的水电解质平衡影响更小，不增加心脏负担，对于危重患者而言更有临床应用价值。基于本研究观察到的氢气代谢的特点，笔者设想，在应对缺血再灌注损伤时，可以使用腹腔注射氢气的方式，方便、快速地提高机体内氢气浓度，并维持较长时间的氢气高水平状态。这种给氢方式是否会有更好的抗缺血再灌注损伤的效果仍有待进一步研究验证。参考文献[1] 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