Preventive Effect of Hydrogen Water on the Development of Detrusor Overactivity in a Rat Model of Bladder Outlet Obstruction

氫水對膀胱出口梗阻大鼠模型中逼尿肌過度活動發展的預防作用

來源：The Journal of Urology, Volume 195, pages 780-787, March 2016

《泌尿學雜志》，第195卷，第780-787頁，2016年3月

 

摘要

摘要闡述了膀胱缺血和氧化應激參與膀胱出口梗阻（BOO）引起的膀胱功能障礙的發病機制。氫氣（H2）作為一種有效抗氧化劑，本研究調查口服氫水是否對BOO大鼠模型的膀胱功能有有益效果。結果顯示，BOO大鼠的排尿間隔和排尿體積顯著減少，氫水顯著抑制這些減少；氫水還降低殘余尿量。BOO導致膀胱重量、氧化應激標記物和神經生長因子（NGF）水平增加，氫水顯著抑制這些增加而不影響膀胱重量。組織學無顯著差異，但氫水逆轉了逼尿肌條對KCl、carbachol和電場刺激的反應降低。表明氫水通過減輕氧化應激改善BOO引起的膀胱功能障礙。

 

研究目的

研究目的是調查口服氫水是否對膀胱出口梗阻（BOO）引起的膀胱功能障礙有預防和治療作用，特別是通過評估氫水對膀胱功能、氧化應激標記物和神經生長因子（NGF）水平的影響，以揭示氫水作為抗氧化劑在膀胱疾病中的潛在應用價值。

 

研究思路

研究思路是使用雄性Sprague-Dawley大鼠，建立BOO模型（通過手術部分結扎尿道），并將大鼠分為三組：假手術組（給予普通水）、BOO加普通水組、BOO加氫水組。氫水通過高壓溶解氫氣制備，濃度為0.7 mM。術后4周，進行尿動力學檢查（測量排尿參數）、收集尿液和膀胱組織，測定氧化應激標記物（8-OHdG和MDA）和NGF水平，進行組織學分析和器官浴實驗（評估逼尿肌收縮功能）。通過比較組間差異，評估氫水的作用。

 

測量的數據及研究意義

1 膀胱重量和體重數據：BOO加普通水組膀胱重量顯著增加（540.04±35.47 mg vs 假手術組157.00±11.44 mg），氫水組無顯著差異。研究意義：證實BOO導致膀胱肥大，但氫水不影響結構變化，提示其作用主要通過功能調節而非結構改變。

2 尿動力學參數數據（來自Figure 1）：BOO加普通水組排尿間隔縮短（151.66±20.24秒 vs 假手術組538.45±91.95秒）和排尿體積減小（0.28±0.06 ml vs 1.44±0.29 ml），氫水組顯著改善（排尿間隔468.58±92.23秒，排尿體積1.17±0.19 ml）。殘余尿量（PVR）在BOO加普通水組增加（4.78±0.44 ml），氫水組降低（3.66±0.32 ml）。研究意義：氫水緩解BOO引起的逼尿肌過度活動和排尿功能障礙，為臨床改善下尿路癥狀提供實驗依據。

 

3 氧化應激標記物數據（來自Figure 2）：BOO加普通水組尿8-OHdG、膀胱8-OHdG和MDA水平顯著升高，氫水組顯著降低。研究意義：氫水直接減輕氧化應激，證實其抗氧化機制在改善膀胱功能中的關鍵作用。

 

4 NGF水平數據（來自Figure 2d）：BOO加普通水組膀胱NGF水平升高，氫水組顯著降低。研究意義：NGF參與膀胱感覺過敏，氫水通過降低NGF緩解膀胱過度活動，鏈接氧化應激與神經源性機制。

5 組織學數據（來自Figure 3）：BOO組膠原比例增加，但氫水組無顯著差異。研究意義：BOO導致纖維化，氫水主要影響功能而非組織結構，突出其抗氧化特異性。

6 器官浴實驗數據（來自Figure 4）：BOO加普通水組逼尿肌條對KCl、carbachol和電場刺激的收縮反應降低，氫水組顯著逆轉。研究意義：氫水改善逼尿肌收縮功能，證實其從分子到器官水平的多層次保護作用。

 

 

 

結論

1 氫水通過減輕氧化應激，顯著改善BOO引起的膀胱功能障礙，包括減少逼尿肌過度活動和改善排尿參數。

2 氫水降低氧化應激標記物（8-OHdG和MDA）和NGF水平，但不影響膀胱肥大結構變化。

3 氫水逆轉逼尿肌收縮功能受損，支持其作為安全有效的抗氧化療法用于膀胱疾病預防和治療。

 

使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義

使用丹麥Unisense氫氣傳感器測量氫水中的氫氣濃度（0.7 mM），研究意義在于確保實驗條件的準確性和可重復性。該電極通過電化學原理直接量化氫氣濃度，避免了濃度波動對結果的影響，為氫水抗氧化效應的可靠性提供基礎。在本文中，穩定的氫氣濃度是氫水發揮抗氧化作用的關鍵，Unisense電極的高精度測量驗證了氫水制備的一致性，從而支持氧化應激減輕與功能改善之間的因果關系。這一技術應用強調了標準化方法在抗氧化研究中的重要性，并為未來臨床轉化提供了質量控質參考。