Новорожденным с опасными для жизни врожденными пороками сердца часто требуется операция на открытом сердце с искусственным кровообращением. При этом применяется экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО) —  инвазивный  метод насыщения крови кислородом.

Для проведения ЭКМО к больному малышу подсоединяют мембранный оксигенатор. В момент забора крови кровоток прерывается, вызывая временную гипоксию (нехватку кислорода). При этом более других органов страдает мозг.

Но настоящий ущерб организму начинается, когда кровоток восстанавливается — обогащенная кислородом кровь подается заново. Клетки реагируют на внезапную оксигенацию, образуя токсичные химические вещества, известные как активные формы кислорода (АФК), которые повреждают ДНК и клеточные мембраны.

Организм борется с АФК, но когда их становится слишком много, система очистки не справляется с работой и ткани повреждаются. Когда повреждаются ткани мозга, это может вызвать неврологические нарушения. Гипотермия (охлаждение тела), во время ЭКМО способна улучшить неврологические результаты, однако имеет ограничения.

Исследователи из Гарвардской медицинской школы решили против избыточного кислорода использовать антиоксиданты, а именно? газообразный водород — он легко проникает в клетки и безвредно реагирует с молекулами кислорода, образуя воду.

Технология введения дополнительного водорода была протестирована у поросят, перенесших сердечно-легочное шунтирование. Исследователи добавляли 2,4 % газообразного водорода во время и после остановки кровотока и гипоксии.

По сравнению с контрольной группой обработанные животные показали значительно лучшие результаты при неврологических оценках. У них было меньше судорог, меньше участков повреждения тканей, видимых на МРТ головного мозга, и более низкие уровни химических маркеров повреждения мозга, а также почек.

Теперь ученые готовятся к проверке газообразного водорода в клинических испытаниях. Поскольку H2 можно вдыхать через обычные аппараты ИВЛ, его легко включить в клинические рабочие процессы.

Первый запланированный шаг — небольшое испытание безопасности на восьми здоровых взрослых добровольцах. Участники будут вдыхать водородсодержащую смесь в течение увеличивающихся периодов времени под пристальным наблюдением. Если все пройдет успешно, перейдут ко II этапу исследования  с участием пациентов, перенесших сердечно-легочную реанимацию (СЛР), с последующим переходом на ЭКМО.

Исследователи считают, что новая технология с использованием водорода принесет пользу многим пациентам с риском развития гипоксии головного мозга, включая детей, которым требуется операция по поводу врожденных пороков сердца, а также пациентов с инсультом, внезапной остановкой сердца или тяжелой пневмонией.