高压氧治疗(HBOT)对人体肾功能影响的临床研究：聚焦缺氧诱导因子1α与尿液外泌体标志物的动态变化

本研究针对高压氧治疗(HBOT)对人体肾功能的影响机制展开创新性探索。研究人员通过监测23名健康受试者在10次HBOT治疗周期中血清HIF-1α、EPO水平及尿液外泌体NKCC2表达变化，首次揭示HBOT虽未显著改变常规肾功能指标，但能通过超氧化物介导机制上调肾Na+/K+/2Cl-共转运体表达并提高尿液渗透压。该发现为HBOT临床应用的安全性评估提供了重要循证依据，并为探索氧分压波动对肾小管功能的调控机制开辟新思路。

　　

在临床治疗领域，高压氧治疗(HBOT)作为一项独特的物理干预手段，已被广泛应用于减压病、一氧化碳中毒等多种疾病的治疗。这种通过2.4倍大气压环境下呼吸纯氧的治疗方式，能在组织中产生极值高达300 kPa的氧分压，随后又因治疗间歇期形成相对缺氧状态。这种极端的氧分压波动如同对机体发起一场"氧震荡"，理论上可能影响所有器官系统——尤其是血流量占心输出量20%、同时存在氧供异质性的肾脏。然而令人惊讶的是，尽管HBOT临床应用已超半个世纪，其对人类肾功能的影响却始终是未被系统揭示的"盲区"。

针对这一知识空白，德国亚琛工业大学医院肾脏病与临床免疫学部(Solveig Kanowski等)与基尔大学解剖学研究所(Franziska Theilig团队)的科研人员开展了一项开创性临床研究。他们设计了一个包含23名健康志愿者的前瞻性队列，通过监测10次标准HBOT疗程(100% O₂、240 kPa、90分钟/次)前后血清缺氧诱导因子1α(HIF-1α)、促红细胞生成素(EPO)水平变化，并结合尿液外泌体(EV)中钠转运蛋白表达谱分析，首次系统描绘了HBOT对人体肾功能的影响图谱。这项具有里程碑意义的研究成果近期发表在《Scientific Reports》期刊。

研究团队采用多维度技术路线：通过动态血压监测评估心血管反应；采用ELISA检测血清HIF-1α和EPO水平；运用差速超速离心结合碱性洗涤法分离尿液EV；借助纳米颗粒追踪分析(NTA)和透射电镜(TEM)表征EV特性；采用Western blot定量EV表面钠转运蛋白表达。这些技术的有机结合，为揭示HBOT的肾脏效应提供了全面数据支撑。

心血管和肾功能数据

研究发现HBOT会显著降低心率(从76.3±2.1降至66.8±1.9 bpm)，这可能是通过激活迷走神经背核所致。常规肾功能指标如血清肌酐(0.9→0.85 mg/dl)、胱抑素C(0.72→0.68 mg/l)保持稳定，但血红蛋白因血液稀释效应出现轻微下降(14.6→13.8 g/dl)。最具突破性的发现是：虽然血清HIF-1α(197→203 pg/ml)和EPO(9.8→10.2 mIU/ml)未见显著波动，但尿液渗透压却从647→793 mOsm/kg显著升高，提示肾小管浓缩功能增强。

Na⁺/K⁺/2Cl^-共转运体(NKCC2)在尿液EV上的表达增加

电镜证实分离的EV具有典型双膜结构(直径50-200 nm)。Western blot显示EV标志物CD9表达稳定，而NKCC2/CD9比值在HBOT过程中呈现显著上升趋势(0.82→1.15)，这与尿液渗透压升高现象高度吻合。值得注意的是，其他钠转运蛋白如NHE3、NCC、ENaC亚基以及HIF-1α下游靶点GLUT-1、HK-2均未出现类似变化。

这项研究得出三个关键结论：首先，HBOT不会引起临床显著的肾功能改变，常规监测指标保持稳定；其次，HBOT通过超氧化物依赖途径特异性上调肾小管NKCC2表达，这可能是尿液渗透压升高的分子基础；最后，治疗期间的相对缺氧程度不足以激活HIF-1α信号通路。这些发现不仅为HBOT的临床安全性提供了重要循证依据，更揭示了氧分压波动调控肾小管功能的新机制——这种调控不依赖经典的HIF-1α通路，而可能是通过ROS(活性氧簇)直接作用于转运蛋白。该研究建立的尿液EV分析技术，也为无创监测肾小管功能提供了新方法学范式。