يتمتع الهيدروجين الجزيئي بخصائص مذهلة في مكافحة العديد من الأمراض. وتشمل الخصائص المعروفة للهيدروجين الجزيئي الخصائص المضادة للالتهابات، ومضادات الأكسدة، ومضادات الاستماتة ومضادات الحساسية.

أُجري أول بحث يحدد الهيدروجين الجزيئي كغاز علاجي في عام 2007. وبعد أن تم تحديده كغاز طبي، أُجريت الكثير من الأبحاث لمعرفة تأثيراته على الأمراض المختلفة. منها السرطانات وأمراض التنكس العصبي مثل الزهايمر وباركنسون، وأمراض الرئة والقلب والأوعية الدموية وغيرها الكثير. في هذا المقال، دعونا نرى كيف يساعد غاز الهيدروجين في علاج أمراض السكري.

ما هو مرض السكري وكيف يتطور؟

مرض السكري هو أحد الأسباب الرئيسية للأمراض والوفيات في العالم. ويمكن أن يؤدي إلى العديد من الأمراض الأخرى مثل أمراض القلب والأوعية الدموية. يمكن أن يتضرر كل عضو من أعضاء المريض تقريباً بسبب ارتفاع مستويات السكر في الدم، مثل العينين والأعصاب والكلى والقلب وغيرها. وفي المراحل المتقدمة، يمكن أن يؤدي إلى الوفاة. يمكن أن يؤهب السكري للإصابة بالعدوى عن طريق إضعاف المناعة. وقد يؤدي ذلك إلى ضعف التئام الجروح مما قد يؤدي إلى فقدان الأطراف.

إذن ما الذي يسبب مرض السكري؟

هناك عدة أنواع من داء السكري، ولكن هناك نوعان هما الأكثر شيوعًا: في النوع الأول من داء السكري، هناك فقدان لخلايا بيتا البنكرياس التي تنتج الأنسولين. وذلك لأن الأنسولين هو الهرمون الوحيد الذي يخفض مستويات السكر في الدم. يؤدي فقدان خلايا بيتا إلى عدم القدرة على التحكم في مستويات السكر في الدم. يحتاج هؤلاء المرضى إلى استبدال الأنسولين مدى الحياة. من ناحية أخرى، يُعد داء السكري من النوع الثاني هو النوع الأكثر شيوعاً على الإطلاق. ويُعتقد أن سببه مزيج من العوامل الوراثية والبيئية. في هذا النوع، يزداد إنتاج الأنسولين في المراحل المبكرة. ومع ذلك، لا تستجيب الأنسجة المحيطية في الجسم التي تمتص الجلوكوز لاستقلابه، للأنسولين. تحدث هذه المقاومة لأن المستقبلات تصبح غير حساسة للأنسولين. يمكن علاجها بالأدوية التي تؤخذ عن طريق الفم، ولكنها قد تحتاج لاحقاً إلى الأنسولين لأن خلايا بيتا قد تفقد قدرتها على إنتاج الأنسولين.

يرتبط داء السكري بالعديد من الأمراض الأخرى.

عندما يترافق مع ارتفاع ضغط الدم وارتفاع الكوليسترول في الدم والسمنة وارتفاع مستويات حمض اليوريك يمكن الإشارة إليها بمتلازمة الأيض. عندما تحدث كل هذه التشوهات فإن الشخص يكون أكثر عرضة للوفاة بسبب أمراض القلب والأوعية الدموية.

كيف يساعد الهيدروجين الجزيئي مرضى السكري؟

الهيدروجين الجزيئي هو أصغر جزيء غازي. وبالتالي يمكنه الانتشار بشكل جيد في الجسم والوصول إلى العضيات داخل الخلايا وممارسة تأثيره. وكما ذكرنا سابقًا، فقد تم استخدام الهيدروجين في علاج العديد من الأمراض ولا يزال العلماء يكتشفون تطبيقات جديدة كل يوم. دعونا نرى ما هو الأساس العلمي لهذه الادعاءات.

لقد وجد العلماء أن الهيدروجين يمكن أن يحمي خلايا بيتا من التلف في داء السكري من النوع الأول وأنه يمكن أن يعمل بشكل مشابه للأنسولين.

في نموذج على الفئران، عزز الهيدروجين امتصاص الجلوكوز في الخلايا عن طريق انتقال بروتين نقل الجلوكوز Glut4 من خلال تنشيط كينازات معينة. زاد الهيدروجين بشكل كبير من تعبير بروتين غلوت 4 في غشاء العضلات الهيكلية وحسّن بشكل ملحوظ السيطرة على نسبة السكر في الدم لدى الفئران المصابة بالسكري من النوع الأول بعد تناوله المزمن داخل الصفاق وعن طريق الفم. لكن إعطاء الهيدروجين عن طريق الفم على المدى الطويل كان له أقل تأثير على السمنة. تُظهر الدراسة أن الهيدروجين يمارس تأثيرات أيضية مماثلة للأنسولين ويمكن أن يكون بديلاً علاجياً جديداً للأنسولين في داء السكري من النوع الأول حيث يمكن إعطاؤه عن طريق الفم.

كان هناك بحثان آسيويان آخران يبحثان في علاج السكري بالهيدروجين الجزيئي.

في إحدى الدراستين، استخدم العلماء نماذج فئران عانت من داء السكري من النوع الثاني والسمنة. وأُعطيت هذه الفئران ماءً غنيًا بالهيدروجين لتشرب منه كل يوم حسب الرغبة. ولم يغيروا نظامهم الغذائي أو أي شيء آخر. بعد مرور بعض الوقت، اكتشف العلماء أن مستويات الجلوكوز في الدم لدى هذه الفئران انخفضت عن ذي قبل وتحسنت وظيفة الأنسولين. وكان التأثير على فرط سكر الدم مماثلاً لتأثير تقييد النظام الغذائي. كما انخفضت مستويات الدهون الثلاثية أيضًا. كما كان هناك انخفاض كبير في وزنهم ومحتوى الدهون لديهم.

يعاني المرضى الذين يعانون من متلازمة الأيض من الكبد الدهني بسبب تراكم الأحماض الدهنية الحرة. خفف الهيدروجين بشكل كبير من الكبد الدهني.

قام العلماء بمزيد من التحقيق في سبب حدوث ذلك على المستوى الجزيئي. واكتشفوا أن الهيدروجين يزيد من إفراز هرمون كبدي يسمى عامل نمو الأرومة الليفية 21 (FGF21) على المستوى الجيني. هذا الهرمون قادر على التأثير على إفراز الأحماض الدهنية وكذلك على استهلاك الجلوكوز (المعروف باسم استحداث الجلوكوز). كما يحفز الهيدروجين عملية استقلاب الطاقة. تشير الدراسة إلى الفوائد المحتملة للهيدروجين في تحسين السمنة ومرض السكري ومتلازمة التمثيل الغذائي.

قام نفس العلماء بتوسيع نطاق دراستهم باستخدام الفئران التي تم تغذيتها بنظام غذائي غني بالدهون. وعلى الرغم من النظام الغذائي غير الصحي، كان لدى هذه الفئران مستويات جيدة نسبيًا من الدهون الثلاثية وبالتالي عمر أطول. وقد وجد أن غاز الهيدروجين يمكن أن يحفز مسار PPARα، الذي ينظم مسار التمثيل الغذائي للأحماض الدهنية.

أُجريت تجربة سريرية قصيرة على 30 مريضًا من مرضى السكري من النوع الثاني الذين شربوا لترًا واحدًا من الماء الغني بالهيدروجين لمدة 8 أسابيع. أظهر المرضى الذين استهلكوا الماء الغني بالهيدروجين انخفاضًا في مقاومة الأنسولين والمؤشرات الحيوية للإجهاد التأكسدي، مثل مستويات مصل البروتين الدهني منخفض الكثافة المؤكسد (5%، p <0.05). LDL هو العامل الرئيسي في تطور تصلب الشرايين. أظهر هؤلاء المرضى أيضًا زيادة في مستويات الأديبونيكتين (2٪، p ❮ 0.1)، وهو هرمون يثبط الشعور بالجوع، وديسموتاز الفائق الأكسدة الفائق خارج الخلية (2٪، p ❮ 0.05)، وهو إنزيم داخلي مضاد للأكسدة.

الهيدروجين الجزيئي كعلاج لمضاعفات مرض السكري

الهيدروجين الجزيئي مفيد أيضًا في علاج مضاعفات مرض السكري. هناك 3 أنواع رئيسية من المضاعفات التي تحدث مع مرض السكري: اعتلال الشبكية الذي يؤثر على العينين، والاعتلال الكلوي الذي يؤثر على الكلى والاعتلال العصبي الذي يؤثر على الأعصاب.

اعتلال الشبكية السكري هو أحد أكثر أسباب العمى شيوعاً. ويرجع ذلك إلى زيادة الإجهاد التأكسدي الذي يؤدي إلى تسمم الخلايا العصبية المحيطة بها والتغيرات في الأوعية الدموية. وبما أن الماء الغني بالهيدروجين له خصائص مضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات، حاول العلماء علاج الفئران التي تعاني من اعتلال الشبكية السكري بالهيدروجين الجزيئي. حيث تم حقن الفئران بمحلول ملحي غني بالهيدروجين لمدة شهر وتم تحليل التغيرات التي طرأت على أعينهم. وقد وجد العلماء أن الإجهاد التأكسدي قد انخفض وزاد نشاط الإنزيمات المضادة للأكسدة لدى هذه الفئران. لذلك، يمكن اعتبار الهيدروجين خياراً علاجياً قيماً في علاج مرضى اعتلال الشبكية السكري.

وفي دراسة مماثلة باستخدام نموذج الفئران، وجد الباحثون انخفاضًا في نشاط إنزيم الكاسباز، وانخفاضًا في موت الخلايا المبرمج في الشبكية ونفاذية الأوعية الدموية. كما تمكن محلول الهيدروجين الملحي من تخفيف سماكة حمة الشبكية الناتجة عن اعتلال الشبكية السكري بشكل ملحوظ. وخلصوا أيضاً إلى أن محلول الهيدروجين الملحي يمكن أن يكون له إمكانات في العلاج السريري لاعتلال الشبكية السكري.

يمكن أن يؤدي داء السكري أيضاً إلى ضعف الانتصاب.

وقد يرجع ذلك جزئياً إلى زيادة الإجهاد التأكسدي. يلعب أكسيد النيتريك دورًا مهمًا في العملية الفسيولوجية للانتصاب. ويمكن أن تتعطل الإنزيمات التي تنتجه بسبب الإجهاد التأكسدي.

في دراسة صُممت للتحقق من ذلك، تم تقسيم الفئران المصابة بالسكري إلى مجموعتين وتلقت مجموعة واحدة محلول ملحي غني بالهيدروجين بينما تلقت المجموعة الأخرى محلول ملحي عادي لمدة 8 أسابيع. زادت مستويات أكسيد النيتريك لدى المجموعة التي تناولت الهيدروجين بسبب زيادة نشاط إنزيم سينثاز أكسيد النيتريك (الإنزيم المُصنع). وقد أدى ذلك إلى تحسن وظيفة الانتصاب لدى هذه الحيوانات، كما تم تقييمه عن طريق قياس الضغط داخل الكهف (الجهاز الوريدي للقضيب) بعد التحفيز الكهربائي للجسم الكهفي. زاد الحد الأقصى للضغط داخل الكهف بشكل ملحوظ بعد العلاج بمحلول ملحي غني بالهيدروجين مقارنة بالفئران المصابة بالسكري غير المعالجة. تم استنتاج أن الهيدروجين قد يكون مفيدًا أيضًا لضعف الانتصاب لدى مرضى السكري.

من كل هذه الأبحاث، يبدو أن الهيدروجين قد يكون له بالفعل مستقبل في علاج مرض السكري.

المراجع
Kamimura, M., Nishimaki, K., Ohsawa, I., & Ohta, S. (2011). يخفف الهيدروجين الجزيئي من السمنة ومرض السكري عن طريق تحفيز FGF21 الكبدي وتحفيز استقلاب الطاقة في الفئران db/db. السمنة (سيلفر سبرينج)، 1396-403
Kamimura, M., & Ichimiya, S. (2016). يحفز الهيدروجين الجزيئي التعبير الجيني للمنشط النسخي PGC-1α لتحسين التمثيل الغذائي للأحماض الدهنية. NPJ الشيخوخة الميكانيكية.
Feng, Y., et al. (2013)، محلول ملحي غني بالهيدروجين يمنع الخلل الوظيفي العصبي الوعائي المبكر عن طريق تثبيط الإجهاد التأكسدي في الفئران المصابة بداء السكري STZ. Curr Eye Res، 2013. 38(3): ص. 396-404.
Amitani, H., et al. "الهيدروجين يحسن التحكم في نسبة السكر في الدم في نموذج حيواني لمرضى السكري من النوع الأول عن طريق تعزيز امتصاص الجلوكوز في العضلات الهيكلية". PLoS One, 2013. 8(1). 8(1).
فان، م. وآخرون، التأثيرات الوقائية للمحلول الملحي الغني بالهيدروجين ضد ضعف الانتصاب في نموذج الفئران المصابة بداء السكري المستحث بالستربتوزوتوسين. J Urol، 2012.
Jin, D., et al، التأثير المضاد لمرض السكري للماء القلوي المخفض على فئران OLETF. Biosci Biotechnol Biochem، 2006. 70(1): ص. 31-7.
Kim, M.J. and H.K. Kim, التأثيرات المضادة لمرض السكري للماء المختزل بالكهرباء في الفئران المصابة بالسكري المستحث بالستربتوزوتوسين والمصابين بالسكري وراثياً. Life Sci, 2006. 79(24): ص. 2288-92.
لي، ي.، وآخرون، الآلية الوقائية للماء المخفض ضد تلف خلايا بيتا البنكرياس الناجم عن الألوكسان: تأثير الكسح ضد أنواع الأكسجين التفاعلية. Cytotechnology, 2002. 40(1-3): ص. 139-49.
Li, Y.-P., Teruya, K., K., Katakura, Y., Kabayama, S., Otsubo, K.,Morisawa, S., et al, تأثير الماء المخفض على موت الخلايا المبرمج الناجم عن الإجهاد التأكسدي في خلية البنكرياس b HIT-T15. تكنولوجيا الخلايا الحيوانية تلتقي بعلم الجينوم، 2005: ص. 121-124.
Li, Y., et al., التأثيرات القمعية للماء المختزل المحلل كهربائيًا على موت الخلايا المبرمج الناجم عن الأكسدة الناجم عن الألوكسان وداء السكري من النوع الأول. Cytotechnology, 2011. 63(2): ص. 119-31.
Oda, M., et al., يُظهر الماء المختزل الكهربي والطبيعي المختزل نشاطًا شبيهًا بالأنسولين على امتصاص الجلوكوز في خلايا العضلات والخلايا الشحمية. تكنولوجيا الخلايا الحيوانية: منتجات من الخلايا، الخلايا كمنتجات، 2000: ص. 425-427.
شيراهاتا، س.، الماء المضاد للأكسدة يحسن من مرض السكري. 2001
Shirahata, S., et al، التأثير المضاد للسكري للماء الذي يحتوي على جزيء الهيدروجين وجسيمات نانوية من الفسفور. BMC Proc, 2011. 5 Suppl 8: p. P18.
Xiao X1, Cai J, Xu J, Xu J, Wang R, Cai J, Cai J, Liu Y, Xu W, Sun X, Li R. التأثيرات الوقائية لمحلول الهيدروجين الملحي على اعتلال الشبكية السكري في نموذج الفئران المصابة بالسكري الناجم عن الستربتوزوتوسين. 2012 J Ocul Pharmaco Ther. فبراير؛ 28(1):76-82: 10.1089/jop.2010.0129 . Epub 2011 Jul 26.
Shirahata, S., Nishimura, T., Kabayama, S., Aki, D., Teruya, K., Otsubo, K., Morisawa, S., Ishii, Y., et al. (2008) مكملات الماء الغني بالهيدروجين يحسن التمثيل الغذائي للدهون والجلوكوز في المرضى الذين يعانون من مرض السكري من النوع 2 أو ضعف تحمل الجلوكوز. بحوث التغذية، 28، 137-143.