Molekulární vodík má úžasné vlastnosti v boji proti mnoha nemocem. Mezi obecně známé vlastnosti molekulárního vodíku patří protizánětlivé, antioxidační, antiapoptotické a antialergické vlastnosti.

První výzkum, který identifikoval molekulární vodík jako léčebný plyn, byl proveden v roce 2007. Poté, co byl identifikován jako léčebný plyn, bylo provedeno mnoho výzkumů zaměřených na jeho účinky na různá onemocnění. Mezi ně patří rakovina, neurodegenerativní onemocnění, jako je Alzheimerova a Parkinsonova choroba, plicní a kardiovaskulární onemocnění a mnoho dalších. V tomto článku se podíváme, jak plynný vodík pomáhá při onemocnění cukrovkou.

Co je to cukrovka a jak vzniká?

Cukrovka je jednou z hlavních příčin nemocnosti a úmrtnosti na světě. Může vést k mnoha dalším onemocněním, jako jsou kardiovaskulární choroby. Zvýšená hladina glukózy v krvi může poškodit téměř každý orgán pacienta, například oči, nervy, ledviny, srdce a další. V pokročilých stadiích může vést až ke smrti. Diabetes může oslabením imunity predisponovat k infekcím. To může vést ke špatnému hojení ran a následné ztrátě končetin.

Co tedy způsobuje cukrovku?

Existuje několik typů cukrovky, ale nejčastější jsou dva: U cukrovky 1. typu dochází ke ztrátě beta buněk slinivky břišní, které produkují inzulin. Inzulín je totiž jediný hormon, který snižuje hladinu cukru v krvi. Ztráta beta buněk vede k nekontrolovatelné hladině cukru v krvi. Tito pacienti potřebují celoživotní substituci inzulínem. Na druhé straně je diabetes 2. typu nejčastějším typem ze všech. Předpokládá se, že je způsobena kombinací genetiky a faktorů životního prostředí. U tohoto typu je produkce inzulinu v počátečních stadiích skutečně zvýšená. Periferní tkáně v těle, které vstřebávají glukózu pro metabolismus, však na inzulin nereagují. K této rezistenci dochází proto, že receptory se stanou na inzulin necitlivé. Lze je léčit perorálními léky, ale později mohou potřebovat inzulin, protože beta buňky mohou ztratit schopnost produkovat inzulin.

Cukrovka je spojena s mnoha dalšími onemocněními.

Pokud je spojena s vysokým krevním tlakem, vysokou hladinou cholesterolu, obezitou a zvýšenou hladinou kyseliny močové, může se nazývat metabolický syndrom. Když se všechny tyto abnormality vyskytnou, má člověk vysoké riziko úmrtí na kardiovaskulární onemocnění.

Jak molekulární vodík pomáhá pacientům s cukrovkou?

Molekulární vodík je nejmenší molekula plynu. Může proto v těle snadno difundovat a dostat se k nitrobuněčným organelám, kde může uplatnit své účinky. Jak již bylo zmíněno, vodík se používá při léčbě mnoha nemocí a vědci stále objevují nové aplikace každý den. Podívejme se, na jakém vědeckém základě jsou tato tvrzení podložena.

Vědci zjistili, že vodík může chránit beta buňky před poškozením při cukrovce 1. typu a že může působit podobně jako inzulin.

Na myším modelu vodík podporoval příjem glukózy do buněk prostřednictvím translokace glukózového transportního proteinu Glut4 aktivací specifických kináz. Vodík významně zvýšil expresi Glut4 v membráně kosterního svalstva a výrazně zlepšil kontrolu glykémie u myší s diabetem 1. typu po chronickém intraperitoneálním a perorálním podávání. Dlouhodobé perorální podávání vodíku však mělo nejmenší účinek na obézní jedince. Studie ukazuje, že vodík má podobné metabolické účinky jako inzulin a mohl by být novou terapeutickou alternativou inzulinu u diabetu mellitu 1. typu, protože může být podáván perorálně.

Proběhly dva další asijské výzkumy zabývající se léčbou diabetu pomocí molekulárního vodíku.

V jedné studii vědci použili myší modely, které trpěly cukrovkou 2. typu a obezitou. Těmto myším byla každý den podle libosti podávána voda bohatá na vodík. Nezměnili jim stravu ani nic jiného. Po nějaké době vědci zjistili, že tyto myši měly nižší hladinu glukózy v krvi než dříve a zlepšila se u nich funkce inzulínu. Účinek na hyperglykémii byl podobný jako při omezení stravy. Snížila se také hladina triglyceridů. Došlo také k výraznému snížení jejich hmotnosti a obsahu tuku.

U pacientů s metabolickým syndromem dochází k ztučnění jater v důsledku hromadění volných mastných kyselin. Vodík významně zmírnil ztučnění jater.

Vědci dále zkoumali, proč k tomu dochází na molekulární úrovni. Zjistili, že vodík na genetické úrovni zvyšuje sekreci jaterního hormonu zvaného fibroblastový růstový faktor 21 (FGF21). Tento hormon je schopen ovlivňovat vylučování mastných kyselin a také spotřebu glukózy (tzv. glukoneogenezi). Vodík rovněž stimuloval energetický metabolismus. Studie naznačuje potenciální přínos vodíku pro zlepšení obezity, diabetu a metabolického syndromu.

Stejní vědci rozšířili svou studii o myši krmené dietou s vysokým obsahem tuků. Navzdory nezdravé stravě měly tyto myši relativně dobrou hladinu triglyceridů, a tedy delší životnost. Bylo zjištěno, že plynný vodík může stimulovat dráhu PPARα, která reguluje dráhu metabolismu mastných kyselin.

Byla provedena krátká klinická studie s 30 pacienty s cukrovkou 2. typu, kteří pili po dobu 8 týdnů jeden litr vody obohacené vodíkem. U pacientů, kteří konzumovali vodu obohacenou vodíkem, došlo ke snížení inzulínové rezistence a biomarkerů oxidačního stresu, jako jsou sérové koncentrace oxidovaných LDL (5 %, p < 0,05). LDL je hlavním faktorem rozvoje aterosklerózy. U těchto pacientů se také zvýšily hladiny adiponektinu (2 %, p ❮ 0,1), hormonu, který potlačuje pocit hladu, a extracelulární superoxiddismutázy (2 %, p ❮ 0,05), endogenního antioxidačního enzymu.

Molekulární vodík jako léčba diabetických komplikací

Molekulární vodík je také užitečný při léčbě komplikací diabetu. U diabetu se vyskytují především 3 typy komplikací: Retinopatie, která postihuje oči, nefropatie, která postihuje ledviny, a neuropatie, která postihuje nervy.

Diabetická retinopatie je jednou z nejčastějších příčin slepoty. Je způsobena zvýšeným oxidačním stresem, který způsobuje toxicitu okolních neuronů a vede ke změnám v cévách. Protože voda bohatá na vodík má antioxidační i protizánětlivé vlastnosti, vědci zkoušeli léčit myši trpící diabetickou retinopatií molekulárním vodíkem. Po dobu jednoho měsíce jim byl podáván fyziologický roztok bohatý na vodík a byly zkoumány změny v jejich očích. Vědci zjistili, že se u těchto myší snížil oxidační stres a zvýšila se aktivita antioxidačních enzymů. Vodík lze proto považovat za cennou možnost léčby pacientů s diabetickou retinopatií.

V podobné studii na modelu potkanů vědci zjistili snížení aktivity kaspáz, snížení apoptózy sítnice a propustnosti cév. Vodíkový nálev byl také schopen významně zmírnit ztluštění parenchymu sítnice, které je důsledkem diabetické retinopatie. Došli také k závěru, že solný vodík může mít potenciál v klinické léčbě diabetické retinopatie.

Diabetes mellitus může vést také k poruchám erekce.

Ta může být částečně způsobena zvýšeným oxidačním stresem. Oxid dusnatý hraje důležitou roli ve fyziologickém procesu erekce. Enzymy, které ho vytvářejí, mohou být narušeny oxidačním stresem.

Ve studii, jejímž cílem bylo tuto skutečnost prozkoumat, byli diabetičtí potkani rozděleni do dvou skupin a jedna skupina dostávala po dobu 8 týdnů fyziologický roztok bohatý na vodík, zatímco druhá normální fyziologický roztok. Ve skupině s vodíkem se zvýšila hladina oxidu dusnatého v důsledku zvýšené aktivity syntázy oxidu dusnatého (syntetizujícího enzymu). To mělo za následek zlepšení erektilní funkce u těchto zvířat, což bylo hodnoceno měřením intrakavernózního tlaku (žilní systém penisu) po elektrostimulaci corpus cavernosum. Maximální intrakavernózní tlak se po léčbě fyziologickým roztokem bohatým na vodík významně zvýšil ve srovnání s neléčenými diabetickými potkany. Byl učiněn závěr, že vodík může být užitečný i při erektilní dysfunkci u diabetických pacientů.

Z celého tohoto výzkumu vyplývá, že vodík může mít v léčbě diabetu skutečně budoucnost.

Odkazy
Kamimura, M., Nishimaki, K., Ohsawa, I., & Ohta, S. (2011). Molekulární vodík zlepšuje obezitu a diabetes indukcí jaterního FGF21 a stimulací energetického metabolismu u db/db myší. Obesity (Silver Spring), 1396-403
Kamimura, M., & Ichimiya, S. (2016). Molekulární vodík stimuluje genovou expresi transkripčního koaktivátoru PGC-1α ke zvýšení metabolismu mastných kyselin. NPJ Aging Mech Dis.
Feng, Y., et al. (2013), Hydrogen-rich saline preventates early neurovascular dysfunction by inhibiting oxidative stress in STZ-diabetic rats. Curr Eye Res, 2013. 38(3): s. 396-404.
Amitani, H., et al. "Hydrogen Improves Glycemic Control in Type1 Diabetic Animal Model by Promoting Glucose Uptake into Skeletal Muscle" (Vodík zlepšuje kontrolu glykémie u zvířecího modelu diabetika 1. typu podporou příjmu glukózy do kosterního svalu). PLoS One, 2013. 8(1).
Fan, M., et al, "Protective Effects of Hydrogen-Rich Saline Against Erectile Dysfunction in a Streptozotocin Induced Diabetic Rat Model" (Ochranné účinky fyziologického roztoku bohatého na vodík proti erektilní dysfunkci u modelu diabetického potkana indukovaného streptozotocinem). J Urol, 2012.
Jin, D., et al, Anti-diabetický účinek alkalicky redukované vody na potkany OLETF. Biosci Biotechnol Biochem, 2006. 70(1): p. 31-7.
Kim, M.J. a H.K. Kim, Anti-diabetické účinky elektrolyzované redukované vody u streptozotocinem indukovaných a geneticky diabetických myší. Life Sci, 2006. 79(24): s. 2288-92.
Li, Y., et al, Protective mechanism of reduced water against alloxan-induced pancreatic beta-cell damage: Scavenging effect against reactive oxygen species. Cytotechnology, 2002. 40(1-3): s. 139-49.
Li, Y.-P., Teruya, K., Katakura, Y., Kabayama, S., Otsubo, K.,Morisawa, S., et al, Effect of reduced water on the apoptotic cell death triggered by oxidative stress in pancreatic b HIT-T15 cell. Animal cell technology meets genomics, 2005: s. 121-124.
Li, Y., et al, Suppressive effects of electrolyzed reduced water on alloxan-induced apoptosis and type 1 diabetes mellitus (Potlačující účinky elektrolyzované redukované vody na apoptózu vyvolanou aloxanem a diabetes mellitus 1. typu). Cytotechnology, 2011. 63(2): s. 119-31.
Oda, M., et al., Electrolyzed and natural reduced water exhibit insulin-like activity on glucose uptake into muscle cells and adipocytes (Elektrolýzovaná a přírodní redukovaná voda vykazují inzulinu podobnou aktivitu na příjem glukózy do svalových buněk a adipocytů). Animal Cell Technology: Products from Cells, Cells as Products, 2000: s. 425-427.
Shirahata, S., Antioxidační voda zlepšuje diabetes. 2001
Shirahata, S., et al, Anti-diabetický účinek vody obsahující molekulu vodíku a Pt nanočástice. BMC Proc, 2011. 5 Suppl 8: s. P18.
Xiao X1, Cai J, Xu J, Wang R, Cai J, Liu Y, Xu W, Sun X, Li R. Protective effects of hydrogen saline on diabetic retinopathy in a streptozotocin-induced diabetic rat model. 2012 J Ocul Pharmaco Ther. Feb;28(1):76-82. doi: 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) Suplementace vody bohaté na vodík zlepšuje metabolismus lipidů a glukózy u pacientů s diabetem 2. typu nebo poruchou glukózové tolerance. Nutrition Research, 28, 137-143.