Mange sygdomme skyldes oxidativ stress, der varer ved over en længere periode. Oxidativt stress kan føre til alvorlige vævsskader. Selv om det er vigtigt at reducere denne oxidative skade, har brugen af konventionelle antioxidanter været uden større succes. I 2007 opdagede videnskaben molekylært brint som en ny antioxidant til behandling og forebyggelse af sygdomme.

Hvad er kardiovaskulær sygdom?

Kardiovaskulær sygdom er en bred betegnelse for en række sygdomme, der påvirker hjertet og kredsløbssystemet.

Et myokardieinfarkt opstår, når en blodprop eller et aterosklerotisk plak blokerer de kranspulsårer, der forsyner en bestemt del af hjertemusklen. Dette fører til, at muskelcellerne dør. Der findes lægemidler, som kan opløse denne blodprop og føre til reperfusion af vævet. Men når dette sker, kan den pludselige ophobning af oxidativt stress også skade hjertemusklen, hvilket fører til det, der kaldes iskæmi-reperfusionsskade. Den samme mekanisme kan ske i hjernen under et slagtilfælde, hvilket fører til frigivelse af reaktive iltarter.

Hvordan hjælper brint mod hjertesygdomme?

Forskere har forsket meget i virkningerne af molekylært brint på hjertet og hjernen. Brint er blevet brugt i forsøg med hjertestop hos dyr. Tilstrækkeligt genoplivede rotter fik brint til indånding for den ene gruppe og ikke for den anden. Rotterne med brintinhalation havde en øget overlevelsesrate, et godt neurologisk resultat og en reduktion i histologiske forandringer sammenlignet med rotter, der ikke inhalerede brintgas.

Brint er en kraftig antioxidant og kan fjerne frie iltradikaler

Den gavnlige virkning, der blev vist i denne undersøgelse, kan tilskrives denne egenskab ved brint.

Der er gennemført flere andre undersøgelser vedrørende hjertestop. Når brint blev administreret intraperitonealt til kaniner med hjertestop, forbedrede det også overlevelsesraten og det neurologiske resultat med reduceret neuronal skade og død.

I en anden undersøgelse med rotter forbedrede hydrogen, der blev givet intravenøst, resultatet efter hjertestop. Forskerne spekulerede i, at denne effekt ikke kun skyldtes dets antioxidante egenskab, men også andre mindre kendte egenskaber såsom antiapoptotiske og antiinflammatoriske egenskaber. Da disse virkninger er meget lovende, kunne det i fremtiden anvendes i redningsaktioner, så ikke kun ilt, men også brint (Browns gas) administreres samtidig i nødsituationer.

En undersøgelse på mennesker, der er værd at nævne, blev gennemført i 2017

Dette randomiserede kontrollerede forsøg omfattede 50 patienter med hjerneinfarkt i akut stadie af mild til moderat sværhedsgrad: 25 af dem modtog 3 % brintgas til inhalation (en time to gange om dagen), og 25 var i kontrolgruppen uden brintinhalation. Regelmæssige MRI-kontroller af patienterne havde vist, at sværhedsgraden af patologiske forandringer i hjernens infarktområde var betydeligt lavere i brintgruppen sammenlignet med kontrolgruppen og nærmede sig hurtigere det normale niveau. Desuden blev den fysioterapeutiske evaluering vurderet ved hjælp af det såkaldte Barthes-indeks, en metode til vurdering af patienternes evne til at klare sig i hverdagen. Dette forbedredes betydeligt i brintgruppen. Behandlingen med brint var sikker at anvende. Forskerne bekræftede potentialet for en bred og generel anvendelse af brintgasseterapi.

Cardio-pulmonal bypass er et kirurgisk indgreb, der udføres på patienter med blokerede blodkar. Da brintgas blev administreret efter bypass-operationen i en rottemodel, kunne brint reducere inflammatoriske mediatorer som f.eks. cytokiner. Denne antiinflammatoriske effekt kunne i fremtiden anvendes som en ny behandling efter bypassoperationer.

Virkningen af brint blev også undersøgt hos rotter efter et myokardieinfarkt

Det forbedrede venstre hjertefunktion betydeligt, samtidig med at det reducerede infarktstørrelsen og forbedrede funktionen. Brintgas forhindrede også venstre ventrikels remodellering (processen med at ændre hjertekammers størrelse, form og funktion) efter et myokardieinfarkt.

I en svinemodel kunne forskerne reducere infarktstørrelsen ved at indånde 2 % ilt. For at undgå iskæmi og reperfusionsskader skal postkonditionering udføres omhyggeligt. Når der blev givet hydrogen, reduceredes infarktstørrelsen sammen med apoptoseindekset. Forskerne foreslog, at denne effekt skyldtes nedregulering af Akt og GSK3β i myokardvævet.

I betragtning af alle disse anvendelser i forbindelse med hjerte-kar-sygdomme kan brint betragtes som et nyt lægemiddel med stort potentiale i fremtiden, ikke mindst inden for akutmedicin.

Referencer
Drabek, T. og P.M. Kochanek, Improving outcomes from resuscitation: from hypertension and hemodilution to therapeutic hypothermia to H2. Circulation, 2014. 130(24): s. 2133-5.
Fujii, Y., et al, Insufflation af brintgas begrænser det inflammatoriske respons på kardiopulmonal bypass i en rottemodel. Artif Organs, 2013. 37(2): s. 136-41.
Hayashi, T., et al, Inhalation af brintgas dæmper intermittent hypoxi-induceret venstre ventrikulær remodellering hos mus. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology, 2011. 301(3): s. H1062-9.
Hayashida, K., et al. H(2)-gas forbedrer det funktionelle resultat efter hjertestop i et omfang, der kan sammenlignes med terapeutisk hypotermi i en rottemodel. J Am Heart Assoc, 2012. 1(5): p. e003459.
Hayashida, K., et al, Hydrogeninhalation under normoxisk genoplivning forbedrer det neurologiske resultat i en rottemodel af hjertestop, uafhængigt af målrettet temperaturstyring. Circulation, 2014.
Huo, T.T., et al, Hydrogen-rich Saline Improves Survival and Neurological Outcome after Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation in Rats (Vandstof-rige saltvandssaltning forbedrer overlevelse og neurologisk resultat efter hjertestop og hjerte-lunge genoplivning hos rotter). Anesth Analg, 2014.
Jing, L., et al, Cardioprotective Effect of Hydrogen-rich Saline on Isoproterenol-induced Myocardial Infarction in Rats (Kardiobeskyttende virkning af hydrogenrig saltvand på isoproterenol-induceret myokardieinfarkt hos rotter). Heart Lung Circ, 2014.
Kasuyama, K., et al, Hydrogen-rich water attenuates experimental periodontitis in a rat model. J Clin Periodontol, 2011. 38(12): s. 1085-90.
Nagatani, K., et al, The Effect of Hydrogen Gas on a Mouse Bilateral Common Carotid Artery Occlusion. Brain Edema XVActa Neurochirurgica Supplement 2013.
Noda, K., et al, Hydrogen-supplemented drinking water protects cardiac allografts from inflammation-associated deterioration. Transpl Int, 2012. 25(12): p. 1213-22.
Qin, Z.X., et al, Hydrogenrig saltvand forhindrer neointimadannelse efter carotisballonskade ved at undertrykke ROS og TNF-alpha/NF-kappaB-vejen. Atherosclerosis, 2012. 220(2): s. 343-50.
Sakai, K., et al. Inhalation af brintgas beskytter mod myokardiebedøvelse og infarkt hos svin. Scandinavian Cardiovascular Journal, 2012. 46(3): s. 183-9.
Shinbo, T., et al., Inhalation af nitrogenoxid plus brintgas reducerer iskæmi-reperfusionsskade og nitrotyrosinproduktion i musens hjerte. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2013. 305(4): p. H542-50.
Sun, Q., et al, Oral indtagelse af brintrigt vand hæmmer intimal hyperplasi i arterialiserede vene transplantater hos rotter. Cardiovasc Res, 2012. 94(1): s. 144-53.
Wu, S., et al, Hydrogenated saline attenuates doxorubicin-induced heart failure in rats. Pharmacy, 2014. 69(8): p. 633-6.
Xie, Q., et al, Hydrogengas beskytter mod serum- og glukosemangel-induceret myokardisk skade i H9c2-celler gennem aktivering af NFE2-relateret faktor 2/hemeoxygenase 1-vejen. Mol Med Rep, 2014. 10(2): s. 1143-9.
Yoshida, A., et al, H(2) medierer kardioprotektion via involvering af K(ATP)-kanaler og permeabilitetsovergangsporer i mitokondrier i hunde. Cardiovasc Drugs Ther, 2012. 26(3): s. 217-26.
Wang P, Jia L, Chen B, et al. Hydrogeninhalation er bedre end mild hypotermi med hensyn til at forbedre hjertefunktionen og det neurologiske resultat i en model med asfyksielt hjertestop hos rotter. Shock. 2016 Sep;46(3):312-8.
Tao B, Liu L, Wang N, et al. Hydrogenrig saltvand dæmper lipopolysaccharid-induceret hjertedysfunktion ved at genoprette fedtsyreoxidation hos rotter ved at mildne C-jun N-terminal kinaseaktivering. Shock. 2015 Dec;44(6):593-600.
Yue L, Li H, Zhao Y, Li J, Wang B. [Effekter af hydrogenrig saltvand på Akt/GSK3β-signalveje og hjertefunktion under myokardisk iskæmi-reperfusion hos rotter]. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2015 May 19;95(19);95(19):1483-7.
Zhang G, Gao S, Li X, et al. Farmakologisk postkonditionering med mælkesyre og brintrig saltvand dæmper myokardisk reperfusionsskade hos rotter. Sci Rep. 2015 Apr 30;5:9858.
Han L, Tian R, Yan H, et al. Hydrogenrigt vand beskytter mod iskæmisk hjerneskade hos rotter ved at regulere kalciumbufferende proteiner. Brain Res. 2015 Jul 30;1615:129-38.
Chen Y, Jiang J, Miao H, Chen X, Sun X, Li Y. Hydrogenrig saltvand dæmper vaskulær glat muskelcelleproliferation og neointimal hyperplasi ved at hæmme produktionen af reaktive oxygenarter og inaktivere Ras-ERK1/2-MEK1/2- og Akt-veje. Int J Mol Med. 2013 Mar;31(3):597-606.
Yu YS, Zheng H. Kronisk hydrogenrig saltvandsbehandling reducerer oxidativt stress og dæmper venstre ventrikulær hypertrofi hos spontant hypertensive rotter. Mol Cell Biochem. 2012 Jun;365(1-2):233-42.
Zheng H, Yu YS. Kronisk behandling med brintrig saltvand dæmper vaskulær dysfunktion hos spontant hypertensive rotter. Biochem Pharmacol. 2012 May 1;83(9):1269-77.
Nagatani K, Takeuchi S, Kobayashi H, Otani N, Wada K, Fujita M, et al. Effekten af brintgas på en bilateral okklusion af musens fælles halspulsårer. Acta Neurochir Suppl 2013; Vol. 118, pp. 61-3.

Hirohisa Ono, MD, Yoji Nishijima, MD,Shigeo Ohta, PhD, et al. Hydrogen Gas Inhalation Treatment in Acute Cerebral Infarction: A Randomised Controlled Clinical Trial of Safety and Neuroprotection (Behandling med hydrogengas ved indånding ved akut hjerneinfarkt: Et randomiseret kontrolleret klinisk forsøg med sikkerhed og neuroprotektion). Journal of Stroke and Cerebrovascular diseases, Vol 26, No.11, 2017: pp 2587-2594 https://doi.org/10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.06.012Get