Dans cet article, nous allons apprendre sur un autre avantage important de l'hydrogène ; c'est l'effet anti-apoptotique. Avant d'entrer dans les détails, laisse-nous savoir ce que signifie l'apoptose.

Qu'est-ce que l'apoptose ?

L'apoptose est la mort cellulaire qui se produit normalement dans notre corps en raison du vieillissement ou comme partie contrôlée de la croissance et du développement. Cette mort cellulaire programmée peut se produire à la suite de différents processus biochimiques au sein de la cellule. Il s'agit d'une forme de suicide par l'activation du mécanisme de mort interne.

Que se passe-t-il donc réellement lorsque la cellule est forcée de se suicider ?

Cela entraîne le déclenchement de différents processus chimiques dans le corps. Les protéines connues sous le nom de caspases sont déclenchées et détruisent l'architecture cellulaire. Cela déclenche à son tour une enzyme appelée DNAse, qui est capable de dégrader l'ADN. L'ADN est le matériel génétique du noyau cellulaire qui contrôle toute la cellule. La cellule endommagée commence alors à rétrécir progressivement et d'autres enzymes protéolytiques sont libérées, ce qui détruit la cellule de l'intérieur. Des taches en forme de cloques se forment à la surface de la cellule.

Lorsque la mitochondrie, le générateur d'énergie à l'intérieur de la cellule, est détruite, le cytochrome C est libéré et la cellule se décompose en petits fragments enveloppés par une membrane. Lorsque l'intérieur de la cellule est détruit, elle libère des produits chimiques qui agissent comme des signaux de détresse à l'extérieur de la cellule pour qu'elle meure. Certains d'entre eux sont l'ATP et l'UTP. L'ATP, un nucléotide, et l'UTP, un nucléoside, sont liés aux cellules phagocytaires. Ces cellules peuvent absorber et digérer des parties du tissu et d'autres parties.

Lorsque les signaux arrivent aux cellules phagocytaires qu'une cellule est en train de mourir, elles essaient d'atteindre ces fragments de cellules spécifiques. Ces fragments de cellules libèrent également des phospholipides qui ne sont normalement pas visibles à l'extérieur. Cela aide les macrophages à identifier précisément ces fragments, et ils commencent à les dévorer. Les cellules phagocytaires peuvent sécréter des substances comme les cytokines, qui peuvent déclencher une inflammation dans l'environnement.

Cependant, la membrane cellulaire reste intacte pendant ce processus. Par conséquent, les tissus environnants ne subissent pas de dommages importants. Ce n'est pas le cas de la nécrose, où la cellule meurt à cause d'un traumatisme et d'une blessure. Mais ici, la membrane de la cellule est endommagée et toutes les substances toxiques sont libérées à l'extérieur, ce qui provoque beaucoup d'inflammation.

Quel est le rôle de l'apoptose ?

L'apoptose peut se produire lorsque la cellule vieillit naturellement et "décide" que son but est atteint. Elle peut aussi se produire lorsqu'une bactérie étrangère ou un virus pénètre dans la cellule et que la cellule essaie de contenir l'infection en se suicidant.

Mais l'apoptose peut aussi se produire dans d'autres maladies. S'il y a beaucoup de stress oxydatif, les cellules peuvent subir l'apoptose. Il existe de nombreuses maladies qui présentent une apoptose accrue dans le cadre de leur processus pathologique. La maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, le SIDA et d'autres ont une apoptose accrue. En utilisant des anti-apoptotiques, nous pouvons non seulement stopper ces processus pathologiques, mais aussi lutter contre le processus de vieillissement dans une certaine mesure.

Comment l'hydrogène agit-il comme antiapoptotique ?

Depuis la publication de Ohta et al. sur les effets de l'hydrogène en 2015, de nombreuses études ont été menées pour tester l'efficacité de l'hydrogène contre différentes maladies. Dès cette première étude, il a été estimé que l'hydrogène possède des propriétés anti-apoptotiques via la régulation de l'expression des gènes des cellules. Nous avons listé quelques-unes de ces études en annexe. Ici, je vais résumer les preuves scientifiques de l'efficacité de l'hydrogène dans la lutte contre l'apoptose, qui ont été démontrées dans des modèles animaux.

Il a été démontré que l'inhalation d'hydrogène exerce des effets antioxydants et anti-apoptotiques et protège le cerveau en cas de lésions d'ischémie-reperfusion. Cela se produit en réduisant les radicaux libres oxydants comme le radical hydroxyle et le peroxynitrite.

L'hydrogène est également efficace pour réduire les lésions aiguës du foie. Lorsque des souris ont reçu une solution saline riche en hydrogène, l'activité des substances qui favorisent l'apoptose, comme JNK et la caspase-3, a été inhibée. Cela peut inhiber la mort des cellules dans le foie, non seulement en cas de blessures aiguës, mais aussi en cas de cirrhose du foie et de prolifération compensatoire des cellules hépatiques, qui conduisent à des maladies du foie.

L'effet anti-apoptotique est également important dans les transplantations d'organes pour réduire la mort des cellules. Dans les greffes d'intestin, il a été démontré que l'hydrogène régule à la hausse la protéine anti-apoptotique hémoxygénase 1. Si les greffons ont été prétraités à l'hydrogène avant la transplantation, la fonction a été protégée, ce qui a entraîné de meilleurs taux de survie chez les receveurs du greffon.

Lorsque de l'hydrogène a été administré comme gaz d'inhalation après une opération de pontage cardio-pulmonaire, cela a donné des résultats positifs et les chercheurs ont proposé ce traitement comme nouvelle thérapie potentielle.

L'hydrogène peut améliorer le taux de survie en cas de septicémie. C'est important car la septicémie reste l'une des causes de décès les plus fréquentes chez les patients en état critique à l'hôpital. En administrant une solution saline riche en hydrogène à des modèles animaux, on a constaté qu'en plus de ses propriétés anti-inflammatoires et antioxydantes, elle réduisait l'apoptose, réduisant ainsi les effets de la septicémie.

Il est possible de ressentir des brûlures d'estomac lorsque nous sommes stressés. Les ulcères gastriques induits par le stress peuvent être évités en buvant un liquide riche en hydrogène. Le traitement à l'hydrogène peut réduire le niveau de caspase dans la muqueuse gastrique et diminuer les dommages à la muqueuse gastrique en empêchant l'apoptose des cellules.

Les crises cardiaques sont très fréquentes de nos jours

Cependant, il a été démontré que la solution saline riche en hydrogène réduit la taille de l'infarctus du myocarde. Un autre groupe a découvert que l'hydrogène gazeux améliore la récupération de la fonction ventriculaire gauche après une anoxie-réoxygénation (ce qui signifie que la reperfusion provoque normalement une blessure dite de reperfusion). L'hydrogène a réduit la taille de l'infarctus sans modifier les paramètres hémodynamiques. Le gaz hydrogène a également empêché le remodelage du ventricule gauche (le processus de changement de la taille, de la forme et de la fonction du ventricule) après un infarctus du myocarde.

Une hémorragie sous-arachnoïdienne est considérée comme un état mettant la vie en danger et peut entraîner la mort des cellules cérébrales. L'hydrogène est capable de modifier les voies qui mènent à la mort, notamment par la voie Akt/GSK3β. Cela réduit l'apoptose des neurones dans le cerveau et améliore le résultat après une hémorragie sous-arachnoïdienne.

Non seulement cela, mais l'hydrogène peut aussi agir sur les poumons et réduire la mort des cellules en cas de blessures pulmonaires. Il induit des gènes anti-apoptotiques. Ainsi, la protéine anti-apoptotique Bcl 2 est hautement régulée et les protéines favorisant l'apoptose comme Bax sont régulées à la baisse.

Il a été prouvé que l'hydrogène réduit l'apoptose dans le pancréas en cas de pancréatite aiguë, réduisant ainsi le risque de développer un diabète sucré.

Dans le cas d'une rétinopathie diabétique, l'apoptose rétinienne et les biomarqueurs de perméabilité vasculaire ont été réduits par l'inhalation de gaz hydrogène dans un modèle de rat. Ces résultats suggèrent une utilisation possible de l'hydrogène pour traiter cette maladie qui entraîne souvent la cécité.

L'hydrogène peut être ingéré en inhalant le gaz, en inhalant une solution aérosol riche en hydrogène, en injectant une solution saline riche en hydrogène, en prenant un bain d'hydrogène et en buvant de l'hydrogène dissous dans de l'eau. Pour une prise quotidienne, la méthode la plus appropriée est de boire de l'eau enrichie en hydrogène ou d'inhaler du gaz hydrogène généré par un électrolyseur.

Bien que l'hydrogène soit l'élément chimique le plus répandu dans l'univers, il n'est pas encore utilisé dans l'environnement thérapeutique pour traiter les maladies. Cependant, de récentes découvertes sur ce gaz étonnant ont changé la donne. Des centaines d'études sur l'hydrogène, jusqu'à présent principalement sur des modèles animaux, suggèrent qu'il est également efficace pour de nombreuses maladies chez l'homme. On peut s'attendre à voir l'hydrogène dans les cliniques dans un avenir proche. En raison de son effet anti-apoptotique et anti-oxydant, il pourrait également être utilisé comme agent anti-âge.

Sources

Ohta, S., Molecular hydrogen as a novel antioxidant : overview of the advantages of hydrogen for medical applications. Methods Enzymol, 2015. 555 : p. 289-317.
Shen, M.H., et al., L'hydrogène comme traitement nouveau et efficace de l'intoxication aiguë au monoxyde de carbone. Medical Hypotheses, 2010. 75(2) : p. 235-237.
Sun, H., et al., Le rôle protecteur de la solution saline riche en hydrogène dans les lésions expérimentales du foie chez la souris. Journal of Hepatology, 2011. 54(3) : p. 471-80.
Buchholz, B.M., et al., La conservation enrichie en hydrogène protège le greffon intestinal isogénique et améliore la fonction gastrique du receveur pendant la transplantation. Transplantation, 2011. 92(9) : p. 985-92.
Li, G.M., et al. Effets du traitement avec une solution saline riche en hydrogène sur la septicémie polymicrobienne. Journal of Surgical Research, 2013. 181(2) : p. 279-86.
Liu, X., et al., The protective of hydrogen on stress-induced gastric ulceration. Int Immunopharmacol, 2012. 13(2) : p. 197-203.
Fujii, Y., et al., L'insufflation d'hydrogène gazeux inhibe la réaction inflammatoire en cas de pontage cardio-pulmonaire dans un modèle de rat. Artif Organs, 2013. 37(2) : p. 136-41.
Zhang G, Gao S, Li X, et al. Pharmacological postconditioning with lactic acid and hydrogen rich saline alleviates myocardial reperfusion injury in rats. Sci Rep. 2015 Apr 30;5:9858.
Bari, F., et al., L'inhalation de gaz hydrogène protège la réactivité cérébrovasculaire contre les lésions hypoxiques périnatales modérées mais non graves chez les porcelets nouveau-nés. Stroke, 2010. 41(4) : p. E323-E323.
Hong, Y., et al., Effet neuroprotecteur de la saline riche en hydrogène contre les dommages neurologiques et l'apoptose dans les lésions cérébrales précoces consécutives à une hémorragie sous-arachnoïdienne : rôle possible de la voie de signalisation Akt/GSK3beta. PLoS One, 2014. 9(4) : p. e96212.
Huang, C.S., et al., Hydrogen inhalation ameliorates ventilator-induced lung injury. Critical Care, 2010. 14(6) : p. R234.
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 : p. 121-124.

Qu, J., et al., L'inhalation de gaz hydrogène atténue la neuropathie auditive induite par la ouabaïne chez les gerbilles. Acta Pharmacologica Sinica, 2012. 33(4) : p. 445-451.
Hayashida, K., Sano, M., Ohsawa, I., Shinmura, K., Tamaki, K., et al. (2008) Inhalation of Hydrogen Gas Reduces Infarct Size in the Rat Model of Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury. Communications de recherche biochimique et biomédicale, 373, 30-35.