L'hydrogène moléculaire est la plus petite molécule que nous pouvons trouver dans la nature. Son efficacité a été découverte il y a seulement une dizaine d'années grâce à la recherche scientifique.
L'hydrogène a de nombreux avantages et cela est dû à ses propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires, anti-apoptotiques, anti-allergiques et cytoprotectrices. Tu te demanderais probablement comment cette petite molécule peut avoir toutes ces propriétés. Les scientifiques continuent de découvrir jour après jour de nouvelles utilisations de l'hydrogène. Chaque jour, il y a de nouveaux résultats de recherche, et tu peux trouver des centaines d'études menées sur le traitement à l'hydrogène, la plupart du temps sur des animaux, mais de plus en plus sur des humains.
Dans cet article, nous allons parler de l'effet cytoprotecteur de l'hydrogène.
La cellule est le plus petit élément constitutif d'un organisme vivant. Si un dysfonctionnement des cellules survient, de graves maladies peuvent se développer. Les cellules peuvent être endommagées pour différentes raisons, comme un traumatisme, le stress oxydatif, les produits chimiques, les brûlures, les micro-organismes, les radiations et autres.
Qu'est-ce que la cytoprotection ?
La cytoprotection est un processus par lequel les cellules sont protégées des substances ou des stimuli nocifs. Ce processus a surtout été décrit dans la muqueuse de l'estomac. La formation d'ulcères gastriques peut être évitée en utilisant un agent cytoprotecteur pour l'estomac comme la prostaglandine. De la même manière, l'hydrogène peut agir comme un agent qui protège les cellules contre les stimuli noxiques.
Comment l'hydrogène agit-il comme agent cytoprotecteur ?
Contrairement à la plupart des autres substances, l'hydrogène peut agir au niveau cellulaire et est donc considéré comme unique. Il peut même franchir la barrière hémato-encéphalique, qui sépare le cerveau de la circulation sanguine. Il peut même pénétrer dans les organismes subcellulaires comme les mitochondries. Une fois que l'hydrogène arrive à ces endroits idéaux, il peut exercer ses propriétés antioxydantes, cytoprotectrices et anti-apoptotiques.
On a supposé que l'hydrogène pouvait induire des mécanismes de signalisation qui conduisent à la formation de facteurs cytoprotecteurs. Selon Itoh et al. 2011, l'hydrogène agit comme un modulateur de signaux et influence la transduction des signaux. Ils ont suggéré que l'hydrogène peut inhiber la production d'oxyde nitrique induite par le LPS/IFNγ dans les macrophages et que cela entraîne à son tour une réduction des réactions inflammatoires qui, au final, protègent les cellules. Bien que le mécanisme complet ne soit pas encore clair, il existe d'autres recherches qui suggèrent des mécanismes possibles. Selon une autre recherche, l'hydrogène augmente les niveaux d'enzymes antioxydantes comme la superoxyde dismutase et la catalase, ce qui assure l'effet cytoprotecteur.
Un autre mécanisme proposé pour l'hydrogène en tant que substance cytoprotectrice est la prévention de l'action de la caspase, qui est impliquée dans la mort cellulaire, comme décrit dans l'article sur les propriétés anti-apoptotiques de l'hydrogène.
Il est également suggéré que l'hydrogène moléculaire se lie aux ions métalliques et influence la transduction du signal en interagissant avec les métalloprotéines.
Quels sont les cas de l'effet cytoprotecteur de l'hydrogène ?
Comme l'hydrogène n'est pas toxique pour le corps, même à des concentrations élevées, il peut être considéré comme assez sûr à utiliser. Comme l'hydrogène peut se diffuser rapidement à travers les membranes et qu'il exerce son effet avec l'avantage supplémentaire de la faisabilité et d'un coût relativement faible, il peut être utilisé dans différents traitements de maladies.
L'effet cytoprotecteur de l'hydrogène moléculaire a été publié pour la première fois par Ohsawa et al. en 2007. Cette recherche était la première du genre. Ils ont étudié l'effet antioxydant sur un modèle de rat dans lequel des dommages de stress oxydatif ont été induits dans le cerveau par une ischémie focale et une reperfusion, ainsi que dans des cellules cultivées en utilisant trois méthodes indépendantes. Après un AVC, lorsque l'occlusion du vaisseau est supprimée (reperfusion), les cellules peuvent être endommagées par la libération soudaine de substances oxydantes, c'est ce qu'on appelle la lésion de reperfusion. Dans ce cas, il a été démontré que l'hydrogène, en tant qu'antioxydant, a un potentiel pour des applications préventives et thérapeutiques. Cette recherche a ouvert la voie à de nombreuses autres recherches qui explorent les stratégies d'utilisation de l'hydrogène pour prévenir les dommages cellulaires après une ischémie.
L'hydrogène moléculaire a également été capable de protéger les cellules du foie contre les dommages causés par la jaunisse obstructive. Dans un modèle de rat, une jaunisse obstructive a été induite. Après 10 jours, les dommages au foie ont été évalués au microscope et les niveaux d'enzymes hépatiques (ASAT et ALAT) et les niveaux de médiateurs inflammatoires (IL-1, IL-6, TNFa et autres) ont été contrôlés. La solution saline riche en hydrogène a réduit les niveaux de ces marqueurs et a atténué les dommages morphologiques du foie. De plus, elle a augmenté de manière significative les activités des enzymes antioxydantes. Elle inhibe l'inflammation, le stress oxydatif et module également la voie dite ERK1/2 et protège les cellules des dommages.
Lors d'une transplantation hépatique, une lésion d'ischémie et de reperfusion est critique pour la survie du greffon. Cela entraîne la formation de radicaux libres d'oxygène cytotoxiques. Leur effet peut être neutralisé par les propriétés antioxydantes de l'hydrogène. Il protège les cellules contre les blessures de reperfusion. C'est ce qui a été constaté dans une étude menée sur des cochons.
La colite ulcéreuse est une maladie dans laquelle des ulcères se forment dans la muqueuse intestinale en raison d'une prédisposition génétique. Elle est associée à une augmentation de la production d'espèces réactives de l'oxygène et à une modification de l'angiogenèse. L'administration d'hydrogène par injection intrapéritonéale une fois tous les deux jours pendant deux semaines dans un modèle de rat a été en mesure de réduire les ulcères en empêchant les dommages aux cellules de la muqueuse grâce à ses effets cytoprotecteurs. Le traitement avec une solution saline contenant de l'hydrogène a également réduit les symptômes tels que la perte de poids et la diarrhée.
Selon plusieurs études, l'inhalation d'hydrogène a également protégé les cellules nerveuses. Comme l'hydrogène peut facilement traverser la barrière hémato-encéphalique, il peut atteindre les neurones et améliorer les résultats neurologiques en cas de maladie. Dans un modèle de souris, boire de l'eau riche en hydrogène a permis de supprimer le stress oxydatif pour les neurones dopinergiques dans la maladie de Parkinson. Il a également été démontré que l'hydrogène empêche les troubles cognitifs.
Récemment, une étude clinique pilote a été lancée pour étudier les effets de l'eau hydrogénée sur la progression de la maladie de Parkinson chez des patients japonais. Il s'agissait d'une étude randomisée, contrôlée par placebo, en double aveugle, avec des groupes parallèles. Les participants ont bu un litre d'eau hydratée ou un placebo par jour pendant 48 semaines. En examinant les scores de l'Unified Parkinson's Disease Rating Scale, il s'est avéré que la maladie s'est aggravée dans le groupe sans utilisation d'eau hydrogénée, tandis que les scores se sont améliorés dans le groupe eau hydrogénée. Bien que le nombre des deux groupes soit petit et que la durée de l'étude soit courte, la différence entre le groupe eau hydrogénée et le groupe placebo était significative (p < 0,05).
Lorsqu'une solution saline riche en hydrogène a été administrée après un arrêt cardiaque au début de la réanimation cardio-pulmonaire hyperoxique, elle a significativement amélioré les résultats pour le cerveau et le cœur dans un modèle de rat, en protégeant les cellules contre d'autres dommages.
Certains patients doivent être placés sous respiration artificielle pendant une longue période en raison d'un coma ou de blessures. Ces personnes peuvent développer des lésions pulmonaires appelées lésions pulmonaires aiguës induites par la ventilation. L'administration de gaz hydrogène dans un modèle de souris a permis de réduire l'incidence de cette blessure via une modulation de la voie de signalisation du facteur nucléaire kappa B (NFκB). L'activation précoce de cette voie de signalisation pendant le traitement à l'hydrogène était corrélée à des niveaux plus élevés de protéines anti-apoptotiques. L'inhalation d'hydrogène a augmenté la tension d'oxygène, a réduit l'œdème pulmonaire et a diminué l'expression des médiateurs pro-inflammatoires. L'effet cytoprotecteur de l'hydrogène contre les voies de signalisation apoptotiques et inflammatoires a été démontré.
L'hydrogène sous forme de gaz à une concentration de 3% a également prolongé la durée de vie de réplication in vitro des cellules stromales de la moelle osseuse et des cellules souches mésenchymateuses. Ceci est important car les cellules souches sont utilisées en médecine régénérative pour traiter de nombreuses maladies. L'effet cytoprotecteur de l'hydrogène a d'abord été attribué à un effet antioxydant. Cependant, il s'est avéré que la concentration de 3% qu'ils utilisaient ne réduisait pas les radicaux hydroxyles, même si elle protégeait efficacement les cellules. Ils ont donc suggéré qu'un mécanisme supplémentaire devait être en jeu pour protéger les cellules.
En raison de ces effets étonnants de l'hydrogène, il est utilisé comme un nouvel agent thérapeutique dans le traitement cardiovasculaire, métabolique, respiratoire, neurologique et du cancer. Dans la médecine d'urgence, on administrerait à l'avenir non seulement de l'oxygène, mais aussi de l'hydrogène (gaz de Brown) en même temps.
Références
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