Daudzas slimības izraisa oksidatīvais stress, kas saglabājas ilgstoši. Oksidatīvais stress var izraisīt smagus audu bojājumus. Lai gan ir svarīgi samazināt šo oksidatīvo bojājumu, parasto antioksidantu lietošana nav bijusi īpaši veiksmīga. 2007. gadā zinātne atklāja molekulāro ūdeņradi kā jaunu antioksidantu slimību ārstēšanā un profilaksē.

Kas ir sirds un asinsvadu slimības?

Sirds un asinsvadu slimības ir plašs termins, ar ko apzīmē virkni slimību, kas skar sirdi un asinsrites sistēmu.

Miokarda infarkts rodas, kad asins receklis vai aterosklerotiskais plāksteris bloķē koronārās artērijas, kas apgādā noteiktu sirds muskuļa daļu. Tas izraisa muskuļu šūnu bojāeju. Ir zāles, kas var izšķīdināt šo trombu un izraisīt audu reperfūziju. Taču, kad tas notiek, pēkšņā oksidatīvā stresa veidošanās var arī bojāt sirds muskuli, izraisot tā saukto išēmijas-reperfūzijas bojājumu. Tāds pats mehānisms var notikt smadzenēs insulta laikā, izraisot reaktīvo skābekļa sugu izdalīšanos.

Kā ūdeņradis palīdz sirds slimību gadījumā?

Zinātnieki ir veikuši daudz pētījumu par molekulārā ūdeņraža ietekmi uz sirdi un smadzenēm. Ūdeņradis ir izmantots eksperimentos, kuros dzīvniekiem tika apturēta sirdsdarbība. Atbilstoši reanimētām žurkām vienai grupai ieelpoja ūdeņradi, bet otrai grupai - ne. Žurkām, kurām ieelpoja ūdeņradi, bija paaugstināts izdzīvošanas rādītājs, labs neiroloģiskais iznākums un histoloģisko izmaiņu samazināšanās, salīdzinot ar žurkām, kurām ūdeņraža gāzi neieelpoja.

Ūdeņradis ir spēcīgs antioksidants, un tas var izvadīt skābekļa brīvos radikāļus

Šajā pētījumā parādīto labvēlīgo ietekmi var saistīt ar šo ūdeņraža īpašību.

Ir veikti vairāki citi pētījumi par sirdsdarbības apstāšanos. Kad ūdeņradi ievadīja intraperitoneāli trušiem sirdsdarbības apstāšanās gadījumā, tas arī uzlaboja izdzīvošanas rādītājus un neiroloģiskos rezultātus, samazinot neironu bojājumus un nāvi.

Citā pētījumā ar žurkām intravenozi ievadīts ūdeņradis uzlaboja iznākumu pēc sirdsdarbības apstāšanās. Pētnieki izteica pieņēmumu, ka šo efektu izraisīja ne tikai ūdeņraža antioksidanta īpašības, bet arī citas, mazāk zināmas īpašības, piemēram, anti-apoptozes un pretiekaisuma īpašības. Tā kā šie efekti ir ļoti daudzsološi, nākotnē to varētu izmantot glābšanas darbos, lai ārkārtas situācijās vienlaikus tiktu ievadīts ne tikai skābeklis, bet arī ūdeņradis (Brauna gāze).

Viens pieminēšanas vērts pētījums ar cilvēkiem tika veikts 2017. gadā

Šajā randomizētā kontrolētā pētījumā piedalījās 50 pacienti ar akūtas stadijas smadzeņu infarktu ar vieglu līdz vidēji smagu smagumu: 25 no viņiem saņēma 3% ūdeņraža gāzi inhalācijai (vienu stundu divas reizes dienā), bet 25 bija kontroles grupā bez ūdeņraža inhalācijas. Pacientu regulāras MRT pārbaudes parādīja, ka patoloģisko izmaiņu smagums smadzeņu infarkta zonā ūdeņraža grupā bija ievērojami mazāks nekā kontroles grupā un ātrāk tuvojās normai. Turklāt fizioterapeitiskais novērtējums tika novērtēts, izmantojot tā saukto Barta indeksu, kas ir metode, ar kuru novērtē pacientu spēju tikt galā ar ikdienas dzīvi. Tas ievērojami uzlabojās ūdeņraža grupā. Ārstēšana ar ūdeņradi bija droša. Pētnieki apstiprināja ūdeņraža gāzu terapijas plašas un vispārējas izmantošanas iespējas.

Sirds un plaušu apvedceļš ir ķirurģiska procedūra, ko veic pacientiem ar bloķētiem asinsvadiem. Kad ūdeņraža gāze tika ievadīta pēc apvedceļa operācijas žurku modelī, ūdeņradis spēja samazināt iekaisuma mediatoru, piemēram, citokīnu, daudzumu. Šo pretiekaisuma efektu nākotnē varētu izmantot kā jaunu terapiju pēc apvedceļošanas operācijas.

Ūdeņraža iedarbība tika pētīta arī žurkām pēc miokarda infarkta

Tas ievērojami uzlaboja kreisās sirds darbību, vienlaikus samazinot infarkta lielumu un uzlabojot funkciju. Ūdeņraža gāze arī novērsa kreisā kambara remodelāciju (sirds kambara izmēra, formas un funkcijas maiņas procesu) pēc miokarda infarkta.

Cūkas modelī pētnieki spēja samazināt infarkta lielumu, ieelpojot 2 % skābekļa. Lai izvairītos no išēmijas un reperfūzijas bojājuma, pēcinfarkta kondicionēšana jāveic uzmanīgi. Kad tika ievadīts ūdeņradis, infarkta izmērs samazinājās kopā ar apoptozes indeksu. Pētnieki izteica pieņēmumu, ka šis efekts bija saistīts ar Akt un GSK3β lejupslīdi miokarda audos.

Ņemot vērā visus šos pielietojumus sirds un asinsvadu slimībās, ūdeņradi var uzskatīt par jaunu medikamentu ar lielu potenciālu nākotnē, ne tikai neatliekamās medicīniskās palīdzības medicīnā.

Atsauces
Drabek, T. un P.M. Kochanek, Improving outcomes from resuscitation: from hypertension and hemodilution to therapeutic hypothermia to H2. Circulation, 2014. 130(24): p. 2133-5.
Fujii, Y., et al, Insufflation of hydrogen gas restrains the inflammatory response of cardiopulmonary bypass in a rat model. Artif Organs, 2013. 37(2): p. 136-41.
Hayashi, T., et al, Inhalation of hydrogen gas attenuates intermittent hypoxia-induced left ventricular remodelling in peles. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology, 2011. 301(3): H1062-9. lpp.
Hayashida, K., et al. H(2) gāze uzlabo funkcionālo iznākumu pēc sirdsdarbības apstāšanās tādā mērā, kas salīdzināms ar terapeitisko hipotermiju žurku modelī. J Am Heart Assoc, 2012. 1(5): p. e003459.
Hayashida, K., et al, Hydrogen Inhalation During Normoxic Resuscitation Improves Neurological Outcome in a Rat Model of Cardiac Arrest, Independent of Targeted Temperature Management. Circulation, 2014.
Huo, T.T., et al, Hydrogen-Rich Saline Improves Survival and Neurological Outcome after Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation in Rats. Anesth Analg, 2014.
Jing, L., et al, Cardioprotective Effect of Hydrogen-rich Saline on Isoproterenol-induced Myocardial Infarction in Rats. Heart Lung Circ, 2014.
Kasuyama, K., et al, Hydrogen-rich water attenuates experimental periodontitis in a rat model. J Clin Periodontol, 2011. 38(12): p. 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, Hydrogen-rich saltine preventents neointima formation after carotid balloon injury by supressing ROS and the TNF-alpha/NF-kappaB pathway. Atherosclerosis, 2012. 220(2): 343-50. lpp.
Sakai, K., et al. Ūdeņraža gāzes ieelpošana aizsargā cūkas pret miokarda apdullināšanu un infarktu. Scandinavian Cardiovascular Journal, 2012. 46(3): p. 183-9.
Shinbo, T., et al, Inhalation of nitric oxide plus hydrogen gas reduces ischemia-reperfusion injury and nitrotyrosine production in the mouse heart. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2013. 305(4): p. H542-50.
Sun, Q., et al, Oral intake of hydrogen-rich water inhibits intimal hyperplasia in arterialized vein grafts in rats. Cardiovasc Res, 2012. 94(1): p. 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, Hydrogen gas protects against seruma un glikozes trūkuma izraisītu miokarda bojājumu H9c2 šūnās, aktivizējot NFE2 saistīto faktoru 2/hemoksidāzes 1 ceļu. Mol Med Rep, 2014. 10(2): p. 1143-9.
Yoshida, A., et al, H(2) mediates cardioprotection via involvements of K(ATP) channels and permeability transition pores of mitochondria in dogs. Cardiovasc Drugs Ther, 2012. 26(3): p. 217-26.
Wang P, Jia L, Chen B et al. Hydrogen inhalation is superior to mild hypothermia in improving cardiac function and neurological outcome in an asphyxial cardiac arrest model of rats. Shock. 2016 Sep;46(3):312-8.
Tao B, Liu L, Wang N, et al. Ar ūdeņradi bagāts sāls šķīdums vājina lipopolisaharīda izraisītu sirds disfunkciju, atjaunojot taukskābju oksidāciju žurkām, mazinot C-jun N-terminālās kināzes aktivāciju. Shock. 2015 Dec;44(6):593-600.
Yue L, Li H, Zhao Y, Li J, Wang B. [Ar ūdeņradi bagāta sāls šķīduma ietekme uz Akt/GSK3β signalizācijas ceļiem un sirds funkciju miokarda išēmijas-reperfūzijas laikā žurkām]. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2015 May 19;95(19):1483-7.
Zhang G, Gao S, Li X, et al. Pharmacological postconditioning with lactic acid and hydrogen-rich saltine attenuates myocardial reperfusion injury in rats. Sci Rep. 2015 Apr 30;5:9858.
Han L, Tian R, Yan H, et al. Hydrogen-rich water protects against ischemic brain injury in rats by regulating calcium buffering proteins. Brain Res. 2015 Jul 30;1615:129-38.
Chen Y, Jiang J, Miao H, Chen X, Sun X, Li Y. Ar ūdeņradi bagāts sāls šķīdums vājina asinsvadu gludās muskulatūras šūnu proliferāciju un neointimālo hiperplāziju, kavējot reaktīvo skābekļa sugu veidošanos un inaktivējot Ras-ERK1/2-MEK1/2 un Akt ceļus. Int J Mol Med. 2013 Mar;31(3):597-606.
Yu YS, Zheng H. Hroniska ar ūdeņradi bagāta sāls šķīduma lietošana samazina oksidatīvo stresu un vājina kreisā kambara hipertrofiju spontāni hipertensīvām žurkām. Mol Cell Biochem. 2012 Jun;365(1-2):233-42.
Zheng H, Yu YS. Hroniska ārstēšana ar ūdeņradi saturošu sāls šķīdumu mazina asinsvadu disfunkciju spontāni hipertensīvām žurkām. Biochem Pharmacol. 2012 May 1;83(9):1269-77.
Nagatani K, Takeuchi S, Kobayashi H, Otani N, Wada K, Fujita M, et al. The effect of hydrogen gas on a mouse bilateral common carotid artery occlusion. 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. Journal of Stroke and Cerebrovascular diseases, Vol 26, No.11, 2017: pp 2587-2594 https://doi.org/10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.06.012Get