O hidrogénio molecular é a molécula mais pequena que podemos encontrar na natureza. A sua eficácia só foi descoberta há cerca de uma década através da investigação científica.
O hidrogénio tem inúmeros benefícios e isso deve-se às suas propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias, anti-apoptóticas, anti-alérgicas e citoprotectoras. Provavelmente perguntar-te-ás como é que esta pequena molécula tem todas estas propriedades. Os cientistas continuam a descobrir novas utilizações para o hidrogénio. Todos os dias há novos resultados de investigação e podes encontrar centenas de estudos que foram feitos sobre o tratamento com hidrogénio, principalmente em estudos com animais, mas cada vez mais em estudos com humanos.
Neste artigo, vamos falar sobre o efeito citoprotector do hidrogénio.
A célula é o mais pequeno bloco de construção de um organismo vivo. Se as células não funcionarem correctamente, podem surgir doenças graves. As células podem ser danificadas por várias razões, incluindo traumas, stress oxidativo, produtos químicos, queimaduras, microrganismos, radiação e outros.
O que é a citoprotecção?
A citoprotecção é um processo pelo qual as células são protegidas de substâncias ou estímulos nocivos. Este processo tem sido descrito principalmente na mucosa gástrica. A formação de úlceras gástricas pode ser evitada através da utilização de um agente citoprotector para o estômago, como a prostaglandina. Da mesma forma, o hidrogénio pode actuar como um agente que protege as células de estímulos nocivos.
Como é que o hidrogénio actua como agente citoprotector?
O hidrogénio, ao contrário da maioria das outras substâncias, pode actuar a nível celular e é, por isso, considerado único. Consegue mesmo atravessar a barreira hemato-encefálica que separa o cérebro da corrente sanguínea. Consegue mesmo entrar nos organismos subcelulares, como as mitocôndrias. Quando o hidrogénio atinge estes locais ideais, pode exercer as suas propriedades antioxidantes, citoprotectoras e anti-apoptóticas.
Foi sugerido que o hidrogénio pode induzir mecanismos de sinalização que levam à formação de factores citoprotectores. De acordo com Itoh et al. 2011, o hidrogénio actua como um modulador de sinal e influencia a transdução de sinal. Propuseram que o hidrogénio pode inibir a produção de óxido nítrico induzida por LPS/IFNγ nos macrófagos, o que, por sua vez, conduz a respostas inflamatórias reduzidas que, em última análise, protegem as células. Embora o mecanismo completo ainda não seja claro, existem outras investigações que sugerem possíveis mecanismos. De acordo com outro estudo, o hidrogénio aumenta os níveis de enzimas antioxidantes, como a superóxido dismutase e a catalase, proporcionando assim o efeito citoprotector.
Outro mecanismo proposto para o hidrogénio como substância citoprotectora é a prevenção da acção da caspase, que está envolvida na morte celular, tal como descrito no artigo sobre as propriedades anti-apoptóticas do hidrogénio.
Propõe-se também que o hidrogénio molecular se ligue a iões metálicos e afecte a transdução de sinais através da interacção com metaloproteínas.
Quais são os casos de efeito citoprotector do hidrogénio?
Uma vez que o hidrogénio não é tóxico para o organismo, mesmo em concentrações elevadas, a sua utilização pode ser considerada bastante segura. Uma vez que o hidrogénio pode difundir-se rapidamente através das membranas e exerce os seus efeitos com a vantagem adicional da viabilidade e do custo relativamente baixo, pode ser utilizado em vários tratamentos de doenças.
O efeito citoprotector do hidrogénio molecular foi publicado pela primeira vez por Ohsawa et al. em 2007. Esta investigação foi a primeira do seu género. Estudaram o efeito antioxidante num modelo de rato em que os danos causados pelo stress oxidativo foram induzidos no cérebro por isquémia focal e reperfusão, e em células de cultura utilizando três métodos independentes. Após um acidente vascular cerebral, quando a oclusão do vaso é removida (reperfusão), as células podem ser danificadas pela libertação súbita de substâncias oxidantes, a chamada lesão de reperfusão. Neste caso, o hidrogénio demonstrou ter potencial como antioxidante para aplicações preventivas e terapêuticas. Esta investigação abriu caminho a muitas outras investigações que exploram estratégias de utilização do hidrogénio para prevenir danos celulares após isquémia.
O hidrogénio molecular foi também capaz de proteger as células do fígado dos danos causados pela icterícia obstrutiva. Num modelo de rato, foi induzida icterícia obstrutiva. Após 10 dias, os danos hepáticos foram avaliados microscopicamente e os níveis de enzimas hepáticas (ASAT e ALAT) e os níveis de mediadores inflamatórios (IL-1, IL-6, TNFa e outros) foram monitorizados. A solução salina rica em hidrogénio reduziu os níveis destes marcadores e atenuou os danos morfológicos do fígado. Além disso, aumenta significativamente as actividades das enzimas antioxidantes. Inibe a inflamação, o stress oxidativo e modula também a chamada via ERK1/2, protegendo as células dos danos.
No transplante de fígado, a lesão de isquémia e reperfusão é fundamental para a sobrevivência do enxerto. Isto resulta na formação de radicais livres de oxigénio citotóxicos. O seu efeito pode ser neutralizado pelas propriedades antioxidantes do hidrogénio. Protege as células das lesões de reperfusão. Este facto foi constatado num estudo com porcos.
A colite ulcerosa é uma doença em que se formam úlceras na mucosa intestinal devido a uma predisposição genética. Está associada a um aumento da produção de espécies reactivas de oxigénio e a uma alteração da angiogénese. A administração de hidrogénio por injecção intraperitoneal uma vez de 2 em 2 dias durante 2 semanas num modelo de rato foi capaz de reduzir as úlceras, prevenindo os danos nas células da mucosa através dos seus efeitos citoprotectores. O tratamento com solução salina contendo hidrogénio reduziu igualmente os sintomas como a perda de peso e a diarreia.
A inalação de hidrogénio protegeu igualmente as células nervosas, segundo vários estudos. Uma vez que o hidrogénio atravessa facilmente a barreira hemato-encefálica, pode chegar aos neurónios e melhorar os resultados neurológicos das doenças. Beber água rica em hidrogénio foi capaz de suprimir o stress oxidativo dos neurónios dopinérgicos na doença de Parkinson num modelo de rato. O hidrogénio também demonstrou prevenir a deterioração cognitiva.
Recentemente, foi iniciado um ensaio clínico piloto para investigar os efeitos da água hidrogenada na progressão da doença de Parkinson em doentes japoneses. O estudo foi um ensaio aleatório, controlado por placebo e em dupla ocultação, com grupos paralelos. Os participantes beberam um litro por dia de água hidratada ou de placebo durante 48 semanas. A análise das pontuações da Unified Parkinson's Disease Rating Scale mostrou que a doença piorou no grupo sem utilização de água hidrogenada, enquanto que as pontuações melhoraram no grupo da água hidrogenada. Embora o número dos dois grupos fosse pequeno e a duração do estudo fosse curta, a diferença entre o grupo da água hidrogenada e o grupo do placebo foi significativa (p < 0,05).
Quando a solução salina rica em hidrogénio foi administrada após uma paragem cardíaca no início da ressuscitação cardiopulmonar hiperóxica, melhorou significativamente os resultados cerebrais e cardíacos num modelo de rato, protegendo as células de mais danos.
Alguns pacientes precisam de ser ventilados artificialmente durante um longo período de tempo devido ao coma e a lesões. Estas pessoas podem desenvolver lesões pulmonares chamadas lesões pulmonares agudas induzidas pelo ventilador. A administração de hidrogénio gasoso num modelo de rato reduziu a incidência desta lesão através da modulação da via de sinalização do factor nuclear-kappa B (NFκB). A activação precoce desta via durante o tratamento com hidrogénio foi correlacionada com o aumento dos níveis de proteínas anti-apoptóticas. A inalação de hidrogénio aumentou a tensão de oxigénio, diminuiu o edema pulmonar e reduziu a expressão de mediadores pró-inflamatórios. Foi demonstrado o efeito citoprotector do hidrogénio contra as vias de sinalização apoptótica e inflamatória.
O hidrogénio como gás a uma concentração de 3% também prolongou o tempo de vida de replicação in vitro das células estromais da medula óssea e das células estaminais mesenquimais. Isto é importante porque as células estaminais são utilizadas na medicina regenerativa para tratar muitas doenças. O efeito citoprotector do hidrogénio foi inicialmente atribuído a um efeito antioxidante. No entanto, verificou-se que a concentração de 3% que utilizaram não reduziu os radicais hidroxilo, embora tenha sido eficaz na protecção das células. Assim, sugeriram que um mecanismo adicional deve estar em jogo para proteger as células.
Devido a estes efeitos surpreendentes do hidrogénio, este está a ser utilizado como um novo agente terapêutico no tratamento cardiovascular, metabólico, respiratório, neurológico e do cancro. No futuro, não só o oxigénio, mas também o hidrogénio (gás de Brown) serão administrados simultaneamente em medicina de emergência.
Referências
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