Multe boli sunt cauzate de stresul oxidativ care persistă pe o perioadă lungă de timp. Stresul oxidativ poate duce la deteriorarea gravă a țesuturilor. Deși este important să se reducă aceste daune oxidative, utilizarea antioxidanților convenționali nu a avut prea mult succes. În 2007, știința a descoperit hidrogenul molecular ca fiind un antioxidant nou în tratamentul și prevenirea bolilor.
Ce sunt bolile cardiovasculare?
Boala cardiovasculară este un termen larg pentru o serie de boli care afectează inima și sistemul circulator.
Un infarct miocardic apare atunci când un cheag de sânge sau o placă aterosclerotică blochează arterele coronare care alimentează o anumită parte a mușchiului cardiac. Acest lucru duce la moartea celulelor musculare. Există medicamente care pot dizolva acest cheag și care pot duce la reperfuzia țesutului. Dar atunci când se întâmplă acest lucru, acumularea bruscă de stres oxidativ poate deteriora, de asemenea, mușchiul cardiac, ducând la ceea ce se numește leziune de ischemie-reperfuzie. Același mecanism se poate întâmpla în creier în timpul unui accident vascular cerebral, ceea ce duce la eliberarea de specii reactive de oxigen.
Cum ajută hidrogenul în cazul bolilor de inimă?
Oamenii de știință au efectuat numeroase cercetări cu privire la efectele hidrogenului molecular asupra inimii și creierului. Hidrogenul a fost folosit în experimente care au implicat stop cardiac la animale. Șobolanilor resuscitați în mod corespunzător li s-a administrat hidrogen pentru a inhala pentru un grup și nu pentru celălalt. Șobolanii cărora li s-a inhalat hidrogen au avut o rată de supraviețuire crescută, un rezultat neurologic bun și o reducere a modificărilor histologice în comparație cu șobolanii care nu au inhalat hidrogen gazos.
Hidrogenul este un antioxidant puternic și poate îndepărta radicalii liberi de oxigen
Efectul benefic demonstrat în acest studiu poate fi atribuit acestei proprietăți a hidrogenului.
Au fost efectuate mai multe alte studii referitoare la stopul cardiac. Atunci când hidrogenul a fost administrat intraperitoneal la iepurii aflați în stop cardiac, acesta a îmbunătățit, de asemenea, ratele de supraviețuire și rezultatul neurologic, reducând leziunile neuronale și moartea.
Într-un alt studiu efectuat pe șobolani, hidrogenul administrat intravenos a îmbunătățit rezultatul după un stop cardiac. Cercetătorii au speculat că acest efect nu s-a datorat doar proprietății sale antioxidante, ci și altor proprietăți mai puțin cunoscute, cum ar fi proprietățile antiapoptotice și antiinflamatorii. Întrucât aceste efecte sunt foarte promițătoare, în viitor ar putea fi utilizat în salvare, astfel încât nu doar oxigenul, ci și hidrogenul (gazul lui Brown) să fie administrat simultan în situații de urgență.
Un studiu la om care merită menționat a fost realizat în 2017
La acest studiu randomizat controlat au participat 50 de pacienți cu infarct cerebral în stadiu acut de severitate ușoară până la moderată: 25 dintre ei au primit hidrogen gazos 3% pentru inhalare (o oră de două ori pe zi) și 25 au făcut parte din grupul de control fără inhalare de hidrogen. Controalele regulate prin RMN ale pacienților au arătat că severitatea modificărilor patologice din zona infarctului cerebral a fost semnificativ mai mică în grupul cu hidrogen în comparație cu grupul de control și s-a apropiat mai repede de normalitate. În plus, evaluarea fizioterapeutică a fost evaluată prin intermediul așa-numitului indice Barthes, o metodă de evaluare a capacității pacienților de a face față vieții de zi cu zi. Aceasta s-a îmbunătățit semnificativ în grupul cu hidrogen. Tratamentul cu hidrogen a fost sigur de utilizat. Cercetătorii au confirmat potențialul de aplicare largă și generală a terapiei cu hidrogen gazos.
Bypassul cardio-pulmonar este o procedură chirurgicală efectuată la pacienții cu vase de sânge blocate. Atunci când hidrogenul gazos a fost administrat după o operație de bypass la un model de șobolan, hidrogenul a reușit să reducă mediatorii inflamatori, cum ar fi citokinele. Acest efect antiinflamator ar putea fi folosit în viitor ca terapie nouă după operația de bypass.
Efectul hidrogenului a fost, de asemenea, studiat la șobolani după un infarct miocardic
Acesta a îmbunătățit semnificativ funcția inimii stângi, reducând în același timp dimensiunea infarctului și îmbunătățind funcția. De asemenea, hidrogenul gazos a prevenit remodelarea ventriculului stâng (procesul de modificare a dimensiunii, formei și funcției camerei inimii) după un infarct miocardic.
Pe un model de porc, cercetătorii au reușit să reducă dimensiunea infarctului prin inhalarea a 2% de oxigen. Pentru a evita ischemia și leziunile de reperfuzie, postcondiționarea trebuie făcută cu atenție. Atunci când s-a administrat hidrogen, dimensiunea infarctului s-a redus împreună cu indicele de apoptoză. Cercetătorii au sugerat că acest efect s-a datorat scăderii reglajului Akt și GSK3β în țesutul miocardic.
Având în vedere toate aceste aplicații în bolile cardiovasculare, hidrogenul poate fi considerat un medicament nou cu un mare potențial în viitor, nu în ultimul rând în medicina de urgență.
Referințe
Drabek, T. și 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, Insuflarea hidrogenului gazos limitează răspunsul inflamator al bypass-ului cardiopulmonar într-un model de șobolan. Artif Organs, 2013. 37(2): p. 136-41.
Hayashi, T., et al, Inhalarea de hidrogen gazos atenuează remodelarea ventriculară stângă indusă de hipoxia intermitentă la șoareci. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology, 2011. 301(3): p. H1062-9.
Hayashida, K., et al. Gazul H(2) îmbunătățește rezultatul funcțional după un stop cardiac într-o măsură comparabilă cu hipotermia terapeutică într-un model de șobolan. 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 (Soluție salină bogată în hidrogen îmbunătățește supraviețuirea și rezultatul neurologic după stop cardiac și resuscitare cardiopulmonară la șobolani). 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 parodontitis in a rat model. J Clin Periodontol, 2011. 38(12): p. 1085-90.
Nagatani, K., 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 saline prevents neointima formation after carotid balloon injury by suppressing ROS and the TNF-alpha/NF-kappaB pathway. Atherosclerosis, 2012. 220(2): p. 343-50.
Sakai, K., et al. Inhalarea hidrogenului gazos protejează împotriva asomării miocardice și a infarctului la porci. Scandinavian Cardiovascular Journal, 2012. 46(3): p. 183-9.
Shinbo, T., T., și colab., Inhalarea de oxid de azot plus hidrogen gazos reduce leziunile de ischemie-reperfuzie și producția de nitrotirozină în inima de șoarece. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2013. 305(4): p. H542-50.
Sun, Q., și colab., Consumul oral de apă bogată în hidrogen inhibă hiperplazia intimă în grefele de venă arterializate la șobolani. Cardiovasc Res, 2012. 94(1): p. 144-53.
Wu, S., et al, Salina hidrogenată atenuează insuficiența cardiacă indusă de doxorubicină la șobolani. Farmacie, 2014. 69(8): p. 633-6.
Xie, Q., și colab., Hidrogenul gazos protejează împotriva leziunilor miocardice induse de deprivarea de ser și glucoză în celulele H9c2 prin activarea căii factorului legat de NFE2 2/heme-oxigenază 1. Mol Med Rep, 2014. 10(2): p. 1143-9.
Yoshida, A., et al, H(2) mediază cardioprotecția prin implicarea canalelor K(ATP) și a porilor de tranziție de permeabilitate ai mitocondriilor la câini. Cardiovasc Drugs Ther, 2012. 26(3): p. 217-26.
Wang P, Jia L, Chen B, et al. Inhalarea de hidrogen este superioară hipotermiei ușoare în ceea ce privește îmbunătățirea funcției cardiace și a rezultatelor neurologice într-un model de stop cardiac asfixiant la șobolani. Șoc. 2016 Sep;46(3):312-8.
Tao B, Liu L, Wang N, et al. Salina bogată în hidrogen atenuează disfuncția cardiacă indusă de lipopolizaharide prin restabilirea oxidării acizilor grași la șobolani prin atenuarea activării C-jun N-terminal kinazei. Șoc. 2015 Dec;44(6):593-600.
Yue L, Li H, Zhao Y, Li J, Wang B. [Efectele salinei bogate în hidrogen asupra căilor de semnalizare Akt / GSK3β și a funcției cardiace în timpul ischemiei-reperfuzie miocardică la șobolani]. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2015 May 19;95(19):1483-7.
Zhang G, Gao S, Li X, et al. Postcondiționarea farmacologică cu acid lactic și soluție salină bogată în hidrogen atenuează leziunile de reperfuzie miocardică la șobolani. Sci Rep. 2015 Apr 30;5:9858.
Han L, Tian R, Tian R, Yan H, et al. Apa bogată în hidrogen protejează împotriva leziunilor cerebrale ischemice la șobolani prin reglarea proteinelor tampon de calciu. Brain Res. 2015 Jul 30;1615:129-38.
Chen Y, Jiang J, Jiang J, Miao H, Chen X, Sun X, Li Y. Apa salină bogată în hidrogen atenuează proliferarea celulelor musculare netede vasculare și hiperplazia neointimală prin inhibarea producției de specii reactive de oxigen și inactivarea căilor Ras-ERK1/2-MEK1/2 și Akt. Int J Mol Med. 2013 Mar;31(3):597-606.
Yu YS, Zheng H. Tratamentul cronic cu soluție salină bogată în hidrogen reduce stresul oxidativ și atenuează hipertrofia ventriculară stângă la șobolanii hipertensivi spontani. Mol Cell Biochem. 2012 Jun;365(1-2):233-42.
Zheng H, Yu YS. Tratamentul cronic cu soluție salină bogată în hidrogen atenuează disfuncția vasculară la șobolanii hipertensivi spontani. Biochem Pharmacol. 2012 May 1;83(9):1269-77.
Nagatani K, Takeuchi S, Kobayashi H, Otani N, Wada K, Fujita M, et al. Efectul hidrogenului gazos asupra unei ocluzii bilaterale a arterei carotide comune comune la șoarece. 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 https://doi.org/10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.06.012Get