Molekulárny vodík má úžasné vlastnosti v boji proti mnohým chorobám. Medzi všeobecne známe vlastnosti molekulárneho vodíka patria protizápalové, antioxidačné, anti-apoptotické a antialergické vlastnosti.

Prvý výskum, ktorý identifikoval molekulárny vodík ako terapeutický plyn, sa uskutočnil v roku 2007. Po jeho identifikácii ako liečivého plynu sa uskutočnilo množstvo výskumov zameraných na jeho účinky na rôzne ochorenia. Niektoré z nich sú rakovina, neurodegeneratívne ochorenia ako Alzheimerova a Parkinsonova choroba, pľúcne a kardiovaskulárne ochorenia a mnohé ďalšie. V tomto článku si ukážeme, ako plynný vodík pomáha pri ochoreniach cukrovky.

Čo je cukrovka a ako vzniká?

Cukrovka je jednou z hlavných príčin chorobnosti a úmrtnosti na svete. Môže viesť k mnohým ďalším ochoreniam, ako sú napríklad kardiovaskulárne ochorenia. Zvýšená hladina glukózy v krvi môže poškodiť takmer každý orgán pacienta, napríklad oči, nervy, obličky, srdce a iné. V pokročilých štádiách môže viesť až k smrti. Diabetes môže predisponovať k infekciám tým, že oslabuje imunitu. To môže viesť k zlému hojeniu rán a následnej strate končatín.

Čo teda spôsobuje cukrovku?

Existuje niekoľko typov cukrovky, ale najčastejšie sa vyskytujú dva: Pri cukrovke 1. typu dochádza k strate beta buniek pankreasu, ktoré produkujú inzulín. Inzulín je totiž jediný hormón, ktorý znižuje hladinu cukru v krvi. Strata beta buniek vedie k nekontrolovateľnej hladine cukru v krvi. Títo pacienti potrebujú celoživotnú substitúciu inzulínu. Na druhej strane, diabetes 2. typu je najčastejším typom zo všetkých. Predpokladá sa, že je spôsobená kombináciou genetiky a faktorov životného prostredia. Pri tomto type je produkcia inzulínu v počiatočných štádiách skutočne zvýšená. Periférne tkanivá v tele, ktoré absorbujú glukózu na metabolizmus, však na inzulín nereagujú. K tejto rezistencii dochádza preto, lebo receptory sa stávajú necitlivými na inzulín. Možno ich liečiť perorálnymi liekmi, ale neskôr môžu potrebovať inzulín, pretože beta bunky môžu stratiť schopnosť produkovať inzulín.

Cukrovka je spojená s mnohými ďalšími ochoreniami.

Ak je spojená s vysokým krvným tlakom, vysokou hladinou cholesterolu, obezitou a zvýšenou hladinou kyseliny močovej, môže sa nazývať metabolický syndróm. Keď sa vyskytnú všetky tieto abnormality, človek má vysoké riziko úmrtia na kardiovaskulárne ochorenia.

Ako molekulárny vodík pomáha pacientom s cukrovkou?

Molekulárny vodík je najmenšia molekula plynu. Preto môže v tele ľahko difundovať a dostať sa k vnútrobunkovým organelám, kde môže uplatniť svoje účinky. Ako už bolo spomenuté, vodík sa využíva pri liečbe mnohých ochorení a vedci stále objavujú nové aplikácie každý deň. Pozrime sa, aký je vedecký základ týchto tvrdení.

Vedci zistili, že vodík môže chrániť beta bunky pred poškodením pri cukrovke 1. typu a že môže pôsobiť podobne ako inzulín.

Na myšom modeli vodík podporoval príjem glukózy do buniek prostredníctvom translokácie glukózového transportného proteínu Glut4 aktiváciou špecifických kináz. Vodík významne zvýšil expresiu Glut4 v membráne kostrového svalstva a výrazne zlepšil glykemickú kontrolu u myší s diabetom 1. typu po chronickom intraperitoneálnom a perorálnom podávaní. Dlhodobé perorálne podávanie vodíka však malo najmenší účinok na obezitu. Štúdia ukazuje, že vodík má podobné metabolické účinky ako inzulín a mohol by byť novou terapeutickou alternatívou inzulínu pri diabetes mellitus 1. typu, keďže sa môže podávať perorálne.

V Ázii sa uskutočnili ďalšie dva výskumy zamerané na liečbu cukrovky pomocou molekulárneho vodíka.

V jednej štúdii vedci použili modely myší, ktoré trpeli cukrovkou 2. typu a obezitou. Týmto myšiam dávali každý deň podľa ľubovôle piť vodu bohatú na vodík. Nezmenili im stravu ani nič iné. Po určitom čase vedci zistili, že tieto myši mali nižšiu hladinu glukózy v krvi ako predtým a zlepšila sa im funkcia inzulínu. Účinok na hyperglykémiu bol podobný ako pri obmedzení stravy. Znížila sa aj hladina triglyceridov. Došlo aj k výraznému zníženiu ich hmotnosti a obsahu tuku.

U pacientov s metabolickým syndrómom dochádza k stukovateniu pečene v dôsledku hromadenia voľných mastných kyselín. Vodík významne zmiernil stukovatenie pečene.

Vedci ďalej skúmali, prečo sa to deje na molekulárnej úrovni. Zistili, že vodík zvyšuje vylučovanie pečeňového hormónu nazývaného fibroblastový rastový faktor 21 (FGF21) na genetickej úrovni. Tento hormón dokáže ovplyvniť vylučovanie mastných kyselín a tiež spotrebu glukózy (tzv. glukoneogenézu). Vodík tiež stimuloval energetický metabolizmus. Štúdia naznačuje potenciálny prínos vodíka pri zlepšovaní obezity, cukrovky a metabolického syndrómu.

Tí istí vedci rozšírili svoju štúdiu o myši kŕmené stravou s vysokým obsahom tukov. Napriek nezdravej strave mali tieto myši relatívne dobrú hladinu triglyceridov, a teda dlhší život. Zistilo sa, že plynný vodík môže stimulovať dráhu PPARα, ktorá reguluje dráhu metabolizmu mastných kyselín.

Krátka klinická štúdia sa uskutočnila s 30 pacientmi s cukrovkou 2. typu, ktorí 8 týždňov pili jeden liter vody obohatenej o vodík. U pacientov, ktorí konzumovali vodu obohatenú o vodík, sa zistilo zníženie inzulínovej rezistencie a biomarkerov oxidačného stresu, ako sú sérové koncentrácie oxidovaného LDL (5 %, p < 0,05). LDL je hlavným faktorom pri vzniku aterosklerózy. U týchto pacientov sa tiež zistili zvýšené hladiny adiponektínu (2 %, p ❮ 0,1), hormónu, ktorý potláča pocit hladu, a extracelulárnej superoxiddismutázy (2 %, p ❮ 0,05), endogénneho antioxidačného enzýmu.

Molekulárny vodík ako liečba diabetických komplikácií

Molekulárny vodík je užitočný aj pri liečbe komplikácií cukrovky. Existujú najmä 3 typy komplikácií, ktoré sa vyskytujú pri cukrovke: Retinopatia, ktorá postihuje oči, nefropatia, ktorá postihuje obličky, a neuropatia, ktorá postihuje nervy.

Diabetická retinopatia je jednou z najčastejších príčin slepoty. Je spôsobená zvýšeným oxidačným stresom, ktorý spôsobuje toxicitu okolitých neurónov a vedie k zmenám v cievach. Keďže voda bohatá na vodík má antioxidačné aj protizápalové vlastnosti, vedci skúsili liečiť myši trpiace diabetickou retinopatiou molekulárnym vodíkom. Počas jedného mesiaca im podávali fyziologický roztok bohatý na vodík a skúmali zmeny v ich očiach. Vedci zistili, že u týchto myší sa znížil oxidačný stres a zvýšila sa aktivita antioxidačných enzýmov. Vodík sa preto môže považovať za cennú možnosť liečby pri liečbe pacientov s diabetickou retinopatiou.

V podobnej štúdii na modeli potkanov vedci zistili zníženie aktivity kaspáz, zníženie apoptózy sietnice a permeability ciev. Vodíkový nálev bol tiež schopný významne zmierniť zhrubnutie parenchýmu sietnice, ktoré bolo dôsledkom diabetickej retinopatie. Dospeli tiež k záveru, že vodíkový soľný roztok môže mať potenciál v klinickej liečbe diabetickej retinopatie.

Diabetes mellitus môže viesť aj k erektilnej dysfunkcii.

Čiastočne to môže byť spôsobené zvýšeným oxidačným stresom. Oxid dusnatý hrá dôležitú úlohu vo fyziologickom procese erekcie. Enzýmy, ktoré ho vytvárajú, môžu byť narušené oxidačným stresom.

V štúdii zameranej na toto skúmanie boli diabetické potkany rozdelené do dvoch skupín a jedna skupina dostávala fyziologický roztok bohatý na vodík, zatiaľ čo druhá dostávala 8 týždňov normálny fyziologický roztok. Skupina s vodíkom mala zvýšenú hladinu oxidu dusnatého v dôsledku zvýšenej aktivity syntázy oxidu dusnatého (syntetizujúci enzým). To malo za následok zlepšenie erektilnej funkcie u týchto zvierat, čo sa hodnotilo meraním intrakavernózneho tlaku (žilový systém penisu) po elektrostimulácii corpus cavernosum. Maximálny intrakavernózny tlak sa výrazne zvýšil po liečbe fyziologickým roztokom bohatým na vodík v porovnaní s neliečenými diabetickými potkanmi. Dospelo sa k záveru, že vodík môže byť užitočný aj pri erektilnej dysfunkcii u diabetických pacientov.

Z celého tohto výskumu vyplýva, že vodík môže mať skutočne budúcnosť v liečbe cukrovky.

Odkazy
Kamimura, M., Nishimaki, K., Ohsawa, I., & Ohta, S. (2011). Molekulárny vodík zlepšuje obezitu a diabetes indukciou pečeňového FGF21 a stimuláciou energetického metabolizmu u db/db myší. Obesity (Silver Spring), 1396-403
Kamimura, M., & Ichimiya, S. (2016). Molekulárny vodík stimuluje génovú expresiu transkripčného koaktivátora PGC-1α na zlepšenie metabolizmu mastných kyselín. NPJ Aging Mech Dis.
Feng, Y., et al. (2013), Hydrogen-rich saline preventates early neurovascular dysfunction by inhibiting oxidative stress in STZ-diabetic rats (Fyziologický roztok bohatý na vodík zabraňuje včasnej neurovaskulárnej dysfunkcii inhibíciou oxidačného stresu u potkanov s STZ. Curr Eye Res, 2013. 38(3): s. 396-404.
Amitani, H., et al. "Hydrogen Improves Glycemic Control in Type1 Diabetic Animal Model by Promoting Glucose Uptake into Skeletal Muscle" (Vodík zlepšuje glykemickú kontrolu u zvieracieho modelu diabetika 1. typu podporou príjmu glukózy do kostrového svalstva). PLoS One, 2013. 8(1).
Fan, M., et al, Protective Effects of Hydrogen-Rich Saline Against Erectile Dysfunction in a Streptozotocin Induced Diabetic Rat Model (Ochranné účinky fyziologického roztoku bohatého na vodík proti erektilnej dysfunkcii u modelu diabetických potkanov indukovaného streptozotocínom). J Urol, 2012.
Jin, D., et al, Anti-diabetický účinok vody so zníženým obsahom alkalických látok na potkanoch OLETF. Biosci Biotechnol Biochem, 2006. 70(1): s. 31-7.
Kim, M.J. a H.K. Kim, Anti-diabetické účinky elektrolyzovanej redukovanej vody u streptozotocínom indukovaných a geneticky diabetických myší. Life Sci, 2006. 79(24): s. 2288-92.
Li, Y., et al, Protective mechanism of reduced water against alloxan-induced pancreatic beta-cell damage: Scavenging effect against reactive oxygen species. Cytotechnology, 2002. 40(1-3): s. 139-49.
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 (Vplyv redukovanej vody na apoptotickú bunkovú smrť vyvolanú oxidačným stresom v pankreatickej bunke HIT-T15). Animal cell technology meets genomics, 2005: s. 121-124.
Li, Y., et al, Suppressive effects of electrolyzed reduced water on alloxan-induced apoptosis and type 1 diabetes mellitus (Supresívne účinky elektrolyzovanej redukovanej vody na apoptózu vyvolanú alloxanom a diabetes mellitus 1. typu). Cytotechnology, 2011. 63(2): s. 119-31.
Oda, M., et al., Electrolyzed and natural reduced water exhibit insulin-like activity on glucose uptake into muscle cells and adipocytes (Elektrolýzovaná a prírodná redukovaná voda vykazujú inzulínu podobnú aktivitu na príjem glukózy do svalových buniek a adipocytov). Technológia živočíšnych buniek: Produkty z buniek, bunky ako produkty, 2000: s. 425-427.
Shirahata, S., Antioxidačná voda zlepšuje diabetes. 2001
Shirahata, S., et al, Anti-diabetický účinok vody obsahujúcej molekulu vodíka a Pt nanočastice. BMC Proc, 2011. 5 Suppl 8: s. P18.
Xiao X1, Cai J, Xu J, Wang R, Cai J, Liu Y, Xu W, Sun X, Li R. Protective effects of hydrogen saline on diabetic retinopathy in a streptozotocin-induced diabetic rat model. 2012 J Ocul Pharmaco Ther. Feb;28(1):76-82. doi: 10.1089/jop.2010.0129 . Epub 2011 Jul 26.
Shirahata, S., Nishimura, T., Kabayama, S., Aki, D., Teruya, K., Otsubo, K., Morisawa, S., Ishii, Y., et al. (2008) Suplementation of Hydrogen-Rich Water Improves Lipid and Glucose Metabolism in Patients with Type 2 Diabetes or Impaired Glucose Tolerance. Výskum výživy, 28, 137-143.