I den här artikeln kommer vi att lära oss om en annan viktig fördel med vätgas; dess anti-apoptotiska effekt. Innan vi går in i detalj, låt oss veta vad apoptos betyder.
Vad är apoptos?
Apoptos är den celldöd som normalt inträffar i våra kroppar på grund av åldrande eller som en kontrollerad del av tillväxt och utveckling. Denna programmerade celldöd kan uppstå som ett resultat av olika biokemiska processer i cellen. Det är en form av självmord genom aktivering av den interna dödsmekanismen.
Så vad händer egentligen när cellen tvingas begå självmord?
Det leder till att olika kemiska processer sätts igång i kroppen. Proteiner som kallas caspaser utlöses och förstör cellarkitekturen. Detta utlöser i sin tur ett enzym som kallas DNAse, som kan bryta ned DNA. DNA är det genetiska material i cellkärnan som styr hela cellen. Den skadade cellen börjar sedan gradvis krympa och fler proteolytiska enzymer frisätts, vilket förstör cellen inifrån. Bubbelliknande fläckar bildas på cellytan.
När mitokondrien, energigeneratorn inuti cellen, förstörs frigörs cytokrom C och cellen sönderfaller i små fragment som omsluts av ett membran. När cellens inre förstörs frigörs kemikalier som fungerar som nödsignaler till cellens yttre om att den håller på att dö. Några av dessa är ATP och UTP. ATP, en nukleotid, och UTP, en nukleosid, är bundna till fagocyterande celler. Dessa celler kan ta upp och smälta delar av vävnaden och andra delar.
När fagocytcellerna får signaler om att en cell håller på att dö försöker de komma åt just dessa cellfragment. Dessa cellfragment exponerar också fosfolipider som normalt inte är synliga för utomstående. Detta hjälper makrofagerna att exakt identifiera dessa fragment och de börjar sluka dem. Scavengercellerna kan utsöndra ämnen som cytokiner som kan utlösa inflammation i det omgivande området.
Cellmembranet förblir dock intakt under denna process. Därför uppstår ingen större skada på den omgivande vävnaden. Detta skiljer sig från nekros, där cellen dör på grund av trauma och skada. Men här skadas cellmembranet och alla giftiga ämnen frigörs till utsidan, vilket orsakar mycket inflammation.
Vilken roll spelar apoptos?
Apoptos kan uppstå när cellen åldras naturligt och "bestämmer sig" för att dess syfte har uppfyllts. Det kan också inträffa när en främmande bakterie eller ett virus invaderar cellen och cellen försöker begränsa infektionen genom att begå självmord.
Apoptos kan också förekomma vid andra sjukdomar. När det finns mycket oxidativ stress kan celler genomgå apoptos. Det finns många sjukdomar som uppvisar ökad apoptos som en del av sin sjukdomsprocess. Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom och AIDS och andra har ökad apoptos. Genom att använda anti-apoptotiska läkemedel kan vi inte bara stoppa dessa sjukdomsprocesser, utan även i viss mån bekämpa åldrandeprocessen.
Hur fungerar väte som ett anti-apoptotiskt läkemedel?
Sedan Ohta et al. publicerade sin studie om vätgasens effekt 2015 har många studier genomförts för att testa vätgasens effektivitet mot olika sjukdomar. Redan i denna första studie uppskattades vätgas ha anti-apoptotiska egenskaper genom att reglera cellernas genuttryck. Vi har listat några av studierna i bilagan. Här kommer jag att sammanfatta de vetenskapliga bevisen för vätgasens effektivitet när det gäller att bekämpa apoptos som har visats i djurmodeller.
Inandning av vätgas har visat sig ha antioxidativa och anti-apoptotiska effekter och skydda hjärnan vid ischemi-reperfusionsskada. Detta sker genom att reducera oxidativa fria radikaler som hydroxylradikaler och peroxynitrit.
Väte är också effektivt för att minska akut leverskada. När möss fick vätgasrik saltlösning hämmades aktiviteten hos ämnen som främjar apoptos, såsom JNK och caspase-3. Detta kan hämma celldöd i levern inte bara vid akut skada, utan också vid levercirros och kompensatorisk proliferation av leverceller som leder till leversjukdom.
Den anti-apoptotiska effekten är också viktig vid organtransplantationer för att minska celldöd. I tarmtransplantat har vätgas visat sig uppreglera det anti-apoptotiska proteinet hemoxygenas 1. När transplantaten förbehandlades med vätgas före transplantationen skyddades funktionen, vilket resulterade i bättre överlevnad hos transplantatmottagarna.
När vätgas administrerades som en inhalationsgas efter kardiopulmonell bypassoperation ledde detta till positiva resultat, och forskarna föreslog denna behandling som en ny potentiell terapi.
Väte kan förbättra överlevnaden vid sepsis. Detta är viktigt eftersom sepsis fortfarande är en av de främsta dödsorsakerna hos kritiskt sjuka patienter på sjukhus. När vätgasrik saltlösning administrerades till djurmodeller visade det sig att den minskade apoptos utöver sina antiinflammatoriska och antioxidativa egenskaper, vilket minskade effekterna av sepsis.
Det är möjligt att uppleva halsbränna när vi är stressade. De stressinducerade magsåren kan förebyggas genom att dricka vätgasrika vätskor. Vätebehandling kan minska nivån av caspase i magslemhinnan och minska skadorna på magslemhinnan genom att förhindra cellapoptos.
Hjärtattacker är mycket vanliga i modern tid
Vätgasrik saltlösning har dock visat sig minska storleken på hjärtinfarkt. En annan grupp har funnit att vätgas förbättrar återhämtningen av vänsterkammarfunktionen efter anoxi-reoxygenering (vilket innebär att reperfusion vanligtvis orsakar vad som kallas reperfusionsskada). Vätgas minskade infarktstorleken utan att förändra de hemodynamiska parametrarna. Vätgas förhindrade också remodellering av vänster kammare (den process där kammarens storlek, form och funktion förändras) efter en hjärtinfarkt.
Subaraknoidalblödning anses vara ett livshotande tillstånd och kan leda till att hjärnceller dör. Väte kan modifiera de vägar som leder till död, särskilt via Akt/GSK3β-vägen. Detta minskar apoptos hos nervceller i hjärnan och förbättrar utfallet efter subarachnoidalblödning.
Inte nog med det, väte kan också verka på lungorna och minska celldöd vid lungskada. Det inducerar anti-apoptotiska gener. Det anti-apoptotiska proteinet Bcl 2 uppregleras och proteiner som främjar apoptos, t.ex. Bax, nedregleras.
Väte har visat sig minska apoptos i bukspottkörteln vid akut pankreatit, vilket minskar risken för att utveckla diabetes mellitus.
När det gäller diabetisk retinopati minskade apoptos i näthinnan och biomarkörer för vaskulär permeabilitet genom inandning av vätgas i en råttmodell. Dessa resultat tyder på en möjlig användning av vätgas för att behandla denna sjukdom, som ofta leder till blindhet.
Väte kan intas genom inandning av gasen, inandning av en väterik aerosollösning, injektion av en väterik saltlösning, vätebad och genom att dricka väte upplöst i vatten. För dagligt intag är den lämpligaste metoden att dricka vätgasberikat vatten eller att andas in vätgas som produceras av en elektrolysör.
Trots att väte är det vanligaste kemiska grundämnet i universum har det ännu inte använts i terapeutisk miljö för att behandla sjukdomar. Nya rön om denna fantastiska gas har dock förändrat detta. Hundratals studier av vätgas, hittills mestadels i djurmodeller, tyder på att den också är effektiv i människor för många sjukdomar. Det är säkert att anta att vi kommer att se vätgas på kliniker inom en snar framtid. På grund av dess anti-apoptotiska och antioxidativa effekter skulle det också kunna användas som ett medel mot åldrande.
Källor
Ohta, S., Molekylärt väte som en ny antioxidant: översikt över fördelarna med väte för medicinska tillämpningar. Methods Enzymol, 2015. 555: s. 289-317.
Shen, M.H., et al, Väte som en ny och effektiv behandling för akut kolmonoxidförgiftning. Medical Hypotheses, 2010. 75(2): s. 235-237.
Sun, H., et al, Den skyddande rollen av väterik saltlösning vid experimentell leverskada hos möss. Journal of Hepatology, 2011. 54(3): s. 471-80.
Buchholz, B.M., et al, Hydrogen-enriched preservation protects isogenic intestinal graft and improves recipient gastric function during transplantation. Transplantation, 2011. 92(9): s. 985-92.
Li, G.M., et al. Effekter av behandling med vätgasrik saltlösning på polymikrobiell sepsis. Journal of Surgical Research, 2013. 181(2): s. 279-86.
Liu, X., et al, The protective of hydrogen on stress-induced gastric ulceration. Int Immunopharmacol, 2012. 13(2): s. 197-203.
Fujii, Y., et al, Insufflation av vätgas hämmar det inflammatoriska svaret i kardiopulmonär bypass i en råttmodell. Artif Organs, 2013. 37(2): s. 136-41.
Zhang G, Gao S, Li X, et al. Pharmacological postconditioning with lactic acid and hydrogen rich saline alleviates myocardial reperfusion injury in rats. Sci Rep. 2015 Apr 30;5:9858.
Bari, F., et al, Inhalation av vätgas skyddar cerebrovaskulär reaktivitet från måttlig men inte allvarlig perinatal hypoxisk skada hos nyfödda smågrisar. Stroke, 2010. 41(4): s. E323-E323.
Hong, Y., et al, Neuroprotective effect of hydrogen-rich saline against neurologic damage and apoptosis in early brain injury following subarachnoid hemorrhage: possible role of the Akt/GSK3beta signalling pathway. PLoS One, 2014. 9(4): p. e96212.
Huang, C.S., et al, Hydrogen inhalation ameliorates ventilator-induced lung injury. Critical Care, 2010. 14(6): s. R234.
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. Animal cell technology meets genomics, 2005: s. 121-124.
Qu, J., et al, Inhalation av vätgas dämpar ouabain-inducerad auditiv neuropati hos gerbiler. Acta Pharmacologica Sinica, 2012. 33(4): s. 445-451.
Hayashida, K., Sano, M., Ohsawa, I., Shinmura, K., Tamaki, K., et al (2008) Inhalation of Hydrogen Gas Reduces Infarct Size in the Rat Model of Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury (Inandning av vätgas minskar infarktstorleken i en råttmodell för myokardiell ischemi-reperfusionsskada). Biochemical and Biomedical Research Communications, 373, 30-35.