Молекулярный водород - новый терапевтический газ
Молекулярный водород – новый терапевтический газ
Молекулярный водород – новый терапевтический газ
В последнее время все большее внимание со стороны исследователей, ученых и врачей по всему миру обращает на себя самый простой элемент Периодической таблицы – молекулярный водород (Н2).
Молекулярный водород - это два атома водорода, связанных между собой и образующих газообразный элемент. Эта молекула является самой многочисленной и старейшей во Вселенной. Наряду с кислородом, водород значится как важный газ для всех живых организмов, где кислород отвечает за окислительные реакции, а водород за восстановительные реакции.
Ранее считалось, что водород инертный газ и не способен вступать в реакции в клетках млекопитающих, однако оказалось, что этот газообразный элемент имеет большое биологическое влияние на все живые организмы. Точные механизмы влияния Н2 находятся еще в самом начале пути, однако уже сейчас известно, что Н2 имеет антиоксидантные, противовоспалительные, противоаллергические, антиапоптозные, метаболические и омолаживающие эффекты в организме.
В этой статье мы поговорим об обнаруженных эффектах водорода, его свойствах и биологическом влиянии.
Потенциал лечения водородом практически не изучался на протяжении почти всей истории медицины - до сих пор.
Интерес науки к водороду
Всего за последнее десятилетие произошел взрыв исследований о воздействии водорода на здоровье. Это тема колоссального количества научных исследований, говорящих о пользе лечения водородом огромного количества заболеваний от болезни Альцгеймера до артрита, рака и даже расстройств настроения. Самым удивительным из всех является новое свидетельство того, что этот газ способен восстанавливать сердце после повреждения, такого как сердечный приступ.
Министерство здравоохранения Японии утвердило вдыхание газообразного водорода в качестве передовой медицинской терапии для пациентов после сердечного приступа, и, если исследования продолжат подтверждаться в клинической практике, газообразный водород в скором времени можно будет поставлять в машинах скорой помощи, из настенных розеток в больницах и даже для домашнего использования.
В настоящее время в странах технологического прогресса, в Соединённых Штатах Америки, Японии и Китае, активно функционируют Институты молекулярного водорода, доказывающие, что водород облегчает течение заболеваний, в которых преобладает окислительный стресс, благодаря своим антиоксидантным свойствам.
Методы доставки в организм
Водород в организм можно доставить различными способами, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы:
-
Ингаляция.
В ингаляционной газовой смеси содержится до 4 % водорода. С помощью ингалятора пациенты вдыхают газовую смесь. Было замечено, что такой вид ингаляции не влияет на физиологические показатели крови, артериальное давление и температуру, а также безопасен и эффективен в борьбе с острым окислительным стрессом и воспалительными реакциями, вызванным тяжёлыми состояниями.
Минусом данного метода доставки можно назвать высокую стоимость оборудования и контроль дозировки газа из-за опасности взрыва.
-
Оральный приём воды, насыщенной водородом.
Этот метод практичный, безопасный, легко управляемый. Именно вода считается универсальным способом доставки водорода в организм. С помощью генераторов водородной воды можно приготовить для себя полезную воду и пить в течение дня. Главное помнить, что водород очень лёгкий элемент, поэтому в воде он задерживается не более чем на 30 мин.
-
Инъекции солевого раствора, обогащённого водородом.
Плюсом этого метода является точность концентрации Н2 и прямая доставка водорода в кровь. Такой способ введения может использоваться при восстановлении тяжело больных пациентов после кровоизлияний в головной мозг или инфаркта миокарда.
-
Влияние водорода на кожу с помощью водородных ванн.
Кроме приема внутрь водородной воды, при котором водород будет всасываться в желудочно-кишечный тракт, также можно принимать ванны с водородной водой. Через кожу водород попадёт в кровоток, и в тех участках организма, где это необходимо, будет снимать воспаление, замедлять разрушение клеток, укреплять иммунитет организма, стимулируя работу иммунной системы. Водородные ванны безусловно будут эффективны при различных кожных заболеваниях.
-
Увеличение выработки водорода кишечными бактериями.
В нашем кишечнике водород образуется в результате деятельности бактерий, перерабатывающих клетчатку. Влияя на деятельность бактерий и стимулируя образование водорода, возможно снизить окислительный стресс локально в желудочно-кишечном тракте и во всём организме, а также наладить моторную функцию кишечника и избавиться от проблем с пищеварением. Для каждого человека очень важно не только пить водородную воду, но и стимулировать выработку собственного (эндогенного) водорода.
Антиоксидантные свойства
Водород - это уникальный антиоксидант. Он способен легко проникать через клеточные мембраны, а также через мембраны ядер, благодаря своим размерам (напоминаем, что водород – это самая маленькая молекула во Вселенной). Доказано, что введение молекулярного водорода снижает активность и численность маркеров окислительного стресса.
Окислительный стресс – это процесс повреждения активными формами кислорода (АФК или ROS) различных клеток и органов у живых организмов.
Второе преимущество в том, что он обладает избирательным свойствами, оставляя физиологически необходимые свободные радикалы, он нейтрализует цитотоксические OH* и ONOO-, которые являются сильными окислителями. Именно они вызывают повреждение клеток, вступая в реакцию с липидами и белками мембран, ДНК и других клеточных структур.
Третье преимущество заключается в способности активации биологических антиоксидантных ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза и др.), запуская собственную защитную функцию организма.
Противовоспалительные свойства
Чрезмерная воспалительная реакция – это наиболее значимый патологический процесс, возникающий при различных заболеваниях. Многочисленные исследования показали, что молекулярный водород эффективно облегчает воспалительную реакцию и играет защитную роль в моделях различных заболеваний.
Противовоспалительные эффекты молекулярного водорода в основном представлены следующим:
-
снижение высвобождения провоспалительных цитокинов, вызванных LPS, включая TNF-α, IL-1β, IL-6 и HMGB1, и повышение уровня противовоспалительного цитокина IL-10;
-
снижение высвобождения хемокинов, таких как воспалительный белок макрофагов MIP1 и MIP2;
-
уменьшение агрегации и инфильтрации нейтрофилов и макрофагов;
-
облегчение повреждения эндотелия сосудов, вызванного адгезией воспалительных клеток, за счет уменьшения продукции молекул адгезии, индуцированной LPS.
Эти противовоспалительные эффекты молекулярного водорода могут быть связаны со следующими путями:
-
Н2 играет защитную роль, ингибируя активацию пути NF-κB во время сепсиса, что может быть достигнуто путем ингибирования фосфорилирования IκBα или подавления ROS и связанных с ним сигнальных путей.
-
Другое исследование показало, что H2 снижает LPS-индуцированную агрегацию нейтрофилов путем ингибирования активации путей p38 MAPK и JNK.
Хорошо известно, что NF- κB, основной регулятор провоспалительных цитокинов, который также участвует в дифференцировке и апоптозе, является ключевым компонентом в водородном оркестре. АФК, генерируемая из митохондрий, считается вторым мессенджером для активации NF- κB TNF- α и IL-1. Он усиливает пути трансдукции сигнала для активации NF- κB в цитоплазме и транслокации в ядро. При лечении Н2 уменьшилось NF- К активации В и NF- К B-зависимой транскрипции воспалительных цитокинов.
Все эти доказательства усиливают противовоспалительную способность, одно из широко известных и наиболее заметных биологических эффектов молекулярного водорода.
Влияние водорода на системы организма
Далее в статье будет разобрано влияние водорода на различные системы и органы, подвергающиеся окислительному стрессу.
Нервная система
В основную группу риска развития различных нейродегенеративных заболеваний попадают люди пожилого возраста. Такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз у всех на слуху. Каждый человек хочет как можно дольше оставаться «в здравом уме». Как известно, водород способен проникнуть через гематоэнцефалический барьер и предотвратить разрушение нервных клеток под действием активных форм кислорода.
Использование водородной воды в качестве препарата для восстановления организма после тяжёлых поражений, например, при кровоизлияниях уменьшает степень воспаления, увеличивают скорость проведения нервного сигнала, улучшает когнитивные способности и память.
Метаболический синдром
Метаболический синдром – это совокупность отклонений, таких как ожирение, гипертония, повышенный уровень сахара и холестерина в крови, повышающая риск развития сердечно-сосудистой патологии, сахарного диабета 2-го типа и других заболеваний. Основной причиной развития метаболического синдрома является наследственная предрасположенность, а также отсутствие физической активности и избыточная калорийность рациона. Развивается инсулинорезистентность, и как результат - сахарный диабет II типа.
У людей с метаболическим синдромом нарушен процесс обмена жирных кислот с образованием воспалительных процессов. Исследования подтвердили, что Н2 нормализует работу энергетических станций клеток - митохондрий, за счёт чего налаживается процесс метаболизма веществ.
Приём водородной воды является эффективной профилактикой развития метаболического синдрома и сахарного диабета 2 типа, так как водород стимулирует утилизацию глюкозы из кровотока и использование ее клетками тканей, за счёт активации специального белка (GLUT 4).
Дыхательная система
Использование водорода в терапии также эффективно при заболеваниях легочной системы. Однако в водороде нуждаются не только люди, страдающие хронической обструктивной болезнью лёгких, эмфиземой и другими легочными патологиями, но и курильщики.
В результате нормального метаболизма образуются активные формы кислорода, разрушающие липидный компонент легочной ткани. Водород обладает сильным антиоксидантным и антиапоптозным потенциалом, активирующим естественный антиоксидантный потенциал организма. Это облегчает течение хронических болезней и снимает острые состояния. При трансплантации легкого ингаляции газовой смесью с водородом защищают от повреждений и ускоряют приживаемость новых тканей.
*Как считают врачи, из-за плохой экологической обстановки люди в большей мере подвержены риску развития заболеваний лёгких, поэтому применение водорода в снижении воспаления или профилактических целях необходимо всем жителям крупных городов.
Кожные заболевания
Основная функция кожи - барьерная, она защищает нас от проникновения в организм различных патогенов. Другими функциями кожи являются дыхание и терморегуляция. Когда кожный барьер слабый, иммунная система работает в усиленном режиме, что снижает ресурсы организма и иммунитет. Кожные заболевания, такие как псориаз, дерматит, экзема тяжело подвергаются лечению. Основной способ поддержания здорового состояния - это профилактика.
Так, пациенты с кожными заболеваниями прошли курс водородных ванн. В результате у контрольной группы из 4 пациентов исчезли и впоследствии не возникали высыпания на коже.
Заболевания пищеварительной системы
Наиболее распространёнными заболеваниями желудочно-кишечного тракта являются гастриты, язва и колит, а также нарушения переваривания из-за недостаточности ферментов и моторики. Активные формы кислорода усугубляют состояние больных с воспалённой слизистой (гастрит), что может ускорять трансформацию гастрита в язву, являющуюся хроническим рецидивирующим заболеванием.
В настоящее время ни у кого не возникает сомнения, что борьба с окислительным стрессом облегчает состояние таких больных, потому что водород способен восстановить антиоксидантный потенциал тканей, снизить содержание биомаркеров в крови и уменьшить повреждения слизистой оболочки.
При колите воспаляется слизистая оболочка толстого кишечника в результате действия воспалительных цитокинов и активных форм кислорода. Это может вызывать нарушения перистальтики, что приводит к развитию запоров. Как известно, некоторые бактерии толстой кишки в норме продуцируют водород, который способен нейтрализовать воспалительный процесс и наладить метаболические процессы в тканях.
Мочевыделительная система
Многие механизмы повреждения клеток почек до сих пор не изучены, но неотъемлемой частью патологических процессов являются активные формы кислорода, воспаление и разрушение клеток апоптозом.
Водородная терапия помогает снизить количество агрессивных ферментов, что ведёт к прекращению воспалительной реакции, снижает некроз и апоптоз клеток мочевыделительной системы.
Также происходит понижение количества основного биомаркера окислительного стресса в почечных клетках, что повышает фильтрующую способность почек – повышение клиренса креатинина. Как результат – нормализуется функция почек - фильтровать кровь и выводить продукты обмена.
Выводы
H2 имеет большой потенциал для реального применения в различных областях медицины, включая ишемию-реперфузию, деменцию и метаболический синдром. Водород довольно необычен с точки зрения традиционной медицины из-за отсутствия цитотоксичности и его многочисленных функций для преодоления тяжелых заболеваний от хронической до острой стадии. Таким образом, получение одобрения общественности имеет решающее значение для применения обработки H2.
Многие эксперименты на животных и клинические испытания на людях подтвердили защитное действие водорода на многие органы и системы. Количество исследований в этой области значительно увеличились за последние 15 лет. Однако детали конкретных молекулярных механизмов терапевтического действия водорода остаются неясными.
Водород недорог и безопасен, и его можно вводить разными способами. Мы ожидаем, что по мере того, как крупномасштабные клинические испытания подтвердят терапевтическую эффективность и безопасность водорода, его полный клинический потенциал будет реализован.
- Комментарии
