Рандомизированное плацебо-контролируемое клиническое исследование ингаляций водорода и кислорода при неалкогольной жировой болезни печени

Рандомизированное плацебо‑контролируемое клиническое исследование ингаляций водорода и кислорода при неалкогольной жировой болезни печени

Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) — самое распространённое хроническое заболевание печени в мире, частота которого растёт вместе с распространённостью ожирения, диабета 2‑го типа и сердечно‑сосудистых заболеваний. В настоящее время не существует одобренных препаратов для лечения НАЖБП.


Доказано, что молекулярный водород ($H_2$), обладающий антиоксидантными и противовоспалительными свойствами, оказывает терапевтическое и профилактическое действие при различных заболеваниях. Целью данного исследования было изучить влияние ингаляций водорода/кислорода на пациентов с НАЖБП, а также исследовать механизм действия с точки зрения аутофагии гепатоцитов.


Мы провели рандомизированное плацебо‑контролируемое клиническое исследование 13‑недельных ингаляций водорода/кислорода (China Clinical Trial Registry, № ChiCTR‑IIR‑16009114), в котором приняли участие 43 пациента. Были получены следующие результаты:

* ингаляции водорода/кислорода улучшили уровень липидов в сыворотке крови и показатели печёночных ферментов;
* у пациентов со средней и тяжёлой степенью заболевания наблюдалось значительное снижение содержания жира в печени (по данным УЗИ и КТ после курса ингаляций).


Дополнительно был проведён эксперимент на животных с использованием модели мышей с дефицитом метионина и холина (MCD), индуцированным диетой, для изучения влияния водорода на НАСГ. Результаты показали:
* улучшение системного воспаления и гистологии печени при ингаляциях водорода/кислорода;
* усиление аутофагии у мышей, вдыхавших водород/кислород (эффект блокировался при лечении хлорохином);
* ингибирование накопления липидов в клетках AML‑12 под действием молекулярного водорода;
* стимуляция аутофагии при инкубации с 20 % водорода и пальмитиновой кислотой (ПК);
* частичное блокирование ингибирующего действия водорода на накопление липидов при добавлении 3‑метиладенина (3‑МА).


Таким образом, ингаляции водорода/кислорода продемонстрировали положительный эффект в облегчении течения НАЖБП у пациентов со средней и тяжёлой степенью заболевания. Предположительно, защитный эффект водорода связан с активацией аутофагии в печени.


**Ключевые слова:** аутофагия, клиническое исследование, НАСГ, вызванный MCD, молекулярный водород, НАЖБП.

 1. Введение

Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП), от которой страдают около 25 % населения планеты, является наиболее распространённым хроническим заболеванием печени [1, 2]. Заболевание этиологически неоднородно: на него влияют генетические факторы и факторы окружающей среды. НАЖБП часто ассоциирована с ожирением, инсулинорезистентностью, сахарным диабетом 2‑го типа (СД2), метаболическим синдромом (МС) и сердечно‑сосудистыми заболеваниями [3].


Традиционно считалось, что НАЖБП — это болезнь западного мира, распространённость которой растёт из‑за особенностей питания и малоподвижного образа жизни. Однако метаанализ 2017 года показал, что распространённость НАЖБП в Азии составляет около 25 %, что сопоставимо с западными странами, и, вероятно, будет продолжать увеличиваться [4].


НАЖБП охватывает широкий спектр гистологических подтипов, включая:
* простой стеатоз (НАЖБП);
* стеатогепатит (НАСГ) [5].



Хотя НАЖБП обычно рассматривается как доброкачественное заболевание, её прогрессирование может приводить к внутрипечёночным повреждениям [6]. Примерно в 20–30 % случаев НАЖБП прогрессирует до НАСГ, сопровождающегося воспалением и фиброзом [7, 8]. Из них у 37–41 % пациентов с НАСГ развивается прогрессирующий цирроз печени [1], а частота возникновения гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) варьируется от 2,4 % за 7 лет до 12,8 % за 3 года [9].


Учитывая общий патогенетический механизм НАЖБП и сахарного диабета, у пациентов с НАЖБП повышен риск смертности от заболеваний печени, сердечно‑сосудистых патологий и от всех причин [10]. В связи с ростом заболеваемости ожирением и СД2 НАЖБП в ближайшие годы может стать серьёзной глобальной проблемой здравоохранения.


В настоящее время лечение НАЖБП затруднено из‑за отсутствия одобренных FDA препаратов. Хотя доказана эффективность изменений образа жизни (коррекция питания, физические упражнения) [11], необходимы альтернативные методы терапии для предотвращения прогрессирования заболевания.


Молекулярный водород, доказавший в 2007 году свои антиоксидантные и противовоспалительные свойства, показал потенциал в улучшении состояния при различных патологиях [12–15]. Ряд предварительных клинических испытаний подтвердил благоприятный эффект молекулярного водорода более чем в 70 исследованиях, включая:
* метаболический синдром [16, 17];
* СД2 [18];
* повреждения, вызванные лучевой терапией [19];
* инфекцию COVID‑19 [20].



В отношении метаболических заболеваний, в частности НАЖБП, молекулярный водород продемонстрировал эффективность в предотвращении накопления жира в печени как на клеточной модели HepG2 [21], так и на животных моделях [22–24].


Korovljev et al. сообщили о рандомизированном контролируемом пилотном исследовании, в котором богатая водородом вода улучшала течение НАЖБП лёгкой и умеренной степени тяжести [25]. Хотя размер выборки был ограничен, перспективы применения молекулярного водорода в качестве адъювантной терапии выглядят многообещающе. Тем не менее требуется больше клинических данных для подтверждения эффективности молекулярного водорода при НАЖБП.


Недавно высказано предположение, что молекулярный водород может выступать эндогенным регулятором гомеостаза печени [26]. Аутофагия, характеризующаяся лизосомальной деградацией внутриклеточных органелл, также связана с гомеостазом [27]. Всё больше данных указывает на то, что нарушение регуляции аутофагии играет роль в патогенезе различных заболеваний, включая нарушения липидного обмена [28]. Индуцирование аутофагии рассматривается как потенциальная терапевтическая стратегия при НАЖБП и фиброзе [29, 30].


В предыдущих исследованиях сообщалось о влиянии молекулярного водорода на аутофагию в различных моделях:
* на модели крысы Спрэга‑Доули молекулярный водород активировал аутофагию через пути HIF‑1α при невропатической боли [31];
* стимулированная аутофагия наблюдалась при хронической перемежающейся гипоксии, вызванной нарушением функции почек [32];
* в исследовании острого повреждения лёгких, вызванного липополисахаридами (LPS), молекулярный водород активировал аутофагию у крыс, индуцированных LPS [33].


Однако до настоящего исследования не было установлено, связан ли эффект молекулярного водорода с аутофагией гепатоцитов при НАЖБП.


В данной работе мы изучили влияние ингаляций водорода/кислорода на:
* уровень липидов в сыворотке крови;
* отложение жира в печени у 43 пациентов с НАЖБП (рандомизированное плацебо‑контролируемое исследование).


Кроме того:
* применили модель НАСГ, индуцированную питанием, на мышах для проверки защитного эффекта водорода с гистологической точки зрения;
* на клеточной модели AML‑12 исследовали влияние молекулярного водорода на аутофагию, индуцированную свободными жирными кислотами (FFA).

2. Материалы и методы

**2.1. Испытуемые**


Исследование представляло собой рандомизированное плацебо‑контролируемое испытание, зарегистрированное в Китайском реестре клинических испытаний (№ ChiCTR‑IIR‑16009114). Оно проводилось в угольном санатории Тайшань провинции Шаньдун и в Первом медицинском университете провинции Шаньдун с мая по август 2016 года. Все процедуры соответствовали Хельсинкской декларации и были одобрены этическим комитетом Медицинского колледжа Тайшань. Все пациенты подписали информированное согласие на добровольное участие.


Критерии включения:
* возраст 30–70 лет;
* диагноз НАЖБП согласно критериям, изложенным в «Диагностике и лечении неалкогольных жировых заболеваний печени: практическое руководство Американской ассоциации по изучению заболеваний печени, Американского колледжа гастроэнтерологии и Американской гастроэнтерологической ассоциации».


Критерии исключения:
* НАЖБП, вызванная другими причинами (например, приёмом тамоксифена);
* вирусный гепатит, цирроз печени, лекарственное поражение, аутоиммунные заболевания;
* злоупотребление алкоголем (более 70 г в неделю для женщин или более 140 г в неделю для мужчин);
* лечение инсулином.


Размер выборки ($n = 26$) был рассчитан с помощью анализа мощности (размер эффекта 0,80, вероятность альфа‑ошибки 0,05, мощность 0,80, поправка на несферичность $\varepsilon = 2{,}88$) для основного результата лечения (G*Power 3.1). Для выявления значимых различий в реакции пациентов на лечение в зависимости от времени вмешательства (0 и 12 недель)