Влияние воды, обогащенной водородом, на липидный профиль крови и биомаркеры воспаления у людей с метаболическим синдромом.

Влияние воды, обогащенной водородом, на липидный профиль крови и биомаркеры воспаления у людей с метаболическим синдромом.

Результаты исследования имеют решающее значение, поскольку они способствуют нашему пониманию того, как водород, может быть использован в качестве дополнительного средства для лечения метаболического синдрома и связанных с ним осложнений. Исследуя это направление, мы становимся на шаг ближе к раскрытию новых терапевтических возможностей, которые могли бы улучшить жизнь миллионов людей, страдающих этим заболеванием.

Исследование проводили:

1.     Центр экспериментальной медицины, Институт исследований сердца Словацкой академии наук, Словацкая Республика.

2.     Институт молекулярного водорода, Енох, ЮТА, США; 

3.     Больница и исследовательский институт, Морадабад, Индия; 

4.     Медицинский колледж Era, Лакхнау, Индия; 

5.     Лаборатория прикладной биоэнергетики, факультет спорта и физкультуры, Университет Нови-Сада, Нови-Сад, Сербия.

Распространенность метаболического синдрома считается характеризуется различными заболеваниями, включая висцеральное ожирение, гипергликемию, инсулинорезистентность, гипертонию и дислипидемию. Последствия этого состояния повышают риск сердечно-сосудистых и неврологических заболеваний и смертность. Его патофизиология связана с нарушением окислительно-восстановительной регуляции, чрезмерным воспалением и нарушением клеточного гомеостаза. Одобренного препарата для профилактики или лечения метаболического синдрома не существует. 

В настоящее время рекомендуются изменения в рационе питания и образе жизни, включая ограничение калорийности и физические упражнения, и при их внедрении они могут оказаться эффективными. Однако стрессы повседневной жизни, нехватка времени и недостаточная мотивация часто упоминаются в качестве причин, которые мешают людям вносить изменения в свой образ жизни до тех пор, пока у них не появятся симптомы. 

Метаболический синдром связан с несколькими медицинскими факторами риска, которые стали всемирной проблемой. Молекулярный водород (H2) может ослаблять окислительный стресс, улучшать клеточную функцию и уменьшать хроническое воспаление. Доклинические и клинические исследования показали многообещающее воздействие воды, обогащенной Н2, на специфические особенности метаболического синдрома.

Молекулярный водород (H2) ослабляет окислительный стресс, улучшает клеточную функцию и уменьшает хроническое воспаление, многие из которых связаны с патологией и этиологией метаболического синдрома и сопутствующих заболеваний. Молекулярный водород модулирует передачу сигналов, каскады фосфорилирования белков, экспрессию генов, аутофагию, экспрессию микроРНК, а также оказывает важные метаболические эффекты. H2 может индуцировать сигнальный путь Keap1 / Nrf2, способствует биогенезу митохондрий, и цитопротекторный ответ митохондрий на развернутый белок. 

Как показали другие исследования вдыхание газа H2 подавляло повреждение головного мозга, вызванное окклюзией средней мозговой артерии у крыс, и улучшало когнитивные показатели и уменьшало травму головного мозга у пациентов с острым инфарктом головного мозга. Кроме того, в доклинических и клинических исследованиях также было показано, что H2, растворенный в воде оказывает терапевтическое и эргогенное действие, такое как легкие когнитивные нарушения. Кроме того, молекулярный водород может стать новым подходом к лечению сердечно-сосудистых заболеваний. 

Однако большинство исследований с HRW проводились с использованием относительно низких концентраций H2. Например, раннее исследование на мышиной модели болезни Паркинсона показало, что низкая концентрация H2 (≈40 мкм) может быть столь же эффективной, как и более высокая концентрация H2 (≈800 мкм). Однако даже эта более высокая концентрация H2 была недостаточно высокой, чтобы привести к заметному увеличению концентрации H2 в мозге. Впоследствии было определено, что Н2 индуцированная секреция нейропротекторного желудочного грелина, который в качестве второго мессенджера опосредует нейропротекторные эффекты HRW. Однако механизм представляется более сложным, поскольку защитные эффекты HRW все еще наблюдались на мышиной модели болезни Паркинсона с грелином-KO. Тем не менее, похоже, что более высокая концентрация H2 по меньшей мере столь же эффективна, а часто и более эффективна, чем более низкая концентрация H2. Например, было продемонстрировано, что высококонцентрированный водород, вырабатываемый с помощью магния, был более эффективным, чем низкоконцентрированный Н2, содержащийся в щелочной ионизированной воде, в ослаблении неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) у мышей, которых кормили диетой с высоким содержанием жиров. Аналогичным образом, в рандомизированном контролируемом пилотном исследовании у пациентов с НАЖБП было обнаружено, что высококонцентрированная HRW значительно уменьшала содержание жира в печени, что было измерено с помощью магнитно-резонансной томографии с двойным эхо. Кроме того, прием высококонцентрированного HRW у женщин среднего возраста с избыточным весом значительно снижал процент жира в организме и уровень инсулина натощак. В дополнение к концентрации H2, продолжительность использования также является важным фактором. Хотя ВСР изучалась у субъектов с потенциальным метаболическим синдромом на срок до 10 недель, ни в одном исследовании не был определен долгосрочный (24-недельный) эффект высококонцентрированной ВСР в этой популяции. Несмотря на способность водорода якобы индуцировать гормезис и, следовательно, потенциально вызывать побочные эффекты, нет исследований ни на клетках, ни на животных, ни на людях, даже при очень высоких дозах, в которых сообщалось бы о явных побочных эффектах. 

В своем исследовании ученые оценили влияние 24-недельного применения высококонцентрированной HRW на состав тела, липидный профиль крови и биомаркеры воспаления у мужчин и женщин с метаболическим синдромом.

Исследователи провели рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование с участием 60 испытуемых (30 мужчин и 30 женщин) с метаболическим синдромом. Начальный период наблюдения в одну неделю использовался для сбора исходных клинических данных с последующей рандомизацией либо на плацебо, либо на высококонцентрированную HRW (> 5,5 ммоль Ч2 в день) в течение 24 недель.

Испытуемые участвовали в этом исследовании, если они соответствовали по крайней мере трем из пяти критериев включения, включая предгипертензию / гипертонию (систолическое артериальное давление > 130 мм рт. ст. и / или диастолическое АД > 85 мм рт. ст.), преддиабет / сахарный диабет (уровень глюкозы натощак > 110 мг / дл), центральное ожирение (окружность талии > 90 см у мужчин и > 80 см у женщин) и дислипидемию (гипертоническая болезнь высокой плотности). липопротеины [ЛПВП] <40 мг/дЛ для мужчин и <50 мг/дл для женщин; триглицериды [ТГ] > 200 мг /дЛ). Критерии исключения включали рак, хроническую дизентерию, инфекцию, вызванную вирусом иммунодефицита человека, инсульт, инфаркт миокарда, беременность или использование контрацептивов и другие хронические заболевания. Исследование проводилось в Морадабаде, Индия.

Как уже упоминалось начальный период наблюдения продолжительностью в одну неделю использовался для сбора исходных клинических показателей и биохимических данных, при этом различий между HRW и группой плацебо не обнаружено. Затем испытуемых рандомизировали двойным слепым методом либо в группу вмешательства (HRW), либо в группу плацебо. Всех испытуемых попросили вести одинаковый образ жизни на протяжении всего исследования. Кроме того, данные о потреблении продуктов питания, табака и алкоголя, а также физической активности были получены из диетических дневников и оценены диетологом. Данные были собраны повторно через 24 недели после вмешательства. Высококонцентрированный HRW готовили с помощью таблеток, вырабатывающих водород. Участники употребляли по 1 таблетке 3 раза в день, разводя их в 250 мл воды с температурой 12-18 ° C. Им было рекомендовано выпивать продукт залпом, как только таблетка закончит растворяться, натощак / утром. Этот метод введения в течение 2 часов обеспечивает более 5,5 ммоль / Ч2 в день. Концентрацию молекулярного водорода, вырабатываемого с помощью этих таблеток, определяли компанией H2 Analytics (Лас-Вегас, США) с помощью газовой хроматографии (SRI 8610C; Калифорния, США).

Лабораторные данные получали после ночного голодания (10-12 часов) с 08:00 до 09:00 утра. Участникам измеряли массу тела, окружность талии, обхват бедер, частоту сердечных сокращений, уровень глюкозы в крови натощак. Реагирующие с тиобарбитуровой кислотой вещества (TBAR), малоновый диальдегид (MDA), диеновый конъюгат, витамины Е и С, нитраты и ангиотензинпревращающий фермент были измерены колориметрическими методами с использованием спектрофотометра UV-VIS (Electronics Corporation of India, Ltd). Гликозилированный гемоглобин (HbA1c) определяли методом ВЭЖХ с использованием аппарата DIO (Bio-Rad Laboratories, Inc, Геркулес, Калифорния). Уровень сахара в крови натощак, липидный профиль и С-реактивный белок (СРБ) определяли с помощью наборов Pictus 500 Diatron (Medicon Hellas S.A., Геракас, Греция). Фактор некроза опухоли альфа (TNF-α) и интерлейкин 6 (IL-6) анализировали с помощью ферментативно-связанного флуоресцентного анализа на аппаратах Vidas (Vidas Biomerieux, Марси-И'Этуаль, Франция). 

Количество набранных участников соответствовало минимальному размеру выборки (n = 48), рассчитанному методом степенного анализа (G * Power 3.1, Университет Генриха Гейне, Дюссельдорф, Германия), при этом величина эффекта была установлена равной 0,30, вероятность альфа-ошибки 0,05, степень 0,80 для двух групп и двух измерений результатов исследования. Исходные данные испытуемых были проанализированы с помощью двухфакторного t-теста с двумя пробами. 

Все участники завершили исследование, и перенесли его без каких-либо побочных эффектов. ЧСС благоприятно повлияла на все исходы при 24-недельном наблюдении по сравнению с плацебо (P < 0,05), за исключением TBARS, маркера перекисного окисления липидов (P = 0,309). Другие маркеры окисления (MDA, D-конъюгат) снизились, в то время как содержание витаминов Е и С увеличилось в группе HRW. Это сопровождалось значительным снижением ЧСС, ИМТ и WHR после вмешательства HRW (P < 0,05). ВСР вызвала значительное снижение общего холестерина примерно на 18,5 мг / дл (Р < 0,05) и уровней триглицеридов ~ на 47 мг / дл (Р < 0,05). Уровень глюкозы в крови натощак также снизился после 24-недельного вмешательства HRW с 121,5 ± 61,0 мг / дл до 103,1 ± 33,0 мг / дЛ, при сопутствующем снижении HbA1c на 12% (P <0,05). Кроме того, HRW значительно ослабляла маркеры воспаления, такие как TNF-α, IL-6 и CRP (P<0,05).

Результаты: Прием высококонцентрированного HRW значительно снижал уровни холестерина и глюкозы в крови, снижал уровень сывороточного гемоглобина A1c и улучшал биомаркеры воспаления и окислительно-восстановительного гомеостаза по сравнению с плацебо (Р < 0,05). Кроме того, H2, как правило, способствовал умеренному снижению индекса массы тела.

В этом исследовании ученые обнаружили, что 24-недельное применение высококонцентрированной воды улучшило несколько биомаркеров кардиометаболического здоровья у мужчин и женщин среднего возраста с метаболическим синдромом, включая ИМТ, ЧСС в состоянии покоя, липиды и глюкозу в крови, воспаление и окислительно-восстановительный гомеостаз. Благоприятные изменения уровня холестерина в крови следует интерпретировать осторожно, поскольку абсолютное изменение было относительно низким, а уровень ЛПВП снизился примерно на 1,3 мг / дл. 

Уровень холестерина ЛПВП считается полезным из-за его роли в обратном транспорте холестерина. Однако соотношения общего холестерина или триглицеридов к ЛПВП являются лучшими предикторами сердечно-сосудистых заболеваний, чем общего холестерина, причем более низкие соотношения коррелируют с более низким риском сердечно-сосудистых заболеваний. Поскольку было обнаружено, что HRW значительно снизила общий холестерин (примерно на 18.5 мг / дл), соотношение общего холестерина к ЛПВП благоприятно снизилось на ~ 7,2%, тогда как в группе плацебо оно оставалось неизменным. Аналогичным образом, соотношение риска по триглицеридам и ЛПВП благоприятно снизилось на 22,9% в группе HRW, но осталось примерно таким же в группе плацебо. Наши данные также показывают, что HRW существенно снизила средний уровень глюкозы с верхнего диапазона до нижнего диапазона преддиабетических критериев, что также сопровождалось снижением уровня HbA1c на 12%.

Таким образом результаты исследования еще раз подтверждают, что высококонцентрированная HRW может иметь многообещающие эффекты в качестве терапевтического средства для ослабления факторов риска метаболического синдрома.

Эти изменения уровня холестерина и глюкозы подтверждаются в предыдущих клинических испытаниях. Например, Song и соавторы сообщили, что HRW при поставке 0,5 ммоль / ч2 в день в течение 10 недель у пациентов с потенциальным метаболическим синдромом снижала общий уровень холестерина в сыворотке крови и уровень ХС-ЛПНП, улучшала функцию ЛПВП и окислительно-восстановительный статус (например, повышала сывороточную супероксиддисмутазу [SOD] и снижала MDA) и уменьшала воспаление (например, сывороточный TNF-α). Однако, в то время как данное исследование показало значительное улучшение ИМТ, ЧСС и уровня глюкозы натощак, в их исследовании сообщалось лишь о потенциальной, хотя и незначительной, тенденции к снижению этих параметров. Аналогичным образом, более раннее рандомизированное плацебо-контролируемое перекрестное исследование у пациентов с сахарным диабетом 2 типа или нарушенной толерантностью к глюкозе продемонстрировало, что прием HRW (~ 0,6 ммоль / сут) незначительно улучшал уровень холестерина, значительно снижал маркеры окислительного стресса (например, 8-изопростаны с мочой) и повышал СОД в сыворотке крови. 

Открытое 8-недельное исследование с участием 20 субъектов с потенциальным метаболическим синдромом продемонстрировало, что ЧСС (~ 1 ммоль / ч2/ сут) повышает уровень СОД на 39% и снижает уровень TBARs на 43%. Хотя в нашем исследовании не было обнаружено снижения TBARS, мы обнаружили снижение более специфического маркера перекисного окисления липидов MDA, а также повышенные уровни витаминов С и Е, что в совокупности позволяет предположить, что HRW благоприятно модулирует окислительные процессы. Открытое исследование показало, что HRW снизило соотношение общего холестерина к ЛПВП на 13%. Однако уровень триглицеридов и глюкозы натощак был значительно выше у участников обсуждаемого исследования по сравнению с участниками открытого исследования (~ 143 мг / дл против 190 мг / дЛ; 88 мг / дл против 122 мг / дЛ соответственно). Опять же, это может быть связано с более высокой дозой H2 и большей продолжительностью.

Это исследование продемонстрировало, что HRW индуцировала значительное улучшение клинически значимых показателей биомаркеров крови и биометрических данных у субъектов с метаболическим синдромом. По сравнению с предыдущими исследованиями, это также может указывать на то, что высокие дозы Н2 более эффективны, чем более низкие дозы, по крайней мере, при метаболическом синдроме. 

Таким образом, длительное лечение высококонцентрированной водой, богатой водородом, может использоваться в качестве вспомогательной терапии для уменьшения признаков метаболического синдрома. Тем не менее, требуется более масштабное перспективное клиническое исследование для дальнейшего определения биологических эффектов HRW в данной категории пациентов.