Водород и живые организмы. Обзор

Молекулярный водород (т. е. газ Н2) с 2007 года привлекает значительное внимание исследователей, ученых и медиков всего мира в связи с обнаруженным терапевтическим потенциалом [1]. Одна из первых публикаций о водороде в качестве медицинского газа была сделана в 1975 году Доулом и его коллегами из Университета Бейлора [2]. Они сообщили в журнале Science, что гипербарическая (8 атм) водородная терапия эффективна для уменьшения опухолей меланомы у мышей.

Интерес к водородной терапии значительно возрос после 2007 года, когда было продемонстрировано, что введение газообразного водорода через ингаляцию (при уровнях ниже предела воспламеняемости 4,6%) или прием внутрь водного раствора, содержащего растворенный водород, т.е. водородной воды, также может оказывать терапевтическое действие [3]. Эти данные показывают, что водород имеет непосредственное медицинское и клиническое применение [4].

В 2007, команда доктора Охта сообщила в Nature Medicine [3], что ингаляция 2-4% -ного газообразного водорода значительно уменьшала объемы церебротифического фиброзного инфаркта в крысиной модели повреждения ишемии/реперфузии, вызванной окклюзией средней церебральной артерии. Водород был более эффективным, чем одобренный клинический препарат при инфаркте головного мозга - препарат эдаравон, но без побочных эффектов.

 Авторы также продемонстрировали, что растворенный в биологически значимых концентрациях водород избирательно удаляет токсичные гидроксильные радикалы (* OH) в средах культивируемых клеток, но не реагирует с другими физиологически важными активными формами кислорода (например, супероксид, оксид азота, перекись водорода).

 

Биомедицинские исследования водорода все еще находятся в зачаточном состоянии. К 2017 году вышло только около 700 научных статей,  эти публикации предполагают, что водород обладает терапевтическим потенциалом в более чем 170 различных моделях болезней человека и животных практически в каждом органе человеческого тела [ 5].

Действие водорода, по-видимому, осуществляется посредством модуляции сигнальной трансдукции, фосфорилирования белка и экспрессии генов (см. Раздел «Фармакодинамика») [4].

Идея терапевтических газообразных молекул не нова. Например, монооксид углерода (СО), сероводород (H2S) и, конечно, оксид азота (NO *), который изначально был высмеян скептиками, но позднее за его исследование была присуждена Нобелевской премия, все являются биологически активными газами [6].Наверное, трудно поверить, что H2 может оказывать какое-либо биологическое действие, потому что, в отличие от этих газов, водород - не является радикалом, он - неактивный, неполярный, летучий нейтральный газ[7].

В то же время, с эволюционной точки зрения не должно быть странно, что водород оказывает биологическое действие [8]. В дополнение к своей роли в происхождении вселенной, водород также участвовал в зарождении жизни и играл активную роль в эволюции эукариот [9]. За миллионы лет эволюции растения и животные развили взаимную связь с бактериями, вырабатывающими водород.

 

Методы введения.

 Молекулярный водород можно вводить путем ингаляции [11], путем приема растворов, богатых водородом (например, вода, ароматизированные напитки и т. д.) [12], применения обогащенного водородом раствора для гемодиализа [13], внутривенной инъекции богатого водородом физиологического раствора [14], местного введения богатых водородом сред (например, ванны, душ и крем) [15], гипербарической обработки [2], поглощение водородсодержащего материала при реакции с желудочной кислотой [15], усваивание углеводов в качестве пребиотика для продуцирующих водород кишечных бактерий [16], ректальная инсуффляция [17] и другими методами. [15].

 

Фармакокинетика.

 Уникальные физико-химические свойства водорода - гидрофобность, нейтральность, размер, малая масса и т. д. позволяют быстро проникать в биомембраны (например, клеточные мембраны, гематоэнцефалический, плацентарный и яичный барьер) и достигать органелл клеток (например, митохондрий, ядер и т. д.), где он может оказывать свое терапевтическое действие [15].

Хотя различные медицинские клиники в Японии используют внутривенную инъекцию богатого водородом солевого раствора, наиболее распространенными методами являются ингаляция и питьевая вода, богатая водородом. Фармакокинетика каждого метода все еще находится на стадии исследования. В Статье, опубликованной в Nature’s Scientific Reports [18], сравнивалась ингаляция, инъекция и питье водородной воды и приводилась полезная информацию для клинического применения. Основываясь на этом и других исследованиях, мы кратко суммируем фармакокинетику ингаляции и питья.

 

Ингаляция водорода

Для ингаляции обычной является 2-4% водородная газовая смесь поскольку она ниже уровня воспламеняемости; Однако в некоторых исследованиях используется смесь 66,7% H2 и 33,3% O2, что является нетоксичным и эффективным, но легковоспламеняющимся. Вдыхание водорода приводит к достижению пикового уровня в плазме примерно через 30 мин, а после прекращения ингаляции возвращение к исходному уровню происходит примерно через 60 мин.

 

Питье растворенного водорода в воде.

Концентрация / растворимость водорода в воде при стандартной температуре и давлении  составляет 0,8 мМ или 1.6 ppm (1,6 мг / л). Для справки, обычная вода (например, из крана, фильтрованная, разлитая в бутылки и т. д.) содержит менее 0,0000002 ppm  (частей на миллион) Н2, что значительно ниже терапевтического уровня. Концентрация 1,6 ppm легко достигается многими способами, такими как просто барботирование (пропускание пузырьков) газообразного водорода в воду. Из-за низкой молярной массы H2 (2,02 г / моль Н2 против 176,12 г / моль витамина С), в дозе 1,6 мг H2 больше молекул водорода, чем молекул витамина С в100 мг чистого витамина С (т.е. 1,6 мг H2 имеет 0,8 миллимолей H2, а 100 мг витамина С имеет 0,57 миллимолей витамина С).

"Период полураспада" обогащенной водородом воды меньше, чем других газообразных напитков (например, газированная или насыщенная кислородом вода), но терапевтическим уровень может оставаться в течение достаточно длительного времени, что делает легким потребление. Питье богатой водородом воды приводит к пиковому повышению концентрации водорода в плазме крови и выдыхаемом воздухе в течение 5-15 мин в зависимости от дозы водорода. Увеличение концентрации водорода в выдыхаемом воздухе является признаком того, что водород диффундирует через слизистую оболочку и проникает в системную циркуляцию, где вытесняется из легких. Концентрация водорода в крови и дыхании возвращается к исходному уровню в течение 45-90 мин в зависимости от принимаемой дозы.

 

Фармокадинамика

Хотя значительное количество исследований в клетках, тканях, животных, людях и даже растениях подтвердили влияние водорода в биологических системах, точные молекулярные механизмы и первичные мишени остаются не до конца ясными [19].

Антиоксидантно-подобный эффект

Первоначально предполагалось, что благоприятный эффект водорода обусловлен его антиоксидантными свойствами -избирательной нейтрализацией водородом цитотоксических гидроксильных радикалов [3]. Однако, хотя это может иметь место [20], как было показано в различных системах [3, 21, 22], это не может полностью объяснить все механизмы действия водорода [23]. Например, при двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании при ревматоидном артрите [24] водород имел остаточный эффект, который продолжал уменьшать симптомы болезни в течение четырех недель после прекращения введения водорода [24]. Многие клеточные исследования также показывают, что предварительная обработка водородом оказывает положительное влияние, даже когда агент (например, токсин, радиация, повреждение и т. д.) воздействует значительно позже, после того, как весь водород рассеивался из  системы [25-27]. Кроме того, константы скорости реакции водорода относительно гидроксильного радикала - медленны (4,2 × 107 М-1 с-1) [20], а концентрация водорода на клеточном уровне также довольно низкая (микромолярные уровни), что делает маловероятным, чтобы H2 мог эффективно конкурировать с многочисленными другими нуклеофильными мишенями клетки [28]. Наконец, если бы механизм был главным образом в нейтрализации гидроксильных радикалов (OH.), то мы должны были увидеть больший эффект от ингаляции по сравнению с питьем водородной воды, но это не всегда так [29, 30]. Короче говоря, мы считаем неточным или, по крайней мере, неполным утверждением, что воздействие водорода обусловлено его действием непосредственно в качестве мощного антиоксиданта. В действительности, водород является селективным, поскольку он является очень слабым антиоксидантом и, таким образом, не нейтрализует важные АФК (ROS) и не нарушает важные биологические сигнальные молекулы. Тем не менее, исследование метаболического индикатора [31] с использованием дейтериевого газа показало, что в физиологических условиях газ дейтерий окисляется, а скорость окисления водорода возрастает с увеличением количества окидативного стресса [32], но физико-химический механизм этого может все еще не быть прямой нейтрализацией радикалов[31]. Однако не все исследования показывают, что водород окисляется тканями млекопитающих [33], а также сообщалось, что дейтерий-газ не оказывал терапевтического эффекта в изученной модели, тогда как 1H - оказывал.

NRF2 путь

В отличие от обычных антиоксидантов [34], водород обладает способностью снижать чрезмерный окислительный стресс [23], но только в условиях, когда клетка испытывает аномально высокие уровни окислительного стресса, которые могут быть вредными для нее.

Одним из механизмов, который использует водород для защиты от окислительного повреждения является активация системы Nrf2-Keap1 и последующая индукция пути антиокислительного отклика -, что приводит к выработке различных цитопротекторных белков, таких как глутатион, каталаза, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидазу, гем-1-оксигеназу и т. д. [5, 35, 36].  Важно отметить, что водород активирует путь Nrf2, только когда происходит шок (например, интокскация, рана и т. д.) [40], а не действует постоянно, что могло бы быть вредным [42, 43]. Способ, которым водород активирует путь NRF2 остается недостаточно ясным.

 

Модуляция клеток

Помимо потенциальной нейтрализации гидроксильных радикалов и / или активации пути Nrf2, водород может уменьшать окислительный стресс посредством клеточного модуляционного эффекта [5] и уменьшать образование свободных радикалов [44], например, подавлением регуляции NADPH-оксидазной системы [45]. Способность водорода оказывать противовоспалительное, антиаллергическое и противотуберкулезное действие объясняется его клеточномоделирующей активностью. Было показано, что водород подавляет провоспалительные цитокины (например, IL-1, IL-6, IL-8 и т. Д.) [46], ослабляет активацию TNF-a [24], NF-? B [47], NFAT [30, 48], NLRP3 [49, 50], HMGB1 [51] и другие воспалительные медиаторы [5]. Кроме того, водород оказывает благотворное влияние при ожирении и на метаболизм, увеличивая экспрессию FGF21 [52], PGC-1a [53], PPARa [53] и т.д. [54]. Дополнительные молекулы второго мессенджера или факторы транскрипции, на которые водород оказывает влияние, включают грелин [55], JNK-1 [45], ERK1 / 2 [56], PKC [57], GSK [58], TXNIP [49], STAT3 [59], ASK1 [60], MEK [61], SIRT1 [62] и многие другие. При введении водорода изменяются более 200 биомолекул, включая экспрессию более 1000 генов.

 

Мишени и главные регуляторы, ответственные за эти изменения, окончательно не ясны [46]. Точный механизм того, как водород модулирует трансдукцию сигнала, экспрессию генов и фосфорилирование белка, все еще исследуется [5]. Недавняя публикация [63] в Scientific Reports  дает хорошие доказательства того, что один из механизмов, посредством которого водород выполняет различные клеточно-модулирующие действия, заключается в изменении в окислении липидов в клеточной мембране, вызванной свободными радикалами.  При отсутствии водорода цепь окисления свободными радикалами липидов мембраны образует окисленные фосфолипидные медиаторы, вызывается сигнал Ca2+, за которым следует включение NFAT белков. В свою очередь, водород меняет цепь окисления свободными радикалами и, т.о. изменяет выработку окисленных фофсолипидов (рис 6). Мнимоокисленные  фосфолипиды приводят к прекращению Са2+ сигнализации.

 

Научное признание

Терапевтический эффект в клетках, тканях, животных, человека и даже растениях [64] становится общепринятым вследствие более чем 500 рецензируемых статей 1600 исследователей, изучающих действие водорода. Качество публикаций также улучшается, причем средний фактор цитируемости (IF) журналов, где опубликованы статьи о водороде, составляет около 3. В приведенной ниже таблице показаны некоторые из исследований, опубликованных в журналах с более высоким индексом цитируемости, которые варьируются от 6 до 27.

 

Водород и медицинское приложение

Интерес к водороду как медицинскому газу также растет, потому что он имеет непосредственное медицинские применения [65, 66]. Диксон и его коллеги из Университета Лома-Линда сообщили, что водород обладает потенциалом для оказания помощи в лечении 8 из10 смертельных случаев, вызывающих заболевания, которые перечислены Центрами контроля за заболеваниями  США [67]. Доктор Бэнкс из VA / U в Вашингтоне сообщил, что прием богатой водородом воды защищает от нейродегенеративных изменений, вызванных черепно-мозговой травмой у мышей [68]. Результаты показывают, что введение водорода уменьшает отек мозга, блокирует патологическую экспрессию тау и поддерживает уровни АТФ. Это и другие исследования особенно важны для терапии черепно-мозговых травм (например, сотрясение мозга, хроническая травматическая энцефалопатия и т. д. [69]. Многие люди сообщают о отличных результатах водородной терапии, от быстрого обезболивания и облегчения воспаления до нормализации уровня глюкозы и холестерина, другие люди могут не заметить каких-либо наблюдаемых улучшений. Водород не считается мощным лекарством, и, как уже упоминалось, только помогает вернуть клетку / орган обратно в гомеостаз, не вызывая побочных эффектов.

 

Исследование воздействия на человека

Хотя исследования применения водорода выглядят многообещающими на моделях клеток или животных, для подтверждения его эффективности у людей требуются более длительные клинические испытания [70]. На 2016 год проведено более 40 исследований воздействия на человека; Немногие из них проведены двойным слепым плацебо-контролируемом рандомизированным образом. Некоторые из этих клинических исследований показывают, что прием богатой водородом воды был полезен при метаболическом синдроме [71], диабете [72] и гиперлипидемии [73, 74]. Еще одно однолетнее плацебо-контролируемое клиническое исследование показало, что богатая водородом вода полезна при болезни Паркинсона [75], другие клинические исследования показывают значительные положительный эффект при ревматоидном артрите [24, 76], митохондриальной дисфункции [77], для повышения эффективности физических упражнений [78 ],  для уменьшения времени восстановления после тренировок [79], при заживлении ран [80-82], снижении окислительного стресса от хронического гепатита В [83]. Отмечалось улучшение кровотока [84] при периодонтите [85], при диализе [86, 87] , а также улучшение качества жизни пациентов, получающих лучевую терапию при онкологии [88] и др. [5].

 

Было проведено еще более15  исследований пациетов, результаты -  многообещающи и находятся в процессе подготовки рукописи и публикации через процедуру резензирования. Исследование моделей болезней, механизмов действия и клинические исследования особенно актуальны, поскольку молекулярный водород безопасен, не имеет побочных эффектов, что  делает его применение особенно привлекательным [89].

 

Безопасность

Водород естественным образом вырабатывается кишечной флорой при переваривании волокон [90]. Исследование, проведенное в Университете Флориды и Институте Форсайт в Бостоне, штат Массачусетс, подтвердило, что водород, полученный из бактерий, оказывает терапевтическое воздействие [91]. Они обнаружили, что восстановление кишечной микробиоты продуцирующей H2 E. coli, но не содержащей H2-мутантную кишечную палочку, защищает от индуцированного конканвалином А гепатита. Другие исследования также показывают, что бактериальный продуцированный водород из введения акарбозы является терапевтическим [92]. Возможно, это помогает объяснить, почему большое клиническое исследование из Журнала Американской медицинской ассоциации (JAMA) обнаружило значительное снижение сердечно-сосудистых событий у тех, кто принимал водородный препарат акарбозы [92, 93]. Эти исследования не только предполагают терапевтическое действие молекулярного водорода, но также демонстрируют его высокий профиль безопасности. Водород очень естественен для нашего организма, поскольку мы подвергаемся ему ежедневно, в результате нормального бактериального обмена [1]. Кроме того, водородный газ также использовался в глубоководных погружениях с 1940-х годов, чтобы предотвратить декомпрессионную болезнь [94, 95]. Сотни исследований глубоководных погружений человека показали, что ингаляция газообразного водорода на порядок выше, чем требуется для терапевтического использования, хорошо переносится организмом без хронических токсических эффектов [96]. У некоторых людей, однако, сообщается, что водород может приводить к нарушению стула [97], а в редких случаях с диабетом - гипогликемия [77], которая контролируется снижением уровня вводимого инсулина. Сотни исследований по водороду от бактериального производства, глубоководного дайвинга и недавних медицинских применений не выявили прямых вредных побочных эффектов введения водорода на биологически терапевтических уровнях. Такой высокий профиль безопасности можно считать парадоксальным, поскольку химиотерапевтические агенты, которые оказывают биологические эффекты, должны обладать как полезными, так и вредными свойствами в зависимости от дозировки, времени, местоположения, продолжительности и т. д. Такие вредные эффекты еще не сообщаются для водорода. Однако, возможно, вредные эффекты настолько кратковременны и мягки, что они замаскированы полезными эффектами.

 

Будущие направления

Нечасто можно найти лечение с высоким терапевтическим потенциалом и высоким профилем безопасности; Водород, похоже, соответствует этой комбинации [23]. Некоторые исследователи интересуются водородом просто из-за его непредвиденной способности иметь биологический эффект; С осознанием того, что водород является безопасным и эффективным, возникает понимание важности продвижения исследований водорода в медицине.

Молекулярный водород применялся при исследовании многочисленных моделей заболеваний, используя различные пути введения.

Независимо от того, как использовался молекулярный водород, в каждой изучаемой модели произошли заметные изменения.

 

Молекулярный водород можно вводить следующими способами:

  • Вдыхание водорода
  • Инъекция физиологического раствора, содержащего молекулярный водород
  • Потребление вода, обогащенной молекулярным водородом
  • Стимулирование производства молекулярного водорода бактериями кишечника.

 

 

 

Приводим ссылки на некоторые из более 500 научных статей, разбив их по темам.

АЛЛЕРГИЯ И ВОСПАЛЕНИЕ

Потребление воды, содержащей высокую концентрацию молекулярного водорода, снижает окислительный стресс и остроту болезни у пациентов с ревматоидным артритом (человек) (вода) (2012 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23031079

Ревматоидный артрит (РА) - хроническое воспалительное заболевание, поражающее около 1% населения. Он характеризуется разрушением кости и хряща. Было высказано предположение о том, что вредный гидроксил радикал вносит свой вклад в развитие Ревматоидного артрита.  Молекулярный водород избирательно нейтрализует гидроксильные радикалы. Это исследование предполагает, что вода, насыщенная молекулярным водородом, может быть полезна для дополнения традиционной терапии ревматоидного артрита путем уменьшения окислительного стресса.

Полиорганная недостаточность (Синдром полиорганной недостаточности, СПОН, ПОН) является ведущей причиной смертности у пациентов, находящихся в критическом состоянии. СПОН определяется как прогрессирующее ухудшение функции нескольких органов или систем органов у пациентов с тяжелым сепсисом, септическим шоком, множественной травмой, тяжелыми ожогами, панкреатитом и т д. Многие исследования на животных и человеке показали, что чрезмерное производство активных форм кислорода (ROS) играет важную роль в патогенезе СПОН. Поскольку молекулярный водород (H2) оказывает терапевтическое антиоксидантное действие, это исследование направлено на доказательство его положительного воздействия на MODS. Зимозан (ZY) - это химический раствор, который индуцирует генерализованное воспаление, сходное с патогенезом СПОН. Основные результаты этого исследования включают:

  • H2 предотвращает аномальные изменения окислительной и антиоксидантной систем у мышей, после воздействия Зимозана (ZY).
  • H2 улучшает выживаемость у мышей с ZY-стимуляцией.
  • Обработка H2 снижала уровни ранних и поздних воспалительных цитокинов у мышей с ZY-стимулами.
  • В целом, это исследование подтвердило, что H2 может использоваться в качестве терапевтического агента при лечении состояний, связанных с воспалением и СПОН.

Молекулярный водород подавляет FcεRI -опосредованную трансдукцию сигнала и предотвращает дегрануляцию тучных клеток (Мышь) (2009)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19766097

 

 

Аллергические реакции немедленного типа не обязательно вызваны окислительным стрессом, и до сих пор не сообщалось о влиянии молекулярного водорода на аллергию. В этом исследовании превентивные эффекты молекулярного водорода для аллергической реакции типа I были подтверждены на мышиной модели. Обработка молекулярным водородом значительно уменьшала выделение b-гексозаминидазы, маркера дегрануляции, указывая на то, что дегрануляция подавлялась молекулярным водородом. Молекулярный водород также опосредует активность NADPH-оксидазы в тучных клетках. Кроме того, ингибирование NADPH-оксидазы молекулярным водородом приводило к подавлению FcεRI -опосредованной сигнальной трансдукции в тучных клетках. Водород подавляет аллергию типа I у мышей путем подавления передачи сигналов, опосредованной FceRI. Наши исследования показывают, что водород может быть эффективным для широкого спектра аллергических заболеваний, таких как бронхиальная астма, ринит, конъюнктивит, поллиноз и крапивница у людей, из-за его способности модулировать трансдукцию сигнала.

Высокая интенсивность мышечных сокращений во время коротких интервалов упражнений вызывает окислительный стресс. Окислительный стресс может способствовать усталости, симптомам перетренированности и травмам. Молекулярный водород является мощным антиоксидантом, который может помочь уменьшить окислительный стресс. В этом исследовании было рассмотрено десять футболистов мужчие и влияние водородной воды на производительность. В ходе этого исследования было установлено, что:

  • Спортсмены, которые пили воду, обогащенную водородом, предотвращали повышение уровня лактата в крови во время физических упражнений
  • Пиковый крутящий момент у "спортсменов группы  водородной воды",  не уменьшался на ранней стадии, тем самым демонстрируя снижение усталости мышц

Мозг потребляет от 20 до 50% от общего потребления кислорода в организме, хотя он составляет только 2% от массы тела. Это означает, что функция мозга сильно зависит от постоянного поступления кислорода.

Поскольку 2-5% кислорода, потребляемого клетками, превращается в активные формы кислорода (ROS) в качестве побочного продукта клеточного дыхания, мозг, скорее всего, подвергается наибольшему повреждению ROS. Водород может предотвращать окислительный стресс, который может быть полезен для нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и БАС (Боковой амиотрофический склероз).

Богатый водородом физиологический раствор улучшает функцию памяти на модели крыс, вызванной амилоидом-бета-индуцированной болезнью Альцгеймера, путем снижения окислительного стресса. (Крыса) (Saline) (2010) (модель болезни Альцгеймера)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20171955

Болезнь Альцгеймера поражает 5% населения старше 65 лет. Существует огромная медицинская потребность в новых терапевтических стратегиях, которые могут облегчить основные причины болезни Альцгеймера. В этом исследовании было замечено, что богатый молекулярным водородом солевой раствор улучшает функции обучения и памяти благодаря антинейровоспалительным и антиоксидантныимсвойствам молекулярного водорода.

Терапевтические эффекты водорода в животных моделях болезни Паркинсона (обзор) (2010)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3109337/

Основным патологическим признаком болезни Паркинсона была потеря нейронов в субстанциональном негре. Все больше доказательств свидетельствует о том, что окислительный стресс тесно связан с началом и прогрессированием болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера. Было обнаружено, что MPTP (1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин) индуцирует Паркинсоно-подобную патологию, вызывая повреждения митохондрий нервных клеток. Это вызывает окислительное повреждение и нейродегенерацию. В целом, кажется,доказанным, что молекулярный водород является эффективным антиоксидантом, который может уменьшать окислительный стресс, который вызывает нейродегенерацию. Молекулярный водород является перспективным терапевтическим методом для болезни Паркинсона и других нейродегенеративных заболеваний, и его следует изучать в клинических условиях.

Питье водородной воды уменьшает когнитивные нарушения у мышей. (Мышь) (Вода) (2010) (Возрастная модель когнитивных нарушений)

Сообщается, что молекулярный водород оказывает нейропротективное действие благодаря его антиоксидантным свойствам. Согласно этому исследованию, лечение молекулярной водородной водой в течение 30 дней предотвращало связанное с возрастом снижение когнитивной функции, а также повышало антиоксидантную активность. Питье воды молекулярного водорода в течение 18 недель также замедляло нейродегенерацию в гиппокампе

Потребление молекулярного водорода предотвращает вызванные стрессом ошибки в зависимых от гиппокампа учебных задачах во время хронических физических нагрузок у мышей.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18563058

Широко признается, что Окислительный стресс способствуюет снижению функции мозга. Антиоксиданты для предотвращения окислительного стресса в мозге были в центре внимания многих исследований на протяжении многих лет. Однако большинство антиоксидантов не способны проникать через гематоэнцефалический барьер, чтобы нейтрализовать окислительный стресс в головном мозге. Молекулярный водород является антиоксидантом, который легко проходит через гематоэнцефалический барьер из-за его небольшого размера и газообразной формы. Ингаляция газообразного молекулярного водорода нецелесообразна в ситуациях сильного стресса, поэтому в этом исследовании изучалась эффективность воды, богатой молекулярным водородом, в доставке молекулярного водорода в мозг. Молекулярная водородная вода подавляла накопление маркеров окислительного стресса у тестируемых мышей. Водородная вода также помогала мышам справляться с задачами обучения по сравнению с мышами, которым давали контрольную воду.

Богатая водородом чистая вода предотвращает образование супероксида в срезах головного мозга мышей с низким содержанием витамина С SMP30 / GNL (мышь) (вода) (2008 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18706888

Это исследование показало, что  группе мышей, подвергнутой ишемической реперфузии и  потреблявших  молекулярный водород (водородная группа),  образовывалось на  на 27,2% меньше супероксида ,  чем в группе мышей, потреблевших простую воду (контрольная водная группа). Супероксид  является предшественником опасного гидроксильного радикала. Если супероксид быстро не утилизируется супероксиддисмутазой, он может в конечном итоге превратиться в гидроксильный радикал. Снижение содержания супероксида показывает, что молекулярный водород может стимулировать активность фермента супероксиддисмутазы.

РАК

Влияние потребления питьевой воды, богатой водородом, на качество жизни пациентов, получавших лучевую терапию при опухолях печени (человека) (вода) (2011 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3231938/

Рандомизированное плацебо-контролируемое исследование показало, что у пациентов, получавших лучевую терапию для опухолей печени, которые пили молекулярную водородную воду, наблюдались более низкие показатели метаболизма АФК (Активных форм кислорода) и более высокие показатели качества жизни (QOL), чем у пациентов, которые выпили воду плацебо во время лечения. Это показывает, что молекулярный водород может быть мощным дополнением к традиционным методам лечения рака.

Водород защищает мышей от индуцированной радиацией лимфомы тимуса (мышь) (Saline) (2011)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3065742/

Ионизирующее излучение является канцерогеном, который способствует образованию опухолей и прогрессированию внутри тканей человека. В этом исследовании использовали ионизирующее излучение для индукции лимфомы у мышей и лечили мышей, используя молекулярный водородный солевой раствор. Было установлено, что обработка молекулярным водородом значительно увеличивала выживаемость мышей, уменьшая количество активных форм кислорода (АФК), вырабатываемых в клетках, ионизирующим излучением.

Ингибирующее действие электролизуемой восстановленной воды на ангиогенез опухоли (клетка) (вода) (2008)

Ангиогенез — процесс образования новых кровеносных сосудов в органе или ткани

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18175936

Сообщалось, что раковые клетки продуцируют большое количество АФК (активных форм кислорода), включая H2O2 (перекись водорода). Ангиогенез (процесс образования новых кровеносных сосудов в органе или ткани) является важным фактором роста опухоли. Если ангионгенез опухоли прекращается, это приводит к некрозу опухоли. Ангиогенез регулируется VEGF, который имеет связь с H2O2. Известно, что молекулярный водород является эффективным антиоксидантом, который может стимулировать действие эндогенных антиоксидантных ферментов. Это исследование показало, что молекулярный водород способствует уменьшению образования H2O2 в клетках, тем самым уменьшая пролиферацию ангиогенеза.

Молекулярный водород снимает нефротоксичность, вызванную цисплатином против рака, без снижения противоопухолевой активности у мышей (мышь) (газ) (2008 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19148645

Цисплатин широко используется в лечении рака широкого спектра опухолей. Однако цисплатин нефротоксичен из-за его склонности к окислительному стрессу. Поскольку молекулярный водород действует как эффективный антиоксидант, мы хотим показать, что молекулярный водород может эффективно минимизировать нефротоксичность и другие побочные эффекты цисплатина. В этом исследовании было подтверждено, что питьевая водородная вода вызывает доставку водорода из желудка в кровь через 3 минуты и что он снижает уровень окислительного стресса. Молекулярный водород функционально и морфологически защищает почки от цисплатин-индуцированной токсичности, не ухудшая ее противоопухолевую активность.

Гипербарическая водородная терапия: возможное лечение рака у мышей (мышь) (газ) (вода) (1975)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1166304

Одно из старейших исследований по молекулярному водороду, опубликованное в 1975 году.

Мыши с опухолями, которые были подвергнуты водородной терапии, имели (i) опухоли, которые стали черными (ii) опухоли, которые уменьшились у основания и, по-видимому,  отмирали. Постоянное воздействие гипербарической водородной камеры вызывало ремиссию множественных плоскоклеточных карцином.

Даже в этом первоначальном исследовании ученые, проводившие исследование, предположили, что водород может выделять радикал ОН посредством экзотермической реакции: H2 + • OH -> H2O + H •. Интересно также отметить, что в этой статье было предложено, что оставшиеся H • могут эффективно удалять супероксидные радикалы (O2- с образованием OH2-)

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫЕ заболевания

Дополненная водородом питьевая вода защищает сердечные аллотрансплантаты от связанных с воспалением нарушений (крыса) (вода) (2012 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22891787

Повреждение трансплантата в результате окисления и воспаления тканей является основной причиной отторжения аллотрансплантата и васкулопатии. Иммунодепрессивные режимы продемонстрировали ограниченную эффективность в целом. Молекулярный водород обладает антиоксидантными, противовоспалительными и антиапоптозными свойствами. Это исследование было проведено для определения эффективности молекулярного водорода в защите сердечных аллотрансплантатов. Питьевая вода с молекулярным водородом увеличивала митохондриальную активность в аллотрансплантатах более чем на 50%. В этом исследовании было подтверждено, что питьевая вода с молекулярным  водородом предотвращает отторжение сердечного аллотрансплантата.

H2 Газ  уменьшает негативные последствия после временной остановки сердца,  эффект сравним с терапевтической гипотермией в крысиной модели (крыса) (газ) (2012)http://jaha.ahajournals.org/content/1/5/e003459.full

Ишеммя (лат. ischaemia, греч. ἰσχαιμία, от ἴσχω — задерживаю, останавливаю и αἷμα — кровь) — местное снижение кровоснабжения, чаще обусловленное сосудистым фактором (сужением или полной обтурацией просвета артерии), приводящее к временной дисфункции или стойкому повреждению ткани или органа.

Сердечная остановка вызывает окислительный стресс, вызванный ишемией-реперфузией. Когда клетки лишены крови (ишемия), а затем внезапно поступает кровь (реперфузия), происходит сильная утечка электронов, которая приводит к образованию свободных радикалов. Поскольку молекулярный водород имеет много потенциальных терапевтических применений в качестве антиоксиданта, он использовался в этом исследовании для сравнения его эффективности в улучшении функциональных результатов после сердечного приступа. Одним из результатов этого исследования было то, что выживаемость через 24 часа после возвращения спонтанной циркуляции (ROSC) составила 92% для молекулярной водородной группы по сравнению с 43% для контрольной группы.

Потребление водородных вод предотвращает атеросклероз у  мышей  (мышь) (вода) (2008 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18996093

Атеросклероз - это образование бляшек в артериях, которые могут привести к инсульту, сердечному приступу и даже смерти. Бляшка состоит из скопления макрофагов и окисленных продуктов липопротеинов низкой плотности (ЛПНП). Окисление, вызванное свободными радикалами, является одним из основных факторов распространенности атеросклероза. В этом исследовании была рассмотрена гипотеза о том, что, поскольку молекулярный водород является эффективным антиоксидантом путем газовой диффузии в ткани и клетки, он потенциально должен быть в состоянии предотвратить атеросклероз. Результаты исследования показали, что вода, насыщенная молекулярным водородом, снижает уровень окислительного стресса и предотвращает образование атеросклероза, по крайней мере у мышей.

Богатый водородом солевой раствор защищает миокард от ишемии / реперфузионного повреждения у крыс (крысы) (Saline) (2009)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19596825

Восстановление кровотока в сердце после сердечного приступа является наиболее эффективной долгосрочной терапией. Хотя восстановление кровотока важно, скорость повторного введения крови более критична, потому что кислород вызывает образование активных форм кислорода (АФК). Этот всплеск АФК запускает сигнальные сети, которые приводят к клеточному некрозу и апоптозу (гибель клеток). Это исследование проверяет и подтверждает гипотезу о том, что молекулярный водород будет эффективным в минимизации генерации АФК во время реперфузии сердца. Улучшение послеишемического функционального восстановления было параллельно с существенным уменьшением размера инфаркта, уменьшением концентрации плазмы и миокарда MDA, ослаблением апоптоза сердечной клетки и окислительного стресса ДНК в AAR. Это улучшение сердечной деятельности может быть следствием подавления свободных радикалов (АФК) молекулярным водородом.

Вдыхание газообразного водорода ослабляет ремоделирование левого желудочка, вызванное прерывистой гипоксией у мышей.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21642501

Прерывистая гипоксия увеличивает производство свободных радикалов. Молекулярный водород (H2) может оказывать антиоксидантное действие за счет восстановления гидроксильных радикалов. В этом исследовании изучалось влияние молекулярного водорода на липидный обмен и изменения левого желудочка, индуцированное гипоксией у мышей.

Диабет. Ожирение.Обмен веществ.

Вода, богатая водородом, снижает уровень холестерина в сыворотке и улучшает функцию ЛПВП у пациентов с потенциальным метаболическим синдромом (человек) (вода) (2013 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23610159

Прерывистая гипоксия увеличивает производство свободных радикалов. Молекулярный водород (H2) может оказывать антиоксидантное действие за счет восстановления гидроксильных радикалов. В этом исследовании изучалось влияние молекулярного водорода на липидный обмен и изменения левого желудочка, индуцированное гипоксией у мышей.

Водород улучшает гликемический контроль у модели диабетического типа 1, способствуя поглощению глюкозы в скелетных мышцах. (2013)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23326534

Это исследование показало, что молекулярный водород стимулирует поглощение глюкозы в скелетных мышцах и может быть новой терапией для пациентов сахарного диабета 1-го типа.

Молекулярный водород уменьшает ожирение и диабет, вызывая печеночный FGF21 и стимулируя энергетический метаболизм у мышей db / db. (Мышь) (Вода) (2011)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21293445

В этом исследовании мы использовали модельных мышей с диабетом 2 типа, у которых накопленный в печени окислительный стресс приводит к гипергликемии и гиперлипидемии. Длительное потребление воды, богатой молекулярным водородом, уменьшало окислительный стресс в печени этих мышей, что подтверждено во многих различных исследованиях.

Заметный вывод в этом исследовании заключался в том, что вода, обогащенная молекулярным водородом, усиливает экспрессию печеночного гормона - фактора роста фибробластов 21 (FGF21), который является регулятором расхода энергии.

Этот вывод позволяет предположить, что молекулярный водород обладает большим потенциалом в терапии и профилактике метаболического синдрома.

Исследование также показало, что молекулярный водород может накапливаться в печени с гликогеном после перорального введения.

Эффективность богатой водородом воды на антиоксидантный статус субъектов с потенциальным метаболическим синдромом (человека) (вода) (2009).

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2831093/

Метаболи́ческий синдро́м (МС) (синонимы: метаболический синдром X, синдром Reaven, синдром резистентности к инсулину) — увеличение массы висцерального жира, снижение чувствительности периферических тканей к инсулину и гиперинсулинемия, которые нарушают углеводный, липидный, пуриновый обмен, а также артериальная гипертензия.

Это исследование показало, что потребление воды, богатой водородом, в течение 8 недель привело к 39% -ному увеличению содержания антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы (SOD) и 43% снижению активности реактивных веществ тиобарбитуровой кислоты (TBARS). TBARS является биомаркером окислительного стресса. Это указывает на то, что молекулярный водород может стимулировать активность СОД внутри клеток. Пациенты в исследовании также продемонстрировали увеличение холестерина ЛПВП на 8% и снижение общего холестерина на 13%. Молекулярный водород является потенциально новой терапевтической стратегией для лечения метаболического синдрома.

Печень

Противовоспалительные свойства молекулярного водорода: исследование воспаления, вызванного паразитами (мышь) (газ) (2001)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11510417

Мыши были инфицированы паразитом Schistosoma mansoni, что вызывает воспаление в печени. Затем половину мышей помещали в гипербарическую камеру 50 л при нормальных атмосферных давлениях, дополненных 0,7 МПа газообразным молекулярным водородом. Мыши, обработанные гипербарическим молекулярным водородом, были в гораздо лучшей форме. Например, фиброз печени, вызванный окислительным стрессом, снизился на 60% у мышей, обработанных молекулярным водородом.

Водород из кишечных бактерий является защитным в случае гепатита (мышь) (вода) (2009 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19523450

Молекулярный водород выделяется бактериями в кишечнике во время ферментации углеводов. В этом исследовании изучали, может ли  молекулярный водород , выделяемый в кишечнике бактериями , повысить устойчивость хозяина к окислительным и воспалительным стрессам. Мышей лечили антибиотиками или без них в течение 3 дней. Этих мышей затем тестировали на концентрацию молекулярного водорода. Мыши, которые не получали антибиотики, имели самые высокие концентрации молекулярного водорода в слепой кишке (начало толстой кишки),  тонкой кишке, толстой кишке, печени, селезенке и крови. Были также обнаружены следовые уровни молекулярного водорода, обнаруженные в мозге. Мыши, обработанные антиботиками, значительно снижали уровень молекулярного водорода во всех тестируемых органах. Исследование продолжилось, чтобы определить, может ли добавка воды, содержащая молекулярный водород, помочь обработанным антибиотиком мышам бороться с воспалительными и окислительными стрессами, а также с мышами с нормальными кишечными бактериями. Как и ожидалось, мыши, дополненные водой Н2, уменьшили воспалительные маркеры (АЛТ и АСТ). Значительный вывод в этом исследовании заключался в том, что противовоспалительное действие молекулярного водорода, дополненного водой, было больше, чем противовоспалительное действие молекулярного водорода, выделенного из кишечных бактерий.

Вдыхание газообразного водорода подавляет повреждение печени, вызванное ишемией / реперфузией, за счет снижения окислительного стресса (мышь) (газ) (2007 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17673169

Легкие

Богатый водородом физиологический раствор уменьшает ремоделирование дыхательных путей путем инактивации NF-κB в мышиной модели астмы (мышь) (Saline) (2013 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23661516

В этом исследовании изучали, может ли молекулярный водород уменьшить воспаление дыхательных путей. Хроническое воспаление дыхательных путей вызывает ремоделирование дыхательных путей, что является основной особенностью хронической астмы. Когда мышам вводили молекулярный водород, молекулярный водород уменьшал ремоделирование дыхательных путей, вызванное астмой, за счет уменьшения стойкого воспаления.

Радиация

Водородная терапия может быть эффективным и специфическим новым методом лечения острого лучевого синдрома (2010 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19664884

Хорошо известно, что половина ущерба, причиненного ионизирующим излучением, вызвана гидроксильными радикалами. Молекулярный водород является эффективным поглотителем гидроксильных радикалов, поэтому в этой статье выдвигается гипотеза,  что молекулярный водород может быть  эффективным методом лечения острого лучевого синдрома.

Водородная терапия может снизить риски, связанные с вызванным радиацией  окислительным стрессом в космическом полете, (2011 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20851533

Статья в журнале, которая была опубликована NASA, с гиротезой о том, что молекулярный водород обладает потенциалом для снижения рисков, связанных с радиационно-индуцированным окислительным стрессом у космонавтов.

Влияние питьевой воды, богатой водородом, на качество жизни пациентов, получавших лучевую терапию при опухолях печени (человека) (вода) (2011 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3231938/

Рандомизированное плацебо-контролируемое исследование показало, что у пациентов, получавших лучевую терапию для опухолей печени, которые пили молекулярную водородную воду, наблюдались более низкие показатели метаболизма ROS (реактивный кислородный вид) и более высокие показатели качества жизни (QOL), чем у пациентов, которые выпили воду плацебо во время лечения.

Защитный эффект богатого водородом солевого раствора против радиационной иммунной дисфункции (мышь) (Saline) (2014).

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24618260

Иммунная система является важнейшей защитной системой против различных факторов окружающей среды, включая ионизирующее излучение. Это исследование изучало, может ли солевой раствор, насыщенный молекулярным водородом, защитить иммунную систему от повреждения, вызванного ионизирующим излучением. Это исследование демонстрирует, что молекулярный водород эффективен в защите иммунной системы путем удаления гидроксильных радикалов, вызванных излучением. Кроме того, молекулярный водород может обеспечить радиозащитные эффекты, регулируя дисбаланс Т-клеток.

Потенциальные кардиозащитные эффекты водорода у облученных мышей (мышей) (вода) (2010)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21116102

Облучение сердца может вызвать хроническое заболевание сердца. В этом исследовании изучались кардиозащитные эффекты молекулярного водорода. Это первое исследование, которое показывает, что молекулярный водород снижает уровень смертности, вызванный гамма-излучением. Результаты исследования показали, что уровни MDA в миокарде были значительно ниже у облученных мышей, которых кормили водородной водой, а уровни супероксиддисмутазы (уровень антиоксидантного фермента внутри клеток) были выше у облученных мышей, которых лечили водой, содержащим молекулярный водород. Поэтому молекулярный водород дает кардиозащитный эффект, но дальнейшие исследования необходимо провести, чтобы выяснить дополнительно пути воздействия  молекулярного водорода.

ВМС США - перспективы радиозащиты

http://primoh2.com/wp-content/uploads/2014/09/United-States-Navy-Radiobiology-Research-Institute.pdf

Вооруженные силы Соединенных Штатов уже давно ищут агента или комбинации агентов, которые существенно увеличат выживание и повысят эффективность военной службы на ядерном поле боя. Этот радиозащитный агент необходимо вводить незадолго до или после облучения для уменьшения раннего молекулярного, клеточного и тканевого повреждения, вызванного излучением. На стр. 10 в вышеупомянутой литературе при обсуждении восстановления лучевого поражения обсуждается химический ремонт посредством переноса водорода. Радиационный ущерб заставляет молекулы разрушаться свободными радикалами и терять водород и электроны. В статье говорится: «Если подходящий донор водорода находится вблизи поврежденной молекулы, он может компенсировать ущерб, жертвуя или передавая атом водорода». Мы понимаем, что Молекулярный водород является идеальным донором водорода.

Водород как новый класс радиозащитного агента (2013 г.)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24155664

Обзор Молекулярного Водорода для его потенциала в качестве радиозащитного агента. Ионизирующее излучение излучает воду с образованием гидроксильных радикалов, наиболее опасных форм свободных радикалов. Молекулярный водород - это антиоксидант, который селективно восстанавливает гидроксильные радикалы. Радиозащитные эффекты молекулярного водорода были подтверждены in vitro и in vivo, и он был повторен на разных экспериментальных моделях животных различными отделами. Эти результаты обнадеживают, и молекулярный водород следует изучить дополнительно, чтобы укрепить его статус радиозащитного агента.

Водород защищает мышей от дерматита, вызванного местным излучением (мышь) (физиологический раствор) (2014 г.)

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.3109/09546634.2012.762639

Локализованная радиация по-прежнему является широко распространенным методом лечения различных видов рака. Одним из побочных эффектов локализованного излучения является дерматит. Это исследование изучало радиозащитные эффекты молекулярных мышей водорода. Это исследование показало, что водород значительно уменьшает тяжесть дерматита, ускоряет восстановление тканей и уменьшает степень радиационно-индуцированной потери веса у мышей после однократной или фракционной дозы

Богатый водородом физиологический раствор защищает иммуноциты от радиационно-индуцированного апоптоза (мышь) (клетка) (Saline) (2012)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22460088

В этом исследовании было продемонстрировано, что физиологический раствор, насыщенный  молекулярныим водородом  уменьшает индуцированный радиацией апоптоз в тимоцитах и спленоцитах у живых мышей. Это исследование также показало, что молекулярный водород  уменьшил радиационно-обусловленное истощение белых кровяных телец (WBC) и тромбоцитов.