Водородная вода особенно благоприятна для людей старше 30

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Статья в журнале Nature "Богатая водородом вода снижает воспалительные реакции и предотвращает апоптоз клеток периферической крови у здоровых взрослых: рандомизированное двойное слепое контролируемое исследование"
2. Цель исследования
3. Участники исследования
4. Что такое окислительный стресс и как влияет водородная вода на антиоксидантный потенциал человека
5. Вода, обогащенная водородом, снижает запрограммированную гибель клеток и предотвращает серьезные клеточные повреждения
6. Выводы

Статья в журнале Nature "Богатая водородом вода снижает воспалительные реакции и предотвращает апоптоз клеток периферической крови у здоровых взрослых: рандомизированное двойное слепое контролируемое исследование"

22 июля 2020 года в Scientific report, который является подразделением одного из самых авторитетных научных журналов - Nature вышла статья корейских ученых под названием: "Богатая водородом вода снижает воспалительные реакции и предотвращает апоптоз клеток периферической крови у здоровых взрослых: рандомизированное двойное слепое контролируемое исследование" (Hydrogen-rich water reduces inflammatory responses and prevents apoptosis of peripheral blood cells in healthy adults: a randomized, double-blind, controlled trial). Оригинал статьи: https://www.nature.com/articles/s41598-020-68930-2?fbclid=IwAR0cRw-fzX_-18SuooTeE9z1tCuRmkWfi2WQ0QrBBDQ17RRqr3QtKQ0NqOc

Это описание одного из немногих клинических исследований влияния употребления водородной воды на людях, а не животных. Действие воды, насыщенной водородом оценивалось по широкому спектру объективных количественных показателей (посредством обширного анализа антиоксидантной способности, субпопуляций мононуклеарных клеток периферической крови (PBMC) и их профиля транскриптома). Установлено, что особенно благоприятна водородная вода для людей старше 30 лет.

“Недавно Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США признало водород (H₂) в качестве пищевой добавки при использовании в питьевой воде или напитках и объявило его в целом безопасными” - также написано в статье.

Приводим выдержки из этой статьи.

Цель исследования

“Мы стремились изучить влияние потребления водородной воды (HW) на окислительный стресс и иммунные функции у здоровых взрослых с использованием системных подходов к биохимическому, клеточному и молекулярному питанию" - пишут авторы статьи.

Участники исследования

В рандомизированном двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании здоровые взрослые (20–59 лет) потребляли 1,5 л водородной воды в день (n = 20) или простую воду (PW, n = 18) в течение 4 недель.

Что такое окислительный стресс и как влияет водородная вода на антиоксидантный потенциал человека

Изменения биологического антиоксидантного потенциала (BAP) сыворотки, производных реактивного кислорода и 8-оксо-2'-дезоксигуанозина по сравнению с исходным уровнем до 4-й недели не различались между группами; однако у лиц в возрасте ≥ 30 лет биологический антиоксидантный потенциал BAP увеличивался больше в группе водородной воды HW, чем в группе PW.

Окислительный стресс указывает на состояние, при котором избыточные активные формы кислорода (АФК) подавляют биологическую антиоксидантную способность, что приводит к нарушению гомеостаза АФК и повреждению клеток

1. Клеткам важно поддерживать умеренный уровень АФК для выполнения нормальных физиологических функций
2. Избыточный уровень АФК ответственен за окислительное повреждение ДНК и липидов, что может привести к гибели клеток
3. Кроме того, окислительный стресс может спровоцировать воспалительные реакции [3], [4], которые могут еще больше усилить окислительный стресс. В результате окислительный стресс может вызвать хроническое воспаление с патологическими состояниями, вызывающими различные расстройства, включая сердечно-сосудистые заболевания, метаболический синдром, нейродегенеративные расстройства и рак [5], [6], [7], [8].

Нет сомнений в том, что окислительный стресс играет центральную роль в патогенезе различных хронических заболеваний. В результате растет интерес к оценке адъювантных эффектов антиоксидантных агентов в пищевых продуктах на профилактику и облегчение этих заболеваний. Недавно Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США признало водород (H₂) в качестве пищевой добавки при использовании в питьевой воде или напитках и объявило его в целом безопасными. H₂ может быть новым антиоксидантом из-за его способности избирательно улавливать сильные окислители, такие как гидроксильный радикал [9]. В моделях ишемии / реперфузионного повреждения H₂ предотвращает повреждение тканей и уменьшает размер инфаркта [10], [11], [12]. В моделях нейродегенеративных заболеваний на крысах, включая болезни Паркинсона и Альцгеймера, введение H2 улучшило функцию памяти крыс и замедлило прогрессирование заболевания [13], [14]. Некоторые клинические испытания также определили влияние H₂ на несколько заболеваний, включая метаболический синдром, ревматоидный артрит, хронический гепатит B и болезнь Паркинсона [15], [16], [17], [18].

Несмотря на растущее количество доказательств, свидетельствующих о благотворном влиянии H₂, насколько нам известно, мало исследований было проведено среди здорового населения. Кроме того, системный эффект введения H₂ не выяснен, поскольку большинство предыдущих исследований были сосредоточены только на измерении ограниченных маркеров. Здесь мы стремились изучить влияние потребления воды, богатой H₂ (HW), у здоровых взрослых посредством обширного анализа антиоксидантной способности, субпопуляций мононуклеарных клеток периферической крови (PBMC) и их профиля транскриптома, а также сравнить эффекты потребления HW с теми, которые потребления простой воды (PW).

Воздействие воды, богатой H₂, на антиоксидантную систему было протестировано в основном на моделях in vitro или на животных, с ограниченными данными на людях из нескольких исследований пациентов, позволяющими обосновать полезную роль воды [19], [20], [21].

Насколько нам известно, это первое рандомизированное клиническое испытание, изучающее антиоксидантную активность H₂-воды у здоровых субъектов, особенно посредством всестороннего анализа маркеров окислительного стресса, профилей иммунных клеток крови и экспрессии генов в масштабе генома.

Четырехнедельное потребление H₂-воды вызвало значительное увеличение антиоксидантной способности и снижение окислительного стресса ДНК, хотя при сравнении группы вмешательства (H₂-вода) и группы плацебо (обычная вода) не было обнаружено значительной разницы. Эти наблюдения о том, что H₂-вода обладает некоторым потенциалом антиоксидантной активности, побудили нас продолжить изучение влияния на апоптоз клеток периферической крови у каждого субъекта, поскольку даже небольших изменений окислительного стресса может быть достаточно, чтобы инициировать процесс апоптоза.

Вода, обогащенная водородом, снижает запрограммированную гибель клеток и предотвращает серьезные клеточные повреждения

Мы обнаружили, что частота апоптотических клеток значительно снижалась под действием H₂-воды. Кроме того, анализ периферической крови методом проточной цитометрии показал, что H₂-вода значительно снижает частоту циркуляции клеток CD14 +.

Интересно, что анализ РНК-секвенирования выявил транскрипционную сеть воспалительного ответа как наиболее важную биологическую функцию, модулируемую H₂-водой. Он значительно подавлял экспрессию генов, участвующих в передаче сигналов TLR-NF-κB, в результате уровни транскриптов провоспалительных цитокинов были значительно снижены.

Имеются обширные экспериментальные данные о том, что окислительный стресс может нарушать клеточную функцию, деформируя нуклеиновые кислоты [22]. Окислительное повреждение ДНК может быть цитотоксическим или мутагенным и связано с патогенезом заболевания [23]. Одной из наиболее распространенных форм эндогенного повреждения ДНК является 8-OHdG, который образуется в результате присоединения гидроксильного радикала к дезоксигуанозину [24]. Таким образом, 8-OHdG широко используется в качестве признака окислительного стресса, а повышенный уровень 8-OHdG может быть фактором риска рака, атеросклероза и диабета [25].

Примечательно, что концентрация 8-OHdG снизилась до 35% от исходного уровня в группе HW, хотя значимости не было обнаружено из-за снижения на 52% и в группе PW. Ishibashi et al. также наблюдали, что пациенты с ревматоидным артритом показали значительное снижение уровней 8-OHdG в моче после приема 530 мл / день H₂-воды в течение 4 недель [17]. В исследованиях на животных моделях было показано, что вода, насыщенная водородом снижает окисление ДНК.

У крыс вода,обогащенная H2, ингибировала возрастное повышение уровней 8-OHdG в сыворотке [26]. Защитный эффект Н₂ против окислительного повреждения ДНК был также усилен на кроличьей модели стероид-индуцированного остеонекроза, что было выявлено путем количественного определения 8-OHdG-положительных гематопоэтических клеток [27]. Точно так же внутрибрюшинная инъекция H₂-богатого физиологического раствора крысам была эффективной в уменьшении количества 8-OHdG-положительных клеток миокарда после индукции сердечного I / R-повреждения (инфаркта) [28].

Одно из возможных механистических объяснений подавляющего действия HW на производство 8-OHdG состоит в том, что инертный водород реагирует с гидроксильным радикалом [9]. Однако необходимы дальнейшие механистические исследования, чтобы определить, существует ли прямое взаимодействие между гидроксильным радикалом и водородом, когда молекулярный водород вводится через пероральный прием воды, богатой H₂. В отличие от 8-OHdG, в перекисное окисление липидов вовлечено множество различных молекул, включая перокси, алкокси, алкильные радикалы, озон и диоксид серы, а также гидроксильный радикал [23]. Известно, что H₂ селективно удаляет гидроксильные радикалы, не влияя на другие ROS 29; Таким образом, неудивительно, что никаких изменений в d-ROM во время вмешательства не наблюдалось.

Старение обычно характеризуется состоянием, в котором повышен системный окислительный стресс и / или система антиоксидантной защиты изменена, что указывает на нарушение регуляции окислительно-восстановительного баланса и накопление окислительных повреждений 30. Поэтому мы предположили, что эффекты H₂-воды могут варьироваться в зависимости от возраста участников. Хотя не было различий в биологическом антиоксидантном потенциале сыворотки между группой вмешательства и группой плацебо в популяции в целом, стратификация по возрасту показала значительное увеличение антиоксидантной способности в старшей группе в возрасте ≥ 30 лет. Младшая возрастная группа (<30 лет) не показала различий между группами H₂-вода и плацебо. Это открытие означает, что H₂-вода может оказывать положительное влияние на повышение антиоксидантной способности у пожилых людей больше, чем у молодых.

Апоптоз - одно из последствий чрезмерной генерации АФК [31]. Поскольку митохондриальная дыхательная цепь является основным источником эндогенных АФК, митохондриальная ДНК, белки и липиды восприимчивы к атаке АФК, и эти биомолекулярные повреждения, не подлежащие восстановлению, могут привести к запрограммированной гибели клеток [32]. Чрезмерное разрушение нормальных клеток является основной причиной старения [33], диабета [34] и нейродегенеративных заболеваний [35]. Удивительно, но группа HW показала более низкий процент апоптозных PBMC на 4 неделе по сравнению с группой PW. Это говорит о том, что потребление HW (воды, насыщенной водородом) было эффективным для предотвращения серьезных клеточных повреждений. Поскольку молекулы водорода имеют небольшой размер и низкую молекулярную массу, достаточную для диффузии через клеточную мембрану и проникновения во внутриклеточные компартменты, H₂ может непосредственно подавлять эти серьезные повреждения [36]. Антиапоптотическая функция H₂ была описана другими исследователями в модельных исследованиях на животных, таких как крысы, вызванные ишемией / реперфузией [37], и крысы с гипоксией-ишемией [38]. Кроме того, неконтролируемое клиническое исследование на людях с участием пациентов с потенциальным метаболическим синдромом продемонстрировало антиапоптотический эффект потребления HW в эндотелиальных клетках [16]. Уменьшение апоптоза в настоящем исследовании могло быть связано с уменьшением частоты CD14-положительных PBMC. CD14 в основном экспрессируется на поверхности циркулирующих моноцитов человека [39]. Клетки, подвергнутые окислительному стрессу, побуждают моноциты CD14 + мигрировать вокруг них для апоптотического клиренса [40], а рекрутированные моноциты успешно фагоцитируют умирающие клетки [41]. Таким образом, уменьшение окислительного стресса привело к уменьшению повреждения клеток, что, в свою очередь, уменьшило частоту циркуляции моноцитов.

Окислительный стресс и воспаление тесно связаны друг с другом. Иммунные клетки стимулируются биомолекулами, поврежденными активными формами кислорода (АФК) , что способствует воспалительной реакции [3], [4]. Некоторые АФК напрямую активируют окислительно-восстановительные белки и факторы транскрипции, включая митоген-активируемую протеинкиназу (MAPK) и NF-κB. Они также запускают выработку провоспалительных цитокинов, включая IL-1 и IL-6 [42], [43]. Воспалительные клетки генерируют АФК, тем самым еще больше усиливая эти ответы. Гидроксильные радикалы действуют как сильные посредники для активации NF-κB, которая имеет решающее значение при воспалении, следовательно, улавливание радикалов способствует противовоспалительному эффекту [44]. Как показано в настоящем исследовании, потребление H₂-воды заметно подавляет сигнальный путь NF-κB. H₂ также подавлял NF-κB-регулируемые гены в печени здоровых мышей [45]. В исследованиях на животных с моделями воспаления введение H₂ эффективно снижало уровни провоспалительных цитокинов, таких как IL-1, IL-6 и TNF-α [46], [47], [48], [49]. Кроме того, сообщалось, что H₂ генерирует модифицированный фосфолипид, антагонист окисленных фосфолипидов, что приводит к снижению передачи сигналов Ca^₂+ и Са²⁺зависимого ядерного фактора пути активированных Т-клеток (NFAT), который индуцирует продукцию провоспалительных цитокинов [50].

В настоящем исследовании 1,5 л воды ежедневно потребляли все участники, независимо от того, входили ли они в группу вмешательства или в группу плацебо. Основываясь на собственных записях о привычном потреблении воды, которые были проанализированы перед участием, это интервенционное исследование побудило участников выпивать в среднем на 300 мл воды больше по сравнению с их обычным потреблением. Следовательно, это увеличение потребления воды может оказать благотворное влияние на физиологию иммунной системы, что может быть связано с наблюдением того, что биологическая антиоксидантная способность увеличивалась, а окислительное повреждение ДНК уменьшалось даже простой водой. Некоторые ограничения исследования включают относительно краткосрочное вмешательство, и поэтому результаты не могут учитывать долгосрочное влияние H₂-воды. Кроме того, участники исследования в основном набирались из Сеульского национального университета и местных жителей, и поэтому могут не быть репрезентативными для общей популяции здоровых взрослых. Наконец, численность исследуемой популяции могла быть недостаточно большой, чтобы выявить значительную разницу в маркерах окислительного стресса в крови.

Выводы

В заключение, эта работа представляет, насколько нам известно - первое двойное слепое плацебо-контролируемое всестороннее исследование, изучающее влияние H₂-воды на здоровых взрослых. Прием 1,5 л H₂-воды в течение 4 недель снижает гибель клеток и воспалительные реакции за счет модуляции транскрипционных сетей передачи сигналов TLR-NFκB. Кроме того, он может способствовать повышению биологической антиоксидантной способности у взрослых старше 30 лет в большей степени, чем у молодых людей.