Hidrogenul molecular sau liber împotriva stresului oxidativ

Revoluție în cercetarea hidrogenului medical

Hidrogenul este cel mai mic element de masă găsit în univers și, prin urmare, ocupă primul loc în tabelul periodic. De asemenea, este o componentă a elementului apă H2O, unul dintre cei mai importanți compuși de pe pământ. Din acest motiv, hidrogenul a ocupat de multă vreme o poziție specială în cercetare: ca combustibil al viitorului, se spune că hidrogenul gazos, de exemplu, este deosebit de prietenos cu mediul, deoarece vaporii de apă sunt singurul produs rezidual produs în timpul producției de energie.

Multă vreme însă nu a putut fi găsită nicio aplicație în medicină, deoarece hidrogenul s-a dovedit a fi complet ineficient în corpul uman. Acest lucru a fost larg convenit până când cercetătorii din Japonia au făcut o descoperire interesantă în 2007.

Efectul antioxidant al hidrogenului gazos

Un grup de cercetători condus de dr. Ohsawa a efectuat o serie de experimente pe șobolani care le-au permis să demonstreze că hidrogenul ar putea reduce anumite tipuri de leziuni tisulare. Aceasta este daune cauzate de fluxul sanguin restabilit într-o secțiune de țesut care este insuficient alimentată. Dacă un țesut este alimentat cu sânge slab sau deloc (ischemie) pentru o perioadă lungă de timp, atunci celulelor le lipsește oxigenul de care au nevoie pentru metabolismul lor celular.

Metabolismul anaerob (cu conținut scăzut de oxigen) creează anumiți produși metabolici care reacționează cu oxigenul conținut în sânge de îndată ce fluxul sanguin este restabilit. Acest lucru creează un număr mare de radicali reactivi de oxigen, care pot deteriora masiv țesutul din jur. În experiment, după administrarea de hidrogen gazos, moleculele de hidrogen au reușit să pătrundă rapid și ușor în toate țesuturile și să neutralizeze radicalii de oxigen ca un antioxidant. Leziunile tisulare severe observate de obicei au fost în mare parte absente la animalele de testat.

De când studiul a fost publicat în „Nature Medicine” în 2007, numărul publicațiilor pe această temă s-a înmulțit: acum există peste cinci sute de studii diferite privind efectul antioxidant al hidrogenului și efectul acestuia asupra diferitelor boli.

Rezultatele studiilor, în principal din Coreea și Japonia, sunt promițătoare: hidrogenul poate fi, prin urmare, utilizat terapeutic și profilactic ca antioxidant selectiv. Spre deosebire de vitamine, moleculele de hidrogen nu interferează cu procesele corporale utile, deoarece celulele imunitare folosesc și radicalii liberi pentru a îndepărta agenții patogeni. Tocmai din acest motiv o administrare pe termen lung, în doze mari de vitamine sub formă de suplimente alimentare este asociată cu un sistem imunitar deteriorat.

Înțelegerea modului în care hidrogenul molecular funcționează în organism necesită anumite cunoștințe prealabile despre proprietățile fizice și chimice ale acestui element.

Ce este hidrogenul molecular (liber)?

Elementul chimic hidrogen este abreviat cu simbolul „H” pentru hidrogen (lat.). În întregul univers, hidrogenul nu este doar cel mai ușor, ci și cel mai abundent element. De obicei, constă dintr-un proton încărcat pozitiv și un electron încărcat negativ, mai rar se găsesc atomi de hidrogen cu unul sau doi neutroni. Deoarece au un singur electron, atomii de hidrogen sunt deosebit de reactivi, astfel încât hidrogenul se găsește doar în forma sa atomică în circumstanțe speciale. De obicei, doi atomi de hidrogen se combină pentru a forma o moleculă de H2 (hidrogen molecular sau hidrogen liber) . Se produce un gaz nemetalic incolor, netoxic, inodor și fără gust.

Datorită proprietăților sale speciale, hidrogenul a fascinat oamenii încă de când a fost descoperit. De exemplu, primii zeppelini au folosit hidrogen gazos în corpurile lor de ridicare, deoarece are o densitate mai mică decât aerul. Primele pile de combustibil moderne alimentate cu hidrogen au fost dezvoltate în anii 1960. Energia este generată prin reacția hidrogenului gazos cu oxigenul. Deoarece acest proces produce doar apă ca produs rezidual, această pilă de combustibil este considerată pe bună dreptate ca motorul viitorului.

Aplicarea medicală a hidrogenului

În cercetarea medicală, pe de altă parte, hidrogenul nu a fost luat în considerare mult timp deoarece nu a putut fi identificat niciun efect asupra corpului uman. Primele teste cu rezultate pozitive în 19752 au trecut neobservate, așa că uimirea a fost cu atât mai mare – cel puțin în Asia – după ce rezultatele cercetării au fost publicate în 2007. În Japonia și Coreea, studiul este considerat o descoperire medicală.

Prin urmare, hidrogenul este utilizat în două moduri în corpul uman: ca furnizor de energie și ca antioxidant selectiv. Hidrogenul este eliberat atunci când carbohidrații și grăsimile sunt descompuse. Acesta este apoi legat de anumite molecule și stocat în centralele electrice ale celulelor (mitocondrii). Reacția cu oxigenul produce energie, care este absorbită și transportată de purtătorul de energie ATP.

Hidrogenul molecular (H2), pe de altă parte, acționează ca un captator de radicali (antioxidant): neutralizează radicalii reactivi nocivi de oxigen și azot (vezi mai jos), care sunt cauzați, printre altele, de respirația celulară, stres și procese patologice. in corp. În comparație cu alte forme de antioxidanți, cum ar fi vitaminele sau substanțele fitochimice, hidrogenul liber are câteva avantaje cheie:

Hidrogenul gazos este inofensiv

Mai multe studii au reușit deja să demonstreze în mod convingător că utilizarea hidrogenului pe oameni este inofensivă.

Hidrogenul gazos se dispersează rapid.

Deoarece masa sa atomică este atât de mică, moleculele de hidrogen pot pătrunde cu ușurință în toate structurile tisulare și se pot răspândi rapid în tot corpul. Bariera hemato-encefalică nu este nici un obstacol pentru ei, astfel încât țesutul sensibil al creierului să poată fi protejat.

Hidrogenul gazos este solubil în apă și în grăsimi în același timp.

Aceste proprietăți asigură că moleculele ajung și la celulele care sunt acoperite de un strat de grăsime și umplute cu lichid. În acest fel, moleculele pot pătrunde și în straturi de grăsime și pot pătrunde în celulele pline cu lichid.

Teoria radicalilor liberi

Așa-numiții radicali sunt molecule din care un electron a fost îndepărtat prin reacții chimice. Acum că au un electron nepereche, radicalii sunt extrem de agresivi. Cu excepția cazului în care au o pereche completă de electroni, ei încearcă să înlocuiască electronul lipsă prin „smulgerea” unui electron dintr-un alt atom sau moleculă. Acest proces de oxidare este foarte dăunător pentru structurile celulare și tisulare. Deteriorarea structurilor sensibile, cum ar fi ADN-ul, poate apărea, în special atunci când sunt produse cantități mari de radicali. În același timp, însă, radicalii liberi sunt folosiți de celulele imune în lupta împotriva agenților patogeni.

Radicalii se formează în timpul unei game largi de procese chimice care au loc în organism, inclusiv respirația celulară, de exemplu. Pentru a preveni oxidarea excesivă, organismul poate lua contramăsuri: cu ajutorul propriilor captatori de radicali, cum ar fi glutationul, radicalii sunt neutralizați și astfel făcuți inofensivi. Antioxidanții (vitamine, substanțe vegetale secundare) ajung și ei în organism prin alimente și susțin acest proces.

Cu toate acestea, există diverse circumstanțe, cum ar fi o dietă dezechilibrată, tulburări în absorbția nutrienților sau cerințe crescute de nutrienți din cauza stresului sau a bolii, care duc la producerea mai multor radicali liberi decât poate neutraliza organismul. Acest lucru duce la o afecțiune cunoscută sub numele de stres oxidativ. Acest lucru poate duce la deteriorarea oxidativă masivă a membranelor, ADN-ului, proteinelor și altor componente celulare. Astfel de daune apar în multe boli cronice. De asemenea, se presupune că stresul oxidativ este unul dintre cei mai importanți factori în procesul de îmbătrânire.

Consumul pe termen lung de suplimente de vitamine în doze mari nu oferă o protecție fiabilă, așa cum au arătat studiile moderne. Vitaminele sunt foarte nespecifice în efectul lor și, de asemenea, interferează cu procesele imunologice utile din organism. Rezultatul este o rată mai mare de îmbolnăvire și o deteriorare generală a sănătății.

Hidrogenul molecular funcționează într-un mod țintit

Radicalii sunt creați în timpul proceselor complet naturale din organism, precum și prin procese patologice. Pentru ca acestea să nu provoace daune, avem nevoie de destui captatori de radicali sub formă de antioxidanți. Uneori, totuși, sunt produse cantități atât de mari de radicali liberi încât antioxidanții proprii organismului nu sunt suficienți. Un aport de vitamine în doze mari prin suplimente alimentare poate fi, de asemenea, dezavantajos, deoarece nu pot face distincția între radicalii nocivi și cei benefici.

Hidrogenul molecular, pe de altă parte, acționează selectiv. Are în mod natural un singur electron și, prin urmare, îi „place” să se combine cu anumiți radicali de oxigen (radicali hidroxil, OH⦁). Când o moleculă de hidrogen gazos (H2) și doi radicali hidroxil (OH⦁) reacționează, se formează două molecule de apă. Nu există reziduuri care necesită prelucrare ulterioară. Radicalul hidroxil este cel mai dăunător radical liber din corpul uman și poate fi ușor transformat într-o substanță utilă prin hidrogen.

Radicalii de azot (anionii peroxinitrit, ONOO-) pot fi, de asemenea, făcuți inofensivi de hidrogenul gazos. Este deosebit de important ca hidrogenul să se răspândească ușor și rapid în organism și, prin urmare, poate avea un efect rapid și țintit. Rezultatele cercetării până în prezent indică faptul că hidrogenul molecular are un efect pozitiv asupra bolilor precum arterioscleroza, diabetul de tip 2, alergiile, Alzheimer și boala Parkinson prin neutralizarea eficientă a radicalilor liberi.

Aplicație simplă și sigură

Spre deosebire de funcționarea sa complexă în organism, aplicarea hidrogenului molecular nu ar putea fi mai simplă. Pe de o parte, aerul poate fi îmbogățit cu hidrogen gazos și administrat pacientului pentru inhalare. Cu toate acestea, datorită solubilității sale în apă, poate fi, de asemenea, îmbogățit și băut în apă. Alternativ, puteți face baie și în apă bogată în hidrogen. Nu în ultimul rând, sunt posibile și injecții cu o soluție salină sterilă. În special, apa potabilă îmbogățită cu hidrogen reprezintă un tip de aplicare simplu și deosebit de sigur.

O atenție deosebită trebuie acordată numai calității apei, astfel încât să nu apară reacții nedorite. În mod ideal, ar trebui să fie tratat special cu apă de osmoză. Apa simplă de la robinet, pe de altă parte, nu este potrivită ca soluție purtătoare pentru hidrogenul gazos, deoarece are concentrații mari de nitrat pe alocuri. În combinație cu hidrogenul, azotații este redus la nitriți, care pot reacționa cu proteinele din alimente din tractul digestiv și se pot combina pentru a forma nitrozamine cancerigene.

Concluzie

Hidrogenul molecular a arătat un mare potențial pentru medicina viitoare. Deoarece multe boli cronice sunt asociate cu stresul oxidativ, tratamentul cu hidrogen gazos oferă o oportunitate de a avea un efect pozitiv asupra evoluției bolii. Este de sperat că interesul pentru acest domeniu de cercetare se va răspândi și în Europa, deoarece mai trebuie efectuate numeroase studii. Cu toate acestea, este deja clar că hidrogenul molecular este o metodă de tratament simplă, sigură și ieftină.