Oksidatif strese karşı moleküler veya serbest hidrojen

Tıbbi hidrojen araştırmalarında atılım

Hidrojen, evrende bulunan en düşük kütleli elementtir ve bu nedenle periyodik tabloda ilk sırada yer alır. Aynı zamanda dünyadaki en önemli bileşiklerden biri olan su elementi H2O'nun bir bileşenidir. Bu nedenle hidrojen, araştırmalarda uzun süredir özel bir konuma sahiptir: örneğin, geleceğin yakıtı olarak hidrojen gazının özellikle çevre dostu olduğu söylenir, çünkü su buharı enerji üretimi sırasında üretilen tek atık üründür.

Bununla birlikte, hidrojenin insan vücudunda tamamen etkisiz olduğu kanıtlandığından, uzun bir süre tıpta hiçbir uygulama bulunamadı. Bu, Japonya'dan araştırmacılar 2007'de ilginç bir keşif yapana kadar geniş çapta kabul edildi.

Hidrojen gazının antioksidan etkisi

Dr. Ohsawa liderliğindeki bir grup araştırmacı, fareler üzerinde hidrojenin belirli doku hasarlarını azaltabileceğini göstermelerini sağlayan bir dizi deney gerçekleştirdi. Bu, yetersiz tedarik edilen bir doku bölümünde geri yüklenen kan akışının neden olduğu hasardır. Bir dokuya uzun süre yetersiz kan verilirse veya hiç sağlanmazsa (iskemi), hücreler hücre metabolizması için ihtiyaç duydukları oksijenden yoksundur.

Anaerobik (düşük oksijenli) metabolizma, kan akışı eski haline gelir gelmez kanda bulunan oksijenle reaksiyona giren belirli metabolik ürünler oluşturur. Bu, çevredeki dokuya büyük ölçüde zarar verebilecek çok sayıda reaktif oksijen radikali oluşturur. Deneyde, hidrojen gazı verildikten sonra, hidrojen molekülleri tüm dokulara hızlı ve kolay bir şekilde nüfuz edebilmiş ve oksijen radikallerini bir antioksidan gibi nötralize edebilmiştir. Genellikle gözlenen şiddetli doku hasarı, test hayvanlarında büyük ölçüde yoktu.

Çalışmanın 2007 yılında “Nature Medicine” de yayınlanmasından bu yana, bu konudaki yayınların sayısı katlandı: Şu anda hidrojenin antioksidan etkisi ve çeşitli hastalıklar üzerindeki etkisi hakkında beş yüzün üzerinde farklı çalışma var.

Ağırlıklı olarak Kore ve Japonya'dan yapılan çalışmaların sonuçları umut vericidir: Bu nedenle hidrojen, seçici bir antioksidan olarak terapötik ve profilaktik olarak kullanılabilir. Vitaminlerin aksine, hidrojen molekülleri yararlı bedensel süreçlere müdahale etmez, çünkü bağışıklık hücreleri patojenleri savuşturmak için serbest radikalleri de kullanır. Tam da bu nedenle, gıda takviyeleri şeklinde uzun süreli, yüksek dozda vitamin uygulaması, bozulmuş bir bağışıklık sistemi ile ilişkilidir.

Moleküler hidrojenin vücutta nasıl çalıştığını anlamak, bu elementin fiziksel ve kimyasal özellikleri hakkında önceden bilgi sahibi olmayı gerektirir.

Moleküler (serbest) hidrojen nedir?

Hidrojen kimyasal elementi, hidrojen (lat.) için "H" sembolü ile kısaltılır. Tüm evrende hidrojen sadece en hafif değil aynı zamanda en bol bulunan elementtir. Genellikle pozitif yüklü bir proton ve negatif yüklü bir elektrondan oluşur, daha az sıklıkla bir veya iki nötronlu hidrojen atomları bulunur. Sadece bir elektronları olduğu için hidrojen atomları özellikle reaktiftir, bu nedenle hidrojen sadece özel koşullar altında atomik formunda bulunur. Genellikle iki hidrojen atomu bir H2 molekülü (moleküler hidrojen veya serbest hidrojen) oluşturmak üzere birleşir. Renksiz, toksik olmayan, kokusuz ve tatsız, metalik olmayan bir gaz üretilir.

Hidrojen, özel özellikleri nedeniyle keşfedildiğinden beri insanları büyülemiştir. Örneğin, ilk zeplinler havadan daha düşük bir yoğunluğa sahip olduğu için kaldırıcı cisimlerinde hidrojen gazı kullandılar. İlk modern hidrojenle çalışan yakıt hücreleri 1960'larda geliştirildi. Hidrojen gazının oksijenle reaksiyona girmesiyle enerji üretilir. Bu işlem sadece atık ürün olarak su ürettiğinden, bu yakıt hücresi haklı olarak geleceğin itici gücü olarak görülüyor.

Hidrojenin tıbbi uygulaması

Tıbbi araştırmalarda ise hidrojenin insan vücuduna herhangi bir etkisi tespit edilemediği için uzun süre düşünülmedi. 19752'de pozitif sonuçları olan ilk testler fark edilmedi, bu yüzden araştırma sonuçları 2007'de yayınlandıktan sonra - en azından Asya'da - şaşkınlık daha da arttı. Japonya ve Kore'de, çalışma tıbbi bir atılım olarak kabul ediliyor.

Buna göre hidrojen insan vücudunda iki şekilde kullanılır: enerji sağlayıcı ve seçici antioksidan olarak. Karbonhidratlar ve yağlar parçalandığında hidrojen açığa çıkar. Bu daha sonra belirli moleküllere bağlanır ve hücrelerin enerji santrallerinde (mitokondri) depolanır. Oksijen ile reaksiyon, enerji taşıyıcısı ATP tarafından emilen ve taşınan enerji üretir.

Moleküler hidrojen (H2) ise bir radikal temizleyici (antioksidan) görevi görür: diğer şeylerin yanı sıra hücresel solunum, stres ve patolojik süreçlerin neden olduğu zararlı reaktif oksijen ve nitrojen radikallerini (aşağıya bakınız) nötralize eder. vücutta. Vitaminler veya fitokimyasallar gibi diğer antioksidan formlarıyla karşılaştırıldığında, serbest hidrojenin bazı önemli avantajları vardır:

Hidrojen gazı zararsızdır

Birkaç çalışma, insanlar üzerinde hidrojen kullanımının zararsız olduğunu ikna edici bir şekilde gösterebildi.

Hidrojen gazı hızla dağılır.

Atom kütlesi çok küçük olduğu için, hidrojen molekülleri tüm doku yapılarına kolayca nüfuz edebilir ve vücutta hızla yayılabilir. Kan-beyin bariyeri de onlar için bir engel değildir ki hassas beyin dokusu korunabilsin.

Hidrojen gazı aynı zamanda suda ve yağda çözünür.

Bu özellikler, moleküllerin bir yağ tabakasıyla kaplı ve içi sıvı dolu hücrelere de ulaşmasını sağlar. Bu şekilde moleküller ayrıca yağ katmanlarına nüfuz edebilir ve sıvı dolu hücrelere girebilir.

serbest radikal teorisi

Sözde radikaller, kimyasal reaksiyonlarla bir elektronun çıkarıldığı moleküllerdir. Artık eşleşmemiş bir elektronları olduğu için radikaller son derece saldırgandır. Tam bir elektron çiftine sahip olmadıkça, başka bir atom veya molekülden bir elektron "kapmak" suretiyle eksik elektronu değiştirmeye çalışırlar. Bu oksidasyon süreci, hücre ve doku yapılarına çok zarar verir. Özellikle büyük miktarlarda radikal üretildiğinde, DNA gibi hassas yapılarda hasar meydana gelebilir. Ancak aynı zamanda serbest radikaller, bağışıklık hücreleri tarafından patojenlere karşı mücadelede kullanılır.

Radikaller, örneğin hücresel solunum da dahil olmak üzere vücutta meydana gelen çok çeşitli kimyasal süreçler sırasında oluşur. Aşırı oksidasyonu önlemek için vücut karşı önlemler alabilir: Glutatyon gibi kendi radikal temizleyicilerinin yardımıyla radikaller nötralize edilir ve böylece zararsız hale getirilir. Antioksidanlar (vitaminler, ikincil bitki maddeleri) de vücuda besinler yoluyla girer ve bu süreci destekler.

Bununla birlikte, dengesiz beslenme, besin emilimindeki bozukluklar veya stres veya hastalık nedeniyle artan besin gereksinimleri gibi vücudun nötralize edebileceğinden daha fazla serbest radikal üretilmesine neden olan çeşitli durumlar vardır. Bu, oksidatif stres olarak bilinen bir duruma yol açar. Bu, membranlarda, DNA'da, proteinlerde ve diğer hücre bileşenlerinde büyük oksidatif hasara neden olabilir. Bu tür hasarlar birçok kronik hastalıkta ortaya çıkar. Oksidatif stresin yaşlanma sürecindeki en önemli faktörlerden biri olduğu da kabul edilmektedir.

Modern çalışmaların gösterdiği gibi, uzun süreli yüksek doz vitamin takviyesi alımı güvenilir koruma sağlamaz. Vitaminler etkilerinde çok spesifik değildir ve ayrıca vücuttaki faydalı immünolojik süreçlere müdahale eder. Sonuç, daha yüksek hastalık oranları ve sağlıkta genel bir bozulmadır.

Moleküler hidrojen hedeflenen bir şekilde çalışır

Radikaller, vücuttaki tamamen doğal süreçlerde olduğu kadar patolojik süreçlerde de oluşur. Herhangi bir hasara neden olmamaları için antioksidan formunda yeterli miktarda radikal temizleyiciye ihtiyacımız var. Ancak bazen o kadar büyük miktarda serbest radikal üretilir ki vücudun kendi antioksidanları yeterli olmaz. Diyet takviyeleri yoluyla yüksek dozda vitamin alımı da zararlı ve faydalı radikalleri ayırt edemedikleri için dezavantajlı olabilir.

Moleküler hidrojen ise seçici davranır. Doğal olarak sadece bir elektrona sahiptir ve bu nedenle belirli oksijen radikalleri (hidroksil radikalleri, OH⦁) ile birleşmeyi “sevmektedir” . Bir hidrojen gazı molekülü (H2) ve iki hidroksil radikali (OH⦁) reaksiyona girdiğinde iki su molekülü oluşur. Daha fazla işlem gerektiren hiçbir kalıntı yoktur. Hidroksil radikali, insan vücudundaki en zararlı serbest radikaldir ve hidrojen tarafından kolaylıkla faydalı bir maddeye dönüştürülebilir.

Azot radikalleri (peroksinitrit anyonları, ONOO-) hidrojen gazı tarafından da zararsız hale getirilebilir. Hidrojenin vücutta kolay ve hızlı bir şekilde yayılması ve bu nedenle hızlı ve hedefe yönelik bir etkiye sahip olması özellikle önemlidir. Bugüne kadar yapılan araştırma sonuçları, moleküler hidrojenin serbest radikalleri etkin bir şekilde nötralize ederek arterioskleroz, tip 2 diyabet, alerji, Alzheimer ve Parkinson hastalığı gibi hastalıklar üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.

Basit ve güvenli uygulama

Vücuttaki karmaşık işleyişinin aksine, moleküler hidrojen uygulaması daha basit olamazdı. Bir yandan hava hidrojen gazı ile zenginleştirilip hastaya inhalasyon için verilebilir. Ancak suda çözünürlüğü nedeniyle suda zenginleştirilip içilebilir. Alternatif olarak, hidrojen açısından zengin suda da banyo yapabilirsiniz. Son olarak, steril bir salin solüsyonu ile enjeksiyonlar da mümkündür. Özellikle hidrojenle zenginleştirilmiş içme suyu, basit ve özellikle güvenli bir uygulama tipini temsil eder.

İstenmeyen reaksiyonların meydana gelmemesi için sadece suyun kalitesine özel dikkat gösterilmelidir. İdeal olarak, ozmoz suyu ile özel olarak arıtılmalıdır. Basit musluk suyu ise, yer yer yüksek konsantrasyonlarda nitrat içerdiğinden hidrojen gazı için bir taşıyıcı çözelti olarak uygun değildir. Hidrojen ile kombinasyon halinde nitrat, sindirim sistemindeki gıdalardan gelen proteinlerle reaksiyona girebilen ve kanserojen nitrozaminler oluşturmak üzere birleşebilen nitrite indirgenir.

Çözüm

Moleküler hidrojen, gelecekteki tıp için büyük potansiyel göstermiştir. Birçok kronik hastalık oksidatif stres ile ilişkili olduğundan, hidrojen gazı ile tedavi, hastalığın seyri üzerinde olumlu bir etki yaratma fırsatı sunar. Bu araştırma alanına ilginin Avrupa'ya da yayılacağı umulmaktadır, çünkü daha çok sayıda çalışmanın yapılması gerekmektedir. Bununla birlikte, moleküler hidrojenin basit, güvenli ve ucuz bir arıtma yöntemi olduğu zaten açıktır.