Tác dụng của phân tử hydro và các thử nghiệm lâm sàng

Tác dụng của phân tử hydro và các thử nghiệm lâm sàng

1) Tác dụng bảo vệ chống lại chấn thương do thiếu máu cục bộ tái tưới máu

Sự tái tưới máu do thiếu máu cục bộ gây ra nhiều ROS và làm tổn thương các mô. Nhồi máu não khi động vật mô hình bệnh hít phải khí hydro2)Và nhồi máu cơ tim34)Tổn thương do tái tưới máu do thiếu máu cục bộ đã được cải thiện tại thời điểmhinh 4). Sử dụng nước muối hydro trong phúc mạc bảo vệ thận khỏi tổn thương do thiếu máu cục bộ do tái tưới máu46).. Các rối loạn sau hồi sức sau ngừng tim phổi do tổn thương do thiếu máu cục bộ tái tưới máu ở các cơ quan khác nhau, bao gồm não và tim. Hít phải khí hydro đã cải thiện đáng kể tỷ lệ sống sót và bệnh lý thần kinh của hội chứng sau ngừng tim ở mô hình chuột.47)..

Hình 4 Tác dụng hút khí hydro đối với nhồi máu não chuột

Động mạch não chuột bị nhồi máu và khí hydro (2%) được hít vào trong quá trình tái tưới máu. Một ngày sau, một vùng hoại tử được phát hiện bằng phương pháp nhuộm 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC).

Khí hydro48)Cho dù bạn hít vào hay uống nước hydro49)， Ngay cả khi nội tạng được ngâm trong dung dịch bảo quản hydro43)Vì tổn thương trong quá trình cấy ghép nội tạng được giảm bớt, nên có thể thấy rằng việc nạp hydro là quan trọng bất kể phương pháp nào. Ngoài ra, vì heli không có tác dụng như vậy, nên có thể thấy rằng hoạt động khử của hydro là rất quan trọng.50)..

2) Tác dụng phòng thủ chống lại sự thoái hóa thần kinh

Căng thẳng oxy hóa mãn tính thường được coi là một trong những nguyên nhân gây ra các bệnh thoái hóa thần kinh như chứng sa sút trí tuệ và bệnh Parkinson.51).. Bằng cách áp dụng căng thẳng kiềm chế thể chất mãn tính, thực nghiệm có thể gây ra căng thẳng oxy hóa trong não, đồng thời khả năng học tập và trí nhớ có thể bị suy giảm.52).. Hơn nữa, sự tăng sinh của các tế bào thần kinh trong hồi hải mã bị ức chế bởi sự căng thẳng kiềm chế. Uống nước hydro ngăn chặn sự gia tăng căng thẳng oxy hóa này và ngăn ngừa rối loạn chức năng nhận thức trong học tập, trí nhớ và chức năng nhận thức không gian. Ngoài ra, nước hydro phục hồi sự phát triển thần kinh của hồi hải mã trong mô hình động vật thí nghiệm.37).. Cho rằng thuốc chống trầm cảm làm tăng sự hình thành thần kinh ở người lớn53)， Nước hydro có thể có hiệu quả trong việc cải thiện chứng trầm cảm cũng như một số rối loạn tâm thần.

Trong bệnh Parkinson, stress oxy hóa liên quan đến rối loạn chức năng ty thể được cho là nguyên nhân chính gây mất tế bào thần kinh dopaminergic.54).. Trong mô hình chuột mắc bệnh Parkinson, trong đó thể vân substantia nigra bị biến tính bởi hydroxydopamine (6-OHDA), khi uống nước hydro trước hoặc sau khi sử dụng 6-OHDA, sự hình thành thoái hóa thể vân substantia nigra ở chuột. Cả hai tiến triển đều ngăn cản55).. Ngoài ra, việc mất tế bào thần kinh dopaminergic trong một mô hình bệnh Parkinson khác của chuột gây ra bởi 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) cũng bị ức chế khi uống nước hydro.56)..

Dựa trên kết quả đáng chú ý này, một thử nghiệm lâm sàng mù đôi ngẫu nhiên đã được tiến hành, trong đó bệnh nhân mắc bệnh Parkinson được yêu cầu uống nước hydro trong 48 tuần và được đánh giá bằng chỉ số lâm sàng Thang đánh giá bệnh Parkinson thống nhất (UPDRS). một hiệu ứng cải thiện đáng kể57)..

3) Tác dụng bảo vệ chống lại quá trình chuyển hóa năng lượng và hội chứng chuyển hóa

Uống nước hydro kích hoạt chuyển hóa năng lượng38).. Nước hydro cải thiện đáng kể gan nhiễm mỡ ở chuột mô hình tiểu đường loại 2 béo phì, chuột db / db . Thức ăn và nước uống hoàn toàn giống nhau, nhưng uống nước hydro trong thời gian dài giúp giảm đáng kể lượng mỡ và trọng lượng cơ thể. Hơn nữa, vì uống nước hydro làm tăng tiêu thụ oxy và thải khí carbon dioxide, người ta thấy rằng việc kích hoạt chuyển hóa năng lượng làm giảm mức đường huyết, insulin và chất béo trung tính.38).. Ngoài ra, việc uống nước hydro liên tục ở chuột mô hình xơ cứng động mạch đã ức chế được chứng xơ cứng động mạch.36)(Hình 5).

Hình 5 Những con chuột ApoE (- / -) của mô hình xơ cứng động mạch được cho uống nước hydro trong 4 tháng, và động mạch chủ được nhuộm bằng Dầu O đỏ.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Sơn Đông, Trung Quốc cho thấy các đối tượng trong quân dự bị mắc hội chứng chuyển hóa đã được uống nước hydro trong 10 tuần để giảm mức cholesterol toàn phần (TC) và cholesterol LDL. Ngoài ra, nước hydro ức chế quá trình oxy hóa LDL, gây ra sự kết dính bạch cầu đơn nhân do yếu tố hoại tử khối u α (TNF-α) vào các tế bào nội mô, và cải thiện đáng kể việc kích hoạt dòng chảy cholesterol từ các tế bào bọt đại thực bào.58)..

Tổng hợp lại, người ta cho rằng những bệnh nhân mắc hội chứng chuyển hóa có thể mong đợi tác dụng của việc uống nước hydro.

4) Tác dụng đối với bài tập

Ảnh hưởng của nước hydro đối với việc tập thể dục đã được nghiên cứu trong một phương pháp mù đôi chéo sử dụng các cầu thủ bóng đá nam trẻ tuổi làm đối tượng. Ở những đối tượng được uống giả dược, mức lactate trong máu tăng lên khi vận động mạnh, nhưng khi uống nước hydro, sự gia tăng mức lactate trong máu khi vận động mạnh sẽ bị kìm hãm, và đồng thời giảm mệt mỏi cơ bắp.59)..

5) Tác dụng ức chế viêm

Uống nước hydro, sinh lý hydro ở mô hình động vật bị viêm do nhiễm trùng huyết do concanavalin A, natri dextran sulfat, lipopolysaccharid (LPS), zymosan (chất gây viêm lan tỏa toàn thân) và nhiễm vi khuẩn nặng Truyền dung dịch muối và hít khí hydro giảm mức độ của các cytokine gây viêm và ngăn chặn tình trạng viêm.Số năm)..

Một nghiên cứu mù đôi cũng được thực hiện trên bệnh viêm khớp dạng thấp, là một bệnh viêm mãn tính, và người ta thấy rằng uống nước hydro có hiệu quả trong việc cải thiện bệnh viêm khớp dạng thấp.60)..

6) Giảm thiểu các tác dụng phụ của điều trị ung thư

Hít khí hydro và uống nước hydro giúp cải thiện tình trạng giảm cân do điều trị bằng thuốc chống ung thư cisplatin, cải thiện độc tính trên thận và giảm tỷ lệ tử vong ở chuột. Mặc dù có tác dụng bảo vệ chống lại độc tính do cisplatin gây ra, hydro không ảnh hưởng đến tác dụng chống khối u của cisplatin trên các dòng tế bào ung thư in vitro hoặc trên chuột có khối u in vivo .44)..

Ở những bệnh nhân được xạ trị cho các khối u gan ác tính, một nghiên cứu mù đôi về lượng nước hydro trong 6 tuần cho kết quả duy trì khả năng chống oxy hóa trong huyết thanh và cải thiện điểm số chất lượng cuộc sống (QOL).61)..

7) Các mô hình bệnh tật khác và ảnh hưởng đến bệnh nhân

Lượng hydro đã được chứng minh là có hiệu quả trong một loạt các mô hình bệnh tật. Điếc, rối loạn giác mạc, bệnh nha chu, viêm gan không do rượu, tăng huyết áp, loãng xương, giải độc, v.v.Số năm)..

Trong các thử nghiệm lâm sàng, ngoài những cách trên, hydro còn được sử dụng cho bệnh nhân viêm da cơ và bệnh ty thể, tác dụng giảm đau do chạy thận nhân tạo, viêm da ban đỏ cấp tính và viêm bàng quang kẽ, và thu được kết quả tốt.Số năm).. Chúng tôi cũng nghe nói rằng hydro đang được sử dụng tích cực trong các phòng khám y tế miễn phí và đã thu được kết quả tốt.

Kết quả của các thí nghiệm và thử nghiệm lâm sàng trên động vậtHình 6Tóm tắt trong. Có thể thấy nó có tác dụng đối với một nhóm bệnh thoạt nhìn tưởng chừng như hoàn toàn khác nhau.

Hình 6 Các bệnh mà các tác dụng phòng ngừa và điều trị khác nhau của hydro đã được báo cáo qua các thí nghiệm trên động vật hoặc thử nghiệm lâm sàng.

 

Cơ chế phân tử mà các phân tử hydro gây ra các tác dụng khác nhau

Như đã đề cập ở trên, nhiều thí nghiệm ủng hộ rằng hydro có nhiều chức năng khác nhau. Nó cũng đã được chứng minh là có hiệu quả trong các thử nghiệm lâm sàng mù đôi. Tuy nhiên, thật khó để nói rằng cơ chế phân tử thực hiện chức năng của nó đã được làm sáng tỏ đầy đủ. Vì vậy, tôi muốn mô tả các hành động trực tiếp và gián tiếp và xem xét các vấn đề.

1) Sự khử trực tiếp các gốc hydroxyl bởi các phân tử hydro

Trong các thí nghiệm sử dụng tế bào nuôi cấy, người ta đã xác nhận bằng phản ứng của thuốc thử huỳnh quang và phương pháp bẫy spin rằng hydro khử · OH.2).. Sau đó, người ta đã chỉ ra rằng thuốc nhỏ mắt hydro làm giảm trực tiếp OH do tái tưới máu võng mạc do thiếu máu cục bộ.41)Hơn nữa, ở cấp độ mô, hydro đã được chứng minh là có tác dụng vô hiệu hóa testis-OH do bức xạ gây ra.62)..

· OH được biết đến là tác nhân chính gây ra các phản ứng dây chuyền gốc tự do. Khi phản ứng dây chuyền này xảy ra trên màng sinh học, phản ứng vẫn tồn tại và mở rộng, gây tổn thương nghiêm trọng cho tế bào. Một khi phản ứng dây chuyền xảy ra, lipid peroxide sẽ tăng lên, đây là một trong những nguyên nhân gây ra nhiều bệnh khác nhau. Các chất đánh dấu ứng suất oxy hóa như 4-hydroxyl-2-nonenal (4-HNE) và malondialdehyde (MDA) được tạo ra từ các peroxit lipid.63)Trên thực tế, nhiều nghiên cứu đã báo cáo rằng hydro làm giảm các dấu hiệu oxy hóa này.

Do đó, những quan sát này cho thấy rằng sự có mặt của một lượng hydro vừa đủ có thể giảm thiểu hiệu quả quá trình oxy hóa mô do OH gây ra. Tuy nhiên, điều này rất khó giải thích khi nồng độ hydro trong cơ thể không trở nên đủ cao do uống nước hydro.

2) Phân tử hydro khử trực tiếp peroxynitrit để kiểm soát sự biểu hiện của gen

Là một cơ chế phân tử khác, cần xem xét quá trình khử ONOO - bằng hydro . ONOO - được biết là biến đổi tyrosine protein để tạo ra nitrotyrosine.11).. Nước hydro49)， Khí hydro64)， Nước muối hydro65)Trong bất kỳ trường hợp nào, uống hydro đã được chứng minh là làm giảm hiệu quả mức nitrotyrosine trong các mô hình động vật thí nghiệm và uống nước hydro ở người cũng làm giảm mức nitrotyrosine ở bệnh nhân viêm khớp dạng thấp.60).. Do đó, ít nhất một phần hoạt động của hydro có thể là do sự ngăn chặn sự hình thành nitrotyrosine của protein.

Nhiều yếu tố protein tham gia vào quá trình điều hòa phiên mã được biết đến là nitrat hóa (–O – NO 2 ) hoặc nitro hóa (–S – NO 2 ), do đó –O – NO 2 hoặc –S – NO 2 Có thể là các biểu hiện gen khác nhau được điều chỉnh bằng cách giảm11)..

3) Kiểm soát truyền tín hiệu

Hydrogen ức chế sự phosphoryl hóa của ASK1 và các phân tử tín hiệu xuôi dòng của nó, p38 MAP kinase, JNK và IκB, và điều chỉnh quá trình truyền tín hiệu.66).. Hydro cũng đã được chứng minh là có khả năng ức chế sự phosphoryl hóa của một số protein truyền tín hiệu, bao gồm MEK, p38 và ERK-1/2.49), Việc ngừng hoạt động NF-κB cũng đã được báo cáo67).. Những nghiên cứu này cho rằng hydro ảnh hưởng đến quá trình truyền tín hiệu và điều chỉnh sự biểu hiện của gen. Cơ chế mà hệ thống truyền tín hiệu tham gia hiện đang được phân tích chi tiết.

4) Giảm stress oxy hóa gián tiếp bằng cách kiểm soát sự biểu hiện của gen

Hydro tạo ra các hệ thống chống oxy hóa như HO-1, SOD, catalase và myeloperoxidase, và làm giảm stress oxy hóa.Số năm)..

Nrf2 được biết đến với chức năng như một hệ thống bảo vệ chống lại stress oxy hóa và các chất độc hại khác nhau bằng cách tạo ra các gen khác nhau bao gồm HO-1. Ở những con chuột thiếu Nrf2, việc hít phải khí hydro không cải thiện được tổn thương phổi do peroxy hóa liên quan đến việc giảm HO-1, và khí hydro dường như có liên quan đến việc cải thiện tổn thương phổi do peroxy hóa phụ thuộc Nrf2.68)..

5) Kiểm soát biểu hiện gen của các cytokine và hormone gây viêm

Trong hầu hết các mô hình viêm, hydro có tác dụng chống viêm bằng cách giảm sự biểu hiện của các cytokine gây viêm.3–5).. Các yếu tố thúc đẩy quá trình viêm, chẳng hạn như các cytokine gây viêm này, mà sự biểu hiện bị giảm bởi hydro bao gồm TNF-α, interleukin (IL) -1β, IL-6, IL-10, IL-12, CCL2 và interferon (INF) -γ , phân tử kết dính tế bào 1 (ICAM-1), PGE1 và PGE2, hộp nhóm 1 có tính di động cao (HMGB-1)3–5)..

Như đã đề cập ở trên, nước hydro giúp cải thiện tình trạng béo phì và các thông số trao đổi chất. Kết quả phân tích biểu hiện gen cho thấy rằng sự biểu hiện của yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi 21 của hormone gan (FGF21) được tăng lên khi uống nước hydro. FGF21 có chức năng kích hoạt tiêu thụ axit béo và glucose38)..

Uống nước hydro làm tăng biểu hiện của ghrelin (chất tiết hormone tăng trưởng) trong dạ dày. Tác dụng bảo vệ thần kinh của nước hydro biến mất khi sử dụng thuốc đối kháng thụ thể ghrelin, cho thấy có sự tham gia của ghrelin.69)..

6) Kiểm soát biểu hiện gen khác

Hydro có chức năng ngăn chặn quá trình tự chết bằng cách kiểm soát nó theo hướng làm tăng các yếu tố chống quá trình chết và đồng thời theo hướng làm giảm các yếu tố gây chết trong các tình trạng bệnh lý khác nhau. Trên thực tế, hydro đã kích hoạt sự biểu hiện của các yếu tố chống apoptotic của Bcl-2 và Bcl-x L , và ngăn chặn sự biểu hiện của các yếu tố pro-apoptotic như caspase 3, caspase 8 và caspase 12. Hydro không chỉ làm giảm sự biểu hiện gen của Bax thúc đẩy quá trình apoptosis (protein X liên kết với Bcl-2), mà còn ức chế sự hoạt hóa Bax, tức là chuyển vị trong ty thể.70)..

Hydro dường như điều chỉnh sự biểu hiện gen theo hướng cải thiện các tình trạng bệnh lý khác nhau. Sự biểu hiện hydro được điều chỉnh bởi MMP2 / MMP9, MMP3 / MMP13, peptide lợi tiểu não, ICAM-1 / myeloperoxidase, cyclooxygenase 2 (COX-2), nitric oxide synthase (nNOS và iNOS), liên kết 30/43, Cực kỳ đa dạng với collagen III , protein liên kết canxi 1 (Iba1), v.v.3–5)..

Các phân tử này không phải là phản ứng chính của hydro, nhưng có thể cho phép các phản ứng khác nhau của hydro bằng cách tác động gián tiếp.

7) Các vấn đề với cơ chế phân tử mà hydro phát huy tác dụng của nó

Nhiều thí nghiệm và thử nghiệm lâm sàng đã xác nhận rằng hydro có tác dụng sinh học và y học. Tuy nhiên, để làm sáng tỏ cơ chế phân tử, cần xem xét các vấn đề sau.

(1) Hiđro là một phân tử trơ và các phân tử có thể phản ứng mà không cần chất xúc tác nên chỉ giới hạn ở các phân tử có tính oxi hóa cực mạnh như OH và ONOO - .
(2) Tốc độ phản ứng của hydro và OH trong dung dịch nước chậm hơn 1000 lần so với tốc độ phản ứng của các chất khử như OH và glutathione.71).. Ở nồng độ thấp của hydro trong dung dịch nước, · OH không được loại bỏ bởi phản ứng cạnh tranh với glutathione tồn tại trong tế bào.
(3) Hydro không thể khử các coenzyme bị oxy hóa NAD + và FADH, và không thể chuyển thành NADH và FADH 2 ngay cả khi có mặt enzyme (chưa được công bố).
(4) Hiđro không khử được các kim loại chuyển tiếp. Khi bị khử bởi phản ứng 2Cu 2+ + H 2 → 2Cu + + 2H + nên nhạy với pH. Ví dụ, ở 0,01 ΔpH, có thể được phát hiện đáng kể ở pH 7, nên có thể phát hiện nó theo thứ tự 10-9 , nhưng không thể phát hiện đặc tính khử của hydro bằng cách thay đổi độ pH. Ngoài ra, sắt heme không thể giảm (chưa được công bố).
(5) Mặt tế bào chất của màng trong ti thể tích điện dương và đặt một hiệu điện thế cực cao nên H 2 → H + + H - ( giả sử rằng H - được hấp thụ bởi điện tích dương của ti thể). phản ứng đã xảy ra, nhưng tôi không thể phát hiện ra nó.
(6) Để hiđro thể hiện được khả năng phản ứng, cần phải có các chất xúc tác như kim loại bạch kim và kim loại đồng, nhưng không chắc rằng các chất xúc tác đó có mặt với số lượng lớn trong tế bào. Ngoài ra, không có hoạt động xúc tác phản ứng với hydro nào được quan sát thấy trong dịch chiết tế bào.
(7) Vì phân tử hiđro rất nhỏ nên không thể có chất nhận có thể liên kết đặc hiệu với hiđro. Điều này là do protein dao động nhiều hơn kích thước của hydro, vì vậy hydro không thể cố định. Trong nhiều trường hợp, một protein và một phân tử nhỏ cần được cố định ở ba điểm để liên kết mạnh mẽ, nhưng một phân tử hydro không thể cố định ở ba điểm.
⑧ So với lượng lớn hydro được tạo ra bởi vi khuẩn đường ruột Escherichia coli và nấm xứ Wales, lượng hydro tiêu thụ khi uống nước hydro là cực kỳ nhỏ. Tuy nhiên, để kiểm soát quá trình truyền tín hiệu, sự thay đổi nồng độ hydro quan trọng hơn lượng hydro.72)..

Thảo luận ở trên dựa trên tiền đề của phản ứng trong dung dịch nước. Ví dụ, nhiều phản ứng enzym thường mất vài phút hoặc hơn để đo tốc độ phản ứng trong các thí nghiệm, nhưng nhiều phản ứng in vivo tiến hành theo trình tự mili giây. Do đó, tốc độ phản ứng trong dung dịch nước loãng không áp dụng trong cơ thể. Màng nội bào được tổ chức cao bởi các màng sinh học phức tạp và các dung dịch nhớt, và nhiều thành phần tập trung và hiện diện. Vì tần số va chạm là bước xác định tốc độ trong môi trường nhớt, tốc độ khuếch tán hydro lớn có thể là một lợi thế vượt qua hằng số tốc độ phản ứng thấp. Ngoài ra, hydro có thể được bản địa hóa ở một nơi cụ thể.

Các tác giả gần đây đã xác định được mục tiêu chính của hydro để điều chỉnh quá trình truyền tín hiệu và biểu hiện gen, và sẽ sớm có thể trả lời những câu hỏi này (đăng).

Kết luận

Gần đây, các tác động của hydro đối với thực vật lần lượt được báo cáo. Chúng bao gồm thiệt hại do muối, sự phát triển của rễ và ảnh hưởng đến việc bảo quản trái cây. Hydro có thể có tác động lớn không chỉ đến chăm sóc y tế mà còn đối với nông nghiệp73,74)..

Bài báo này phác thảo sự phát triển từ buổi bình minh của y học hydro đến ứng dụng lâm sàng. Hydro, có liên quan đến stress oxy hóa và viêm, có ảnh hưởng lớn đến hầu hết các tình trạng bệnh lý. Ngoài ra, hydro không có tác dụng phụ và có thể được xác minh và áp dụng tương đối dễ dàng. Trên thực tế, nó có tác dụng lâm sàng tích cực đối với hơn 10 loại bệnh. Hầu hết các loại thuốc đều hoạt động cụ thể trên các mục tiêu tương ứng của chúng, và các khái niệm mới cần được đưa ra khi xem xét tác động của hydro. Vì hydro có tác dụng đối với nhiều loại bệnh, nên nó có khả năng cao được sử dụng để phòng và điều trị nhiều bệnh.

--> Nguồn: https://seikagaku.jbsoc.or.jp/10.14952/SEIKAGAKU.2015.870082/data/index.html