Hydro phân tử như một loại khí y tế phòng ngừa và điều trị: sự khởi đầu, sự phát triển và tiềm năng của y học hydro

Tác giả: Shigeo Ohta, biên tập Ikuko Kimura
https://www.sciencedirect.com

Tóm tắt

Hydro phân tử (H2 ) đã được chấp nhận là một phân tử trơ và không có chức năng trong cơ thể chúng ta. Chúng tôi đã thay đổi khái niệm này bằng cách chứng minh rằng H2 phản ứng với các chất oxy hóa mạnh như gốc hydroxyl trong tế bào và đề xuất tiềm năng của nó cho các ứng dụng phòng ngừa và điều trị. H2 có một số ưu điểm cho thấy tác dụng sâu rộng: H2 khuếch tán nhanh chóng vào các mô và tế bào, và nó đủ nhẹ để không làm xáo trộn các phản ứng oxy hóa khử cũng như không ảnh hưởng đến các loại oxy phản ứng truyền tín hiệu; do đó, H2 sẽ không có hoặc có rất ít tác dụng phụ . Có một số phương pháp để hấp thụ hoặc tiêu thụ H2; hít khí H2 , uống nước hòa tan H2 (nước H2 ), tiêm nước muối hòa tan H2 (H2 -saline), tắm H2 hoặc nhỏ nước muối H2 vào mắt. Nhiều ấn phẩm về lợi ích sinh học và y tế của nó đã tiết lộ rằng H2 làm giảm stress oxy hóa không chỉ bằng phản ứng trực tiếp với các chất oxy hóa mạnh mà còn gián tiếp bằng cách điều chỉnh các biểu hiện gen khác nhau. Hơn nữa, bằng cách điều chỉnh các biểu hiện gen, H2 có chức năng chống viêm và chống apoptotic, đồng thời kích thích chuyển hóa năng lượng. Ngoài các bằng chứng ngày càng tăng thu được từ các thí nghiệm trên động vật mẫu, các cuộc kiểm tra lâm sàng rộng rãi đã được thực hiện hoặc đang được điều tra. Vì hầu hết các loại thuốc đều tác động đặc biệt đến mục tiêu của chúng nên H2 dường như khác với các loại dược phẩm thông thường. Nhờ hiệu quả tuyệt vời và không có tác dụng phụ, H2 có tiềm năng ứng dụng lâm sàng chống lại nhiều bệnh.
[…]

Tác dụng của hydro phân tử và thăm khám lâm sàng

6.1 . Sự an toàn của hydro phân tử đối với con người

H2 có ưu điểm về mặt độc tính: H2 không có độc tính tế bào ngay cả ở nồng độ cao ( Abraini và cộng sự, 1994 , Lillo và cộng sự, 1997 , Fontanari và cộng sự, 2000 , Lillo và Parker, 2000 ). Các tiêu chuẩn an toàn đã được thiết lập đối với nồng độ khí H2 cao khi hít vào vì khí H2 áp suất cao được sử dụng trong hỗn hợp khí để ngăn ngừa bệnh giảm áp và huyết khối do khí động mạch ( Fontanari và cộng sự, 2000 ). Điều quan trọng đối với sử dụng lâm sàng, sự an toàn của H2 đối với con người được chứng minh bằng việc ứng dụng khí H2 nồng độ cực cao trong Hydreliox, một hỗn hợp khí thở kỳ lạ gồm 49% H2 , 50% heli và 1% O 2 , được sử dụng để ngăn ngừa bệnh giảm áp và mê man. Abraini và cộng sự, 1994 , Lillo và cộng sự, 1997 , Fontanari và cộng sự, 2000 , Lillo và Parker, 2000 ) xét rằng H2 là một loại khí trơ và không có chức năng trong cơ thể chúng ta, việc nó không có tác dụng độc hại là điều dễ hiểu. Như đã đề cập ở trên, hít khí H2 1–4% cho thấy hiệu quả tuyệt vời ( Ohsawa và cộng sự, 2007 , Hayashida và cộng sự, 2008 ).
Nhiều báo cáo đã ủng hộ rằng H2 thể hiện hiệu quả tuyệt vời trong các mô hình bệnh trên diện rộng bất kể phương pháp hấp thụ H2 như được tóm tắt trong Hình 4 . Bài viết đánh giá này tập trung chủ yếu vào khám lâm sàng.

6.2 . Tác dụng bảo vệ chống lại tổn thương do tái tưới máu

Thiếu máu cục bộ/tái tưới máu gây ra stress oxy hóa nghiêm trọng và các tổn thương của nó cần được xem xét trong nhiều phương pháp điều trị lâm sàng. Hít khí H2 cải thiện các tổn thương do thiếu máu cục bộ/tái tưới máu ở não ( Ohsawa và cộng sự, 2007 ) và nhồi máu cơ tim ( Hayashida và cộng sự, 2008 , Yoshida và cộng sự, 2012 ). Tổn thương tái tưới máu do thiếu máu cục bộ ở thận được bảo vệ bằng nước muối hydro ( Wang và cộng sự, 2011 ). Tất cả các biểu hiện lâm sàng liên quan đến hội chứng sau ngừng tim (CA) đều được cho là do tổn thương do thiếu máu cục bộ/tái tưới máu ở các cơ quan khác nhau, bao gồm cả não và tim. Hít phải khí H2 mang lại sự cải thiện đáng kể về khả năng sống sót và điểm thiếu hụt thần kinh trong hội chứng sau CA trên mô hình chuột ( Hayashida và cộng sự, 2012 ).
H2 cũng giảm thiểu thiệt hại trong quá trình cấy ghép các cơ quan khác nhau bằng khí H2 ( Buchholz và cộng sự, 2008 ), hoặc nước H2 ( Cardinal và cộng sự, 2010 ) và dung dịch bảo quản H2 ( Noda và cộng sự, 2013 ).
Ono và cộng sự tiêm tĩnh mạch H2 -saline cùng với Edaravone , một chất diệt gốc tự do đã được phê duyệt lâm sàng, ở 8 bệnh nhân bị nhồi máu thân não cấp tính và so sánh các chỉ số chụp cộng hưởng từ (MRI) của 26 bệnh nhân chỉ dùng Edaravone. Các hình ảnh có thông số khuếch tán tương đối (rDWI), hệ số khuếch tán biểu kiến vùng (rADC) và thời gian giả chuẩn hóa của rDWI và rADC đều được cải thiện khi truyền kết hợp H2 với Edaravone ( Ono và cộng sự, 2011 ).

6.3 . Tác dụng bảo vệ chống thoái hóa thần kinh

Căng thẳng oxy hóa mãn tính được chấp nhận rộng rãi là một trong những nguyên nhân gây thoái hóa thần kinh, bao gồm chứng mất trí nhớ và bệnh Parkinson (PD) ( Andersen, 2004 , Federico và cộng sự, 2012 ). Căng thẳng oxy hóa thực nghiệm trong não có thể được gây ra bởi căng thẳng hạn chế thể chất mãn tính và có thể làm suy giảm khả năng học tập và trí nhớ (Liu và cộng sự, 1996 , Abrous và cộng sự, 2005). Ngoài ra, sự tăng sinh thần kinh ở hồi răng của vùng hải mã bị ức chế do căng thẳng kiềm chế ( Abrous et al., 2005 ). Uống nước H2 đã ngăn chặn sự gia tăng căng thẳng oxy hóa này và ngăn ngừa sự suy giảm nhận thức này ( Nagata và cộng sự, 2009 ). Hơn nữa, nước H2 đã phục hồi sự tăng sinh thần kinh ở hồi răng của vùng hải mã ở động vật mô hình này ( Nagata và cộng sự, 2009 ). Vì thuốc chống trầm cảm làm tăng sự hình thành thần kinh ở người trưởng thành ( Becker và Wojtowicz, 2007 , Sahay và Hen, 2007 ), nước H2 có thể được áp dụng để cải thiện tình trạng trầm cảm và một số rối loạn tâm thần.
Trong bệnh PD, rối loạn chức năng ty thể và stress oxy hóa liên quan là nguyên nhân chính gây mất tế bào dopaminergic ở chất đen( Yoritaka và cộng sự, 1996 , Schapira, 2008 ). H2 trong nước uống được cung cấp trước hoặc sau phẫu thuật định vị để điều trị thoái hóa nigrostrital do 6-hydroxydopamine gây ra trong mô hình chuột mắc bệnh PD. H2 – nước đã ngăn chặn cả sự phát triển và tiến triển của thoái hóa thể đen ở chuột ( Fu và cộng sự, 2009 ). Hơn nữa, uống nước H2 cũng ức chế sự mất tế bào thần kinh dopaminergic ở một mô hình chuột PD khác do MPTP gây ra (1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine) ( Fujita và cộng sự, 2009 ).
Trong một nghiên cứu thí điểm lâm sàng nhóm song song, ngẫu nhiên, mù đôi, đối chứng giả dược, hiệu quả của nước H2 ở bệnh nhân mắc bệnh PD dùng thuốc levodopa đã được đánh giá ( Yoritaka và cộng sự, 2013 ). Những người tham gia uống 1L nước H2 hoặc nước giả mỗi ngày trong 48 tuần. Tổng điểm đánh giá bệnh Parkinson thống nhất (UPDRS) ở nhóm nước H2 (n = 9) được cải thiện, trong khi điểm UPDRS ở nhóm giả dược (n = 8) xấu đi. Mặc dù số lượng bệnh nhân ít và thời gian thử nghiệm ngắn nhưng sự khác biệt vẫn rất đáng kể (P < 0,05).

6.4 . Tác dụng phòng ngừa hội chứng chuyển hóa

Uống nước H2 kích thích chuyển hóa năng lượng ( Kamimura và cộng sự, 2011 ). H2 -water làm giảm đáng kể tình trạng gan nhiễm mỡ ở chuột db/db , đây là loại chuột mô hình mắc bệnh tiểu đường loại 2 mắc bệnh béo phì, cũng như tình trạng gan nhiễm mỡ do chế độ ăn nhiều chất béo gây ra ở chuột hoang dã. Uống nước H2 trong thời gian dài làm giảm đáng kể chất béo và trọng lượng cơ thể, mặc dù mức tiêu thụ chế độ ăn và nước không tăng ở chuột db/db . Hơn nữa, uống nước H2 làm giảm lượng glucose, insulin và chất béo trung tính trong huyết tương bằng cách kích thích chuyển hóa năng lượng ( Kamimura và cộng sự, 2011 ).
Vai trò có lợi của nước H2 trong việc ngăn ngừa hội chứng chuyển hóa tiềm ẩn đã được báo cáo bởi 3 nghiên cứu lâm sàng độc lập như sau.
Kajiyama và cộng sự. đã thực hiện một nghiên cứu chéo ngẫu nhiên, mù đôi, kiểm soát giả dược ở 30 bệnh nhân đái tháo đường týp II và 6 bệnh nhân bị suy giảm dung nạp glucose . Các bệnh nhân tiêu thụ 900 mL nước H2 hoặc nước giả dược trong 8 tuần, với thời gian thải trừ là 12 tuần. Ý nghĩa thống kê đã được quan sát thấy trong việc cải thiện lipoprotein mật độ thấp (LDL)-cholesterol mật độ thấp được điều chỉnh bằng điện tích âm, LDL đậm đặc nhỏ và 8-isoprostanes trong nước tiểu. Ở bốn trong số sáu bệnh nhân bị suy giảm dung nạp glucose, H2 đã cải thiện chỉ số xét nghiệm dung nạp glucose đường uống của họ lên mức bình thường ( Kajiyama và cộng sự, 2008 ).
Nakao và cộng sự. đã thực hiện một thử nghiệm nhãn mở ở 20 đối tượng có khả năng mắc hội chứng chuyển hóa ( Nakao và cộng sự, 2010b ). Những người tham gia uống nước H2 (1,5–2,0 L/ngày) trong 8 tuần và cho thấy sự gia tăng SOD trong nước tiểu ; giảm các chất phản ứng axit thiobarbituric trong nước tiểu (TBARS), một dấu hiệu của quá trình peroxid hóa lipid; tăng lipoprotein mật độ cao (HDL)-cholesterol; và giảm cholesterol toàn phần.
Mô tả tác dụng của nước H2 (0,9–1,0 L/ngày) đối với hàm lượng, thành phần và hoạt động sinh học của lipoprotein huyết thanh ở 20 bệnh nhân có hội chứng chuyển hóa tiềm ẩn. Phân tích huyết thanh cho thấy uống nước H2 trong 10 tuần làm giảm nồng độ cholesterol toàn phần (TC) và LDL-cholesterol trong huyết thanh. Ngoài ra, nước H2 cải thiện đáng kể i) bảo vệ chống lại quá trình oxy hóa LDL, ii) ức chế sự kết dính của bạch cầu đơn nhân do yếu tố hoại tử khối u (TNF-α) gây ra với các tế bào nội mô, iii) kích thích dòng cholesterol ra khỏi tế bào bọt đại thực bào, và iv) bảo vệ các tế bào nội mô khỏi bị apoptosis do TNF-α gây ra ( Song và cộng sự, 2013 ).
Tổng hợp lại, những kết quả này cho thấy rõ ràng lợi ích của việc uống nước H2 ở bệnh nhân mắc hội chứng chuyển hóa.

6,5 . Tác dụng ức chế viêm

H2 làm giảm tình trạng viêm ở động vật mô hình thí nghiệm gây ra bởi concanavalin A ( Kajiya và cộng sự, 2009 ), dextran natri sulfat ( Kajiya và cộng sự, 2009 ), lipopolysacarit (LPS) ( Xu và cộng sự, 2012 , Chen và cộng sự, 2013 ), Zymosan , chất gây viêm tổng quát ( Xie và cộng sự, 2010b ), và nhiễm trùng huyết đa vi khuẩn ( GM Li và cộng sự, 2013 ). Khí H2 , H2 -saline và H2 -water làm giảm nồng độ các cytokine gây viêm để ngăn chặn tình trạng viêm.
Viêm khớp dạng thấp (RA) là một bệnh viêm mãn tính được đặc trưng bởi sự phá hủy xương và sụn. Ishibashi và cộng sự. quản lý nước H2 chứa 4–5 mg/L H2 (nước H2 cao ) (0,5 L/ngày) trong 4 tuần cho 20 bệnh nhân mắc RA. Trung bình 8-hydroxy-deoxyguanine (8-OHdG) trong nước tiểu giảm đáng kể 14,3% (P < 0,01). Hoạt động của bệnh (DAS28, sử dụng nồng độ protein phản ứng C cũng giảm (P < 0,01) trong cùng thời gian. Sau thời gian thải độc, cả 8-OHdG trong nước tiểu và DAS28 trung bình đều giảm so với cuối giai đoạn uống rượu. giai đoạn uống thứ hai, DAS28 trung bình đã giảm (P < 0,01). Tất cả 5 bệnh nhân mắc RA sớm (thời gian < 12 tháng) không biểu hiện kháng thể chống lại peptide tuần hoàn citrulline hóa (ACPA) đều thuyên giảm và 4 trong số họ có triệu chứng -free khi kết thúc nghiên cứu, do đó, các triệu chứng của RA được cải thiện đáng kể khi dùng nước H2 ( Ishibashi và cộng sự, 2012 , Ishibashi, 2013 ).
6,6 . Giảm thiểu tác dụng phụ trong điều trị ung thư
Hít khí H2 và uống nước H2 cải thiện tỷ lệ tử vong và giảm trọng lượng cơ thể do điều trị bằng thuốc chống ung thư, cisplatin và giảm độc tính trên thận ở chuột. Mặc dù có tác dụng bảo vệ chống lại độc tính do cisplatin gây ra, H2 không ảnh hưởng đến hoạt động chống khối u của cisplatin chống lại các dòng tế bào ung thư in vitro và chuột mang khối u in vivo ( Nakashima-Kamimura và cộng sự, 2009 ).
Kang và cộng sự đã thực hiện một nghiên cứu lâm sàng ngẫu nhiên có đối chứng giả dược về nước H2 ( 0,55–0,65mM, 1,5–2,0L/ngày) trong 6 tuần ở 49 bệnh nhân được xạ trị cho khối u gan ác tính. H2 ngăn chặn sự gia tăng tổng lượng hydroperoxide, duy trì khả năng chống oxy hóa trong huyết thanh và cải thiện điểm chất lượng cuộc sống (QOL). Đặc biệt, nước H2 ngăn ngừa chứng chán ăn hiệu quả . Không có sự khác biệt về phản ứng của khối u với xạ trị giữa hai nhóm ( Kang và cộng sự, 2011 ).

6,7 . Tác dụng đối với bệnh viêm da cơ và bệnh ty thể

Ito và cộng sự. đã thực hiện một thử nghiệm nhãn mở về nước H2 ( 1,0 L/ngày) trong 12 tuần ở 14 bệnh nhân mắc các bệnh về cơ, bao gồm chứng loạn dưỡng cơ , viêm đa cơ/viêm da cơ và bệnh cơ ty thể . Trong thử nghiệm nhãn mở, người ta đã quan sát thấy sự cải thiện đáng kể về tỷ lệ lactate:pyruvate, đường huyết lúc đói, metallicoproteinase-3 (MMP3) và chất béo trung tính trong huyết thanh. Đặc biệt, tỷ lệ lactate:pyruvate, một dấu ấn sinh học nhạy cảm của hệ thống vận chuyển điện tử ty thể bị tổn thương, đã giảm 28% trong các bệnh cơ ty thể. Ngoài ra, MMP3, đại diện cho hoạt động viêm, đã giảm 27% trong bệnh viêm da cơ ( Ito và cộng sự, 2011 ).
Sau đó, họ thực hiện một thử nghiệm chéo ngẫu nhiên, mù đôi, có đối chứng giả dược về nước H2 hoặc nước khử hydro giả dược (0,5 L/ngày) trong 8 tuần ở 22 bệnh nhân bị viêm da cơ và bệnh cơ ty thể. Trong thử nghiệm mù đôi, sự cải thiện có ý nghĩa thống kê chỉ được quan sát thấy ở lactate huyết thanh trong các bệnh cơ ty thể do tiêu thụ H2 -nước, nhưng tỷ lệ lactate:pyruvate trong bệnh cơ ty thể và MMP3 trong bệnh viêm da cơ cũng có xu hướng giảm do H2 -nước. tiêu dùng ( Ito và cộng sự, 2011 ).

6,8 . Giảm thiểu tác dụng của chạy thận nhân tạo

Nakayama và cộng sự. đã thực hiện một thử nghiệm chéo có đối chứng giả dược nhãn mở trên 12 đợt chạy thận nhân tạo ở 8 bệnh nhân ( Nakayama và cộng sự, 2009 , Nakayama và cộng sự, 2010 ) và một thử nghiệm nhãn mở gồm 78 đợt chạy thận nhân tạo ở 21 bệnh nhân ( Nakayama và cộng sự) . cộng sự, 2010 ). Trong cả hai nghiên cứu, các đợt chạy thận nhân tạo liên tục bằng dung dịch lọc máu H2 đều làm giảm huyết áp tâm thu trước và sau khi lọc máu. Trong nghiên cứu ngắn hạn, methyl guanidine trong huyết tương giảm đáng kể. Trong nghiên cứu dài hạn, protein 1 chất hóa học đơn nhân trong huyết tương và myeloperoxidase đã giảm đáng kể.
6,9 . Tác dụng đối với bệnh ban đỏ cấp tính
Ono và cộng sự. điều trị cho 4 bệnh nhân mắc bệnh ban đỏ cấp tính có sốt và/hoặc đau bằng cách tiêm tĩnh mạch 0,5 L dung dịch H2 trong 30 phút trong hơn 3 ngày. Tình trạng ban đỏ của 4 bệnh nhân này và các triệu chứng liên quan được cải thiện đáng kể sau khi điều trị bằng H2 . Tóm lại, sự cải thiện các bệnh về ban đỏ cấp tính sau khi sử dụng dịch H2 mà không ảnh hưởng đến độ an toàn ( Ono và cộng sự, 2012b ).

6.10 . Tác dụng đối với việc tập thể dục

Aoki và cộng sự. đã tuyển dụng 10 cầu thủ bóng đá nam trẻ tuổi và yêu cầu họ thực hiện các bài kiểm tra thể chất và lấy mẫu máu. Mỗi đối tượng được kiểm tra hai lần theo phương pháp mù đôi chéo; họ được cho uống nước H2 hoặc nước giả dược trong khoảng thời gian một tuần. Các đối tượng được yêu cầu sử dụng máy đo công suất theo chu kỳ ở mức hấp thụ oxy tối đa 75% (VO 2 ) trong 30 phút, sau đó đo mô-men xoắn cực đại và hoạt động của cơ trong suốt 100 lần lặp lại động tác duỗi đầu gối đẳng động tối đa. Tập thể dục cấp tính dẫn đến sự gia tăng nồng độ lactate trong máu ở những đối tượng được uống nước giả dược, trong khi uống nước H2 ngăn ngừa sự gia tăng lactate trong máu khi tập thể dục nặng. Mô-men xoắn cực đại ở nhóm dùng giả dược giảm đáng kể khi duỗi đầu gối đẳng vận tối đa, cho thấy cơ bị mỏi ( Aoki và cộng sự, 2012 ).
Kết luận
Bài viết này xem xét sự tiến bộ của y học hydro từ khi bắt đầu đến các ứng dụng lâm sàng. H2 có thể áp dụng dễ dàng vì nó không có tác dụng phụ và có hiệu quả cao đối với hầu hết các trạng thái gây bệnh liên quan đến stress oxy hóa và viêm. Thật vậy, tác dụng lâm sàng của H2 là tích cực ở những bệnh nhân mắc hơn 10 bệnh khác nhau. Vì hầu hết các loại thuốc dược lý đều tác động đặc biệt lên mục tiêu của chúng, H2 dường như khác với các loại thuốc thông thường vì tác dụng rộng rãi và đa dạng của nó. H2 có tiềm năng lớn cho các ứng dụng phòng ngừa và điều trị nhiều bệnh nhờ hiệu quả tuyệt vời mà nó mang lại.
Chia sẻ: