Badania podstawowe i kliniczne wykazały, że wodór jest istotnym fizjologicznym czynnikiem regulacyjnym, wywierającym na komórki i całe organy wpływ antyoksydacyjny, przeciwzapalny i antyapoptotyczny (apoptoza – naturalny proces zaprogramowanej śmierci komórki w organizmie ).
Gazowy wodór posiada wybiórcze, pozytywnie specyficznie, właściwości chroniące mózg, serce i wątrobę przed urazem niedokrwienno-reperfuzyjnym (I/R) oraz udarem, poprzez wybiórczą neutralizację rodników hydroksylowych. Wodór może działać w charakterze wybiórczego wychwytywcza reaktywnych form tlenu (ROS) i wywiera silny efekt chroniący komórki i całe narządy przed martwicą niedokrwienną.
Możliwe mechanizmy wodoru w charakterze środka leczniczego
Właściwości antyoksydacyjne wodoru obejmują działanie w charakterze wychwytywacza wolnych rodników. Wodór wybiórczo redukuje jedynie rodniki hydroksylowe ( • OH) oraz nadtlenoazotyn (ONOO-), bardzo silne utleniacze wchodzące w niszczące reakcje utleniania z kwasami nukleinowymi DNA, lipidami i białkami, co prowadzi do zgubnej w skutkach fragmentacji DNA, peroksydacji lipidów i inaktywacji białek enzymatycznych. W różnorakich modelach „urazowych” wodór wykazywał znaczące działanie przeciwzapalne.
Potencjalne zalety terapii wodorowej
Wodór może mieć potencjalnie ogromny wpływ jako bezpieczny i skuteczny terapeutyczny gaz oraz wykazuje kilka potencjalnych zalet w porównaniu z obecnymi terapiami farmakologicznymi. Po pierwsze, wodór jest wysoce penetrującym medium struktury ustroju i potencjalnie mogący dosięgać obszarów subkomórkowych, nieosiągalnych przez tradycyjne roślinne antyoksydanty, jak mitochondria i jądra, które są głównym obszarem powstawania ROS i uszkodzeń DNA, lecz także bardzo trudne w leczeniu farmakologicznym. Po drugie, wodór wybiórczo redukuje szkodliwe rodniki hydroksylowe ( • OH) i nadtlenoazotyn (ONOO-).
Co więcej, badania eksperymentalne wykazały, że wodór cechuje się wysoką skutecznością terapeutyczną względem zakażenia pasożytami oraz zakażenia florą bakteryjną mieszaną.
Podawanie wodoru
Rozpuszczony w wodzie wodór łatwo się wchłania i stanowi bezpieczny sposób na podanie wodoru cząsteczkowego. Picie wody bogatej w wodór (HD) daje porównywalne efekty do wdychania wodoru.
Badania nad wodorem w różnych modelach chorób
Centralny układ nerwowy
Ponieważ wodór z łatwością przenika przez barierę krew-mózg, może okazać się obiecującym środkiem do ochrony neuronów wewnątrzczaszkowych.
Picie wody zawierającej wodór, znacznie zmniejsza utratę neuronów dopaminergicznych oraz redukuje nawarstwianie się uszkodzeń DNA i peroksydację lipidów, co wskazuje, że woda może być w codziennym życiu bardzo przydatna do zapobiegania lub minimalizacji ryzyka stresu oksydacyjnego związanego ze stylem życia.
Układ sercowo-naczyniowy
Miażdżyca oraz powiązane z nią choroby sercowo-naczyniowe są wynikiem stanu zapalnego oraz stresu oksydacyjnego, charakteryzującego się gromadzeniem komórek zapalnych oraz produktów oksydacyjnych w krwinkach dotkniętych nimi. Picie wody z wodorem może zapobiegać rozwojowi miażdżycy.
Układ wydalniczy
Cisplatyna jest silnym środkiem chemoterapeutycznym wykorzystywanym w leczeniu wielu nowotworów. W wysokim natężeniu, sama cisplatyna powoduje gromadzenie się ROS, co może odgrywać kluczową rolę w nefrotoksyczności wywołanej cisplatyną . Woda bogata w wodór łagodzi nefrotoksyczność wywołaną cisplatyną, co po części odbywa się za pośrednictwem neutralizacji aktywnych form tlenu ROS, Pomimo swych ochronnych efektów względem nefrotoksyczności wywołanej cisplatyną, wodór nie zakłócił działania antyrakowego cisplatyny. Dlatego też wodór przedstawia cenną zdobycz dla poprawienia jakości życia pacjentów przechodzących chemoterapię poprzez efektywne łagodzenie nefrotoksycznych, efektów ubocznych cisplatyny.
Trzustka
Reaktywne formy tlenu ROS i ich pochodne mogą odgrywać ważną rolę w wywoływaniu ciężkiego ostrego zapalenia trzustki, jak również w aktywacji rekrutacji neutrofili i makrofagów. Przyjmowanie wodoru osłabiło nasilenie ostrego zapalenia trzustki.
Jelito
Doustne podawanie wody wodorowej zapobiegło rozwojowi zapalenia jelita grubego wywołanego dekstranem z siarczanem sodu (DDS). Podawanie H2 w znacznym stopniu zredukowało objawy kliniczne zapalenia jelita grubego wywołanego DDS, przy czym H2 zapobiegł zniszczeniu struktury krypt nabłonkowych zachodzącemu za pośrednictwem DDS, co wynikało z oceny histopatologicznej.
Oczy
Krople nasycone H2 mogłyby skutecznie chronić siatkówkę przed urazem niedokrwienia siatkówki IR poprzez wychwytywanie rodników hydroksylowych i wywierać ochronny wpływ poprzez miejscowe stosowanie roztworu H2.
Słuch
ROS mogą prowadzić do urazu niedokrwiennego w komórkach w narządzie spiralnym, w ślimaku oraz do odbiorczego ubytku słuchu. Obecność wodoru w znacznym stopniu obniżała stężenie wolnych rodników ROS, szczególnie produkcję komórkowych rodników hydroksylowych i peroksydację lipidów w nabłonku słuchowym, jak i prowadziła do zwiększenia przeżywalności komórek włosów.
Metabolizm
Przeprowadzono kilka badań wykazujących ochronne efekty wodoru względem zaburzeń metabolicznych. Picie wody wodorem doprowadziło do znaczącego klinicznie zredukowania poziomu kilku biomarkerów stresu oksydacyjnego, łącznie z utlenioną lipoproteiną o małej gęstości (LDL), cholesterolem w osoczu i 8-izoprostanów w moczu, jak również do poprawy metabolizmu glukozy u pacjentów w cukrzycą typu II.
Picie wody bogatej w wodór stanowi potencjalnie nową strategię terapeutyczną i zapobiegawczą w odpowiedzi na zespół metaboliczny.
Onkogeneza – proces prowadzący do powstania nowotworów
Coraz więcej badań pozwoliło odkryć, że ludzkie komórki nowotworowe są w stanie produkować znacznie więcej reaktywnych form tlenu ROS, potencjalnie zwiększa proliferację komórek, syntezę DNA, inwazję i przerzuty odległe.
Woda bogata w wodór uzupełniona o nanokoloidy platyny, poprzez swą aktywność antyoksydacyjną, szybciej działała przeciw-utleniająco i preferencyjnie hamowała klonalny wzrost ludzkich komórek raka języka w porównaniu z komórkami zdrowymi.
Efekty radio-ochronne
Ostry zespół radiacyjny powodowany jest uszkodzeniami tkanek organów poprzez nadmierne wystawienie na działanie promieniowania jonizującego. Ogólnie przyjęło się, że promieniowanie jonizujące wchodzi w interakcję z cząsteczkami wody w organizmie i powstają z niej różne aktywne wolne rodniki, z których aż ponad połowa to rodniki hydroksylowe, zdolnych do uszkodzeń komórkowych wywołanych promieniowaniem. Ponieważ gazowy wodór jest w stanie selektywnie wychwytywać rodniki hydroksylowe, Liu i inni zaproponowali, iż gazowy wodór, zwłaszcza w formie wody z wodorem, może pełnić obiecującą, kluczową rolę jako nowy czynnik radioochronny w medycynie zapobiegawczej.