Πολλές ασθένειες προκαλούνται από οξειδωτικό στρες που επιμένει για μεγάλο χρονικό διάστημα. Το οξειδωτικό στρες μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρή βλάβη των ιστών. Αν και είναι σημαντικό να μειωθεί αυτή η οξειδωτική βλάβη, η χρήση συμβατικών αντιοξειδωτικών δεν έχει μεγάλη επιτυχία. Το 2007, η επιστήμη ανακάλυψε το μοριακό υδρογόνο ως ένα νέο αντιοξειδωτικό για τη θεραπεία και την πρόληψη ασθενειών.

Τι είναι η καρδιαγγειακή νόσος

Η καρδιαγγειακή νόσος είναι ένας ευρύς όρος για μια σειρά ασθενειών που επηρεάζουν την καρδιά και το κυκλοφορικό σύστημα.

Ένα έμφραγμα του μυοκαρδίου συμβαίνει όταν ένας θρόμβος αίματος ή μια αθηρωματική πλάκα μπλοκάρει τις στεφανιαίες αρτηρίες που τροφοδοτούν ένα συγκεκριμένο τμήμα του καρδιακού μυός. Αυτό οδηγεί στο θάνατο των μυϊκών κυττάρων. Υπάρχουν φάρμακα που μπορούν να διαλύσουν αυτόν τον θρόμβο και να οδηγήσουν σε επαναιμάτωση του ιστού. Όταν όμως συμβαίνει αυτό, η ξαφνική συσσώρευση οξειδωτικού στρες μπορεί επίσης να βλάψει τον καρδιακό μυ, οδηγώντας σε αυτό που είναι γνωστό ως βλάβη ισχαιμίας-επαναιμάτωσης. Ο ίδιος μηχανισμός μπορεί να συμβεί στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια ενός εγκεφαλικού επεισοδίου, οδηγώντας στην απελευθέρωση αντιδραστικών ειδών οξυγόνου.

Πώς βοηθά το υδρογόνο στην αντιμετώπιση των καρδιακών παθήσεων

Οι επιστήμονες έχουν κάνει πολλές έρευνες σχετικά με τις επιδράσεις του μοριακού υδρογόνου στην καρδιά και τον εγκέφαλο. Το υδρογόνο έχει χρησιμοποιηθεί σε πειράματα που αφορούσαν την καρδιακή ανακοπή σε ζώα. Σε επαρκώς ανανήψαντες αρουραίους δόθηκε υδρογόνο για να εισπνεύσει η μία ομάδα και όχι η άλλη. Οι αρουραίοι με την εισπνοή υδρογόνου είχαν αυξημένο ποσοστό επιβίωσης, καλή νευρολογική έκβαση και μείωση των ιστολογικών αλλαγών σε σύγκριση με τους αρουραίους που δεν εισέπνευσαν αέριο υδρογόνο.

Το υδρογόνο είναι ένα ισχυρό αντιοξειδωτικό και μπορεί να απομακρύνει τις ελεύθερες ρίζες οξυγόνου

Η ευεργετική επίδραση που παρουσιάστηκε σε αυτή τη μελέτη μπορεί να αποδοθεί σε αυτή την ιδιότητα του υδρογόνου.

Αρκετές άλλες μελέτες έχουν διεξαχθεί σχετικά με την καρδιακή ανακοπή. Όταν το υδρογόνο χορηγήθηκε ενδοπεριτοναϊκά σε κουνέλια σε καρδιακή ανακοπή, βελτίωσε επίσης τα ποσοστά επιβίωσης και τη νευρολογική έκβαση με μειωμένη νευρωνική βλάβη και θάνατο.

Σε μια άλλη μελέτη με αρουραίους, το υδρογόνο που χορηγήθηκε ενδοφλεβίως βελτίωσε την έκβαση μετά από καρδιακή ανακοπή. Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι η επίδραση αυτή δεν οφειλόταν μόνο στην αντιοξειδωτική του ιδιότητα, αλλά και σε άλλες, λιγότερο γνωστές ιδιότητες, όπως οι αντι-αποπτωτικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες. Καθώς οι επιδράσεις αυτές είναι πολύ ελπιδοφόρες, θα μπορούσε στο μέλλον να χρησιμοποιηθεί στη διάσωση, έτσι ώστε όχι μόνο το οξυγόνο αλλά και το υδρογόνο (αέριο Brown) να χορηγείται ταυτόχρονα σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.

Μια μελέτη σε ανθρώπους που αξίζει να αναφερθεί διεξήχθη το 2017

Σε αυτή την τυχαιοποιημένη ελεγχόμενη δοκιμή συμμετείχαν 50 ασθενείς με εγκεφαλικό έμφραγμα οξέος σταδίου ήπιας έως μέτριας σοβαρότητας: 25 από αυτούς έλαβαν 3% αέριο υδρογόνο για εισπνοή (μία ώρα δύο φορές την ημέρα) και 25 ήταν στην ομάδα ελέγχου χωρίς εισπνοή υδρογόνου. Οι τακτικοί έλεγχοι μαγνητικής τομογραφίας των ασθενών είχαν δείξει ότι η σοβαρότητα των παθολογικών αλλαγών στην περιοχή του εμφράγματος του εγκεφάλου ήταν σημαντικά χαμηλότερη στην ομάδα υδρογόνου σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου και πλησίαζε γρηγορότερα το φυσιολογικό. Επιπλέον, η φυσιοθεραπευτική αξιολόγηση αξιολογήθηκε μέσω του λεγόμενου δείκτη Barthes, μιας μεθόδου αξιολόγησης της ικανότητας των ασθενών να ανταπεξέρχονται στην καθημερινή ζωή. Αυτός βελτιώθηκε σημαντικά στην ομάδα υδρογόνου. Η θεραπεία με υδρογόνο ήταν ασφαλής στη χρήση. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν τη δυνατότητα ευρείας και γενικής εφαρμογής της θεραπείας με αέριο υδρογόνο.

Η καρδιοπνευμονική παράκαμψη είναι μια χειρουργική διαδικασία που πραγματοποιείται σε ασθενείς με φραγμένα αιμοφόρα αγγεία. Όταν χορηγήθηκε αέριο υδρογόνο μετά από χειρουργική επέμβαση παράκαμψης σε μοντέλο αρουραίου, το υδρογόνο ήταν σε θέση να μειώσει τους φλεγμονώδεις μεσολαβητές, όπως οι κυτοκίνες. Αυτή η αντιφλεγμονώδης δράση θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον ως νέα θεραπεία μετά από χειρουργική επέμβαση bypass.

Η επίδραση του υδρογόνου μελετήθηκε επίσης σε αρουραίους μετά από έμφραγμα του μυοκαρδίου

Βελτίωσε σημαντικά τη λειτουργία της αριστερής καρδιάς, ενώ μείωσε το μέγεθος του εμφράγματος και βελτίωσε τη λειτουργία. Το αέριο υδρογόνο απέτρεψε επίσης την αναδιαμόρφωση της αριστερής κοιλίας (τη διαδικασία αλλαγής του μεγέθους, του σχήματος και της λειτουργίας του καρδιακού θαλάμου) μετά από έμφραγμα του μυοκαρδίου.

Σε ένα μοντέλο χοίρου, οι ερευνητές κατάφεραν να μειώσουν το μέγεθος του εμφράγματος εισπνέοντας οξυγόνο 2%. Για να αποφευχθεί η ισχαιμία και ο τραυματισμός της επαναιμάτωσης, η μετακίνηση πρέπει να γίνεται προσεκτικά. Όταν χορηγήθηκε υδρογόνο, το μέγεθος του εμφράγματος μειώθηκε μαζί με τον δείκτη απόπτωσης. Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι η επίδραση αυτή οφειλόταν στην καθοδική ρύθμιση των Akt και GSK3β στον μυοκαρδιακό ιστό.

Λαμβάνοντας υπόψη όλες αυτές τις εφαρμογές στις καρδιαγγειακές παθήσεις, το υδρογόνο μπορεί να θεωρηθεί ως ένα νέο φάρμακο με μεγάλες προοπτικές στο μέλλον, και όχι μόνο στην επείγουσα ιατρική.

Αναφορές
Drabek, T. and P.M. Kochanek, Improving outcomes from resuscitation: from hypertension and hemodilution to therapeutic hypothermia to H2. Circulation, 2014. 130(24): p. 2133-5.
Fujii, Y., et al, Insufflation of hydrogen gas restrains the inflammatory response of cardiopulmonary bypass in a rat model. Artif Organs, 2013. 37(2): p. 136-41.
Hayashi, T., et al, Inhalation of hydrogen gas attenuates intermittent hypoxia-induced left ventricular remodelling in mice. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology, 2011. 301(3): p. H1062-9.
Hayashida, K., et al. H(2) gas improves functional outcome after cardiac arrest to an extent comparable to therapeutic hypothermia in a rat model. J Am Heart Assoc, 2012. 1(5): p. e003459.
Hayashida, K., et al, Hydrogen Inhalation During Normoxic Resuscitation Improves Neurological Outcome in a Rat Model of Cardiac Arrest, Independent of Targeted Temperature Management. Circulation, 2014.
Huo, T.T., et al, Hydrogen-Rich Saline Improves Survival and Neurological Outcome after Cardiac Arrest and Cardiopulmonary Resuscitation in Rats. Anesth Analg, 2014.
Jing, L., et al, Cardioprotective Effect of Hydrogen-rich Saline on Isoproterenol-induced Myocardial Infarction in Rats. Heart Lung Circ, 2014.
Kasuyama, K., et al, Hydrogen-rich water attenuates experimental periodontitis in a rat model. J Clin Periodontol, 2011. 38(12): p. 1085-90.
Nagatani, K., et al, The Effect of Hydrogen Gas on a Mouse Bilateral Common Carotid Artery Occlusion. Οίδημα εγκεφάλου XVActa Neurochirurgica Supplement 2013.
Noda, K., et al, Hydrogen-supplemented drinking water protects cardiac allografts from inflammation-associated deterioration. Transpl Int, 2012. 25(12): p. 1213-22.
Qin, Z.X., et al, Hydrogen-rich saline prevents neointima formation after carotid balloon injury by suppressing ROS and the TNF-alpha/NF-kappaB pathway. Atherosclerosis, 2012. 220(2): p. 343-50.
Sakai, K., et al. Hydrogen gas inhalation protects against myocardial stunning and infarction in pigs. Scandinavian Cardiovascular Journal, 2012. 46(3): p. 183-9.
Shinbo, T., et al, Inhalation of nitric oxide plus hydrogen gas reduces ischemia-reperfusion injury and nitrotyrosine production in the mouse heart. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2013. 305(4): p. H542-50.
Sun, Q., et al, Oral intake of hydrogen-rich water inhibits intimal hyperplasia in arterialized vein grafts in rats. Cardiovasc Res, 2012. 94(1): p. 144-53.
Wu, S., et al, Hydrogenated saline attenuates doxorubicin-induced heart failure in rats. Pharmacy, 2014. 69(8): p. 633-6.
Xie, Q., et al, Το αέριο υδρογόνο προστατεύει από τη μυοκαρδιακή βλάβη που προκαλείται από έλλειψη ορού και γλυκόζης σε κύτταρα H9c2 μέσω ενεργοποίησης του μονοπατιού του σχετιζόμενου με τον παράγοντα NFE2 2/οξυγενάση της αίμης 1. Mol Med Rep, 2014. 10(2): p. 1143-9.
Yoshida, A., et al, H(2) μεσολαβεί στην καρδιοπροστασία μέσω της εμπλοκής των διαύλων K(ATP) και των πόρων μετάβασης διαπερατότητας των μιτοχονδρίων σε σκύλους. Cardiovasc Drugs Ther, 2012. 26(3): p. 217-26.
Wang P, Jia L, Chen B, et al. Η εισπνοή υδρογόνου είναι ανώτερη από την ήπια υποθερμία στη βελτίωση της καρδιακής λειτουργίας και της νευρολογικής έκβασης σε μοντέλο ασφυκτικής καρδιακής ανακοπής αρουραίων. Shock. 2016 Sep;46(3):312-8.
Tao B, Liu L, Wang N, et al. Ο αλατούχος ορός πλούσιος σε υδρογόνο μετριάζει την επαγόμενη από λιποπολυσακχαρίτη καρδιακή δυσλειτουργία με την αποκατάσταση της οξείδωσης των λιπαρών οξέων σε αρουραίους μέσω του μετριασμού της ενεργοποίησης της C-jun N-τελικής κινάσης. Shock. 2015 Dec;44(6):593-600.
Yue L, Li H, Zhao Y, Li J, Wang B. [Επιδράσεις του πλούσιου σε υδρογόνο φυσιολογικού ορού στα μονοπάτια σηματοδότησης Akt/GSK3β και στην καρδιακή λειτουργία κατά τη διάρκεια της ισχαιμίας-επαναιμάτωσης του μυοκαρδίου σε αρουραίους]. Zhonghua Yi Xue Za Zhi. 2015 May 19;95(19):1483-7.
Zhang G, Gao S, Li X, et al. Pharmacological postconditioning with lactic acid and hydrogen-rich saline attenuates myocardial reperfusion injury in rats. Sci Rep. 2015 Apr 30;5:9858.
Han L, Tian R, Yan H, et al. Το νερό πλούσιο σε υδρογόνο προστατεύει από την ισχαιμική εγκεφαλική βλάβη σε αρουραίους μέσω της ρύθμισης των ρυθμιστικών πρωτεϊνών ασβεστίου. Brain Res. 2015 Jul 30;1615:129-38.
Chen Y, Jiang J, Miao H, Chen X, Sun X, Li Y. Το αλατούχο νερό πλούσιο σε υδρογόνο μετριάζει τον πολλαπλασιασμό των αγγειακών λείων μυϊκών κυττάρων και τη νεοϊντιματική υπερπλασία αναστέλλοντας την παραγωγή δραστικών ειδών οξυγόνου και αδρανοποιώντας τα μονοπάτια Ras-ERK1/2-MEK1/2 και Akt. Int J Mol Med. 2013 Mar;31(3):597-606.
Yu YS, Zheng H. Η χρόνια θεραπεία με αλατούχο διάλυμα πλούσιο σε υδρογόνο μειώνει το οξειδωτικό στρες και μετριάζει την υπερτροφία της αριστερής κοιλίας σε αυθόρμητα υπερτασικούς αρουραίους. Mol Cell Biochem. 2012 Jun;365(1-2):233-42.
Zheng H, Yu YS. Η χρόνια θεραπεία με αλατούχο διάλυμα πλούσιο σε υδρογόνο μετριάζει την αγγειακή δυσλειτουργία σε αυθόρμητα υπερτασικούς αρουραίους. Biochem Pharmacol. 2012 May 1;83(9):1269-77.
Nagatani K, Takeuchi S, Kobayashi H, Otani N, Wada K, Fujita M, κ.ά. Η επίδραση του αερίου υδρογόνου σε διμερή απόφραξη κοινής καρωτιδικής αρτηρίας ποντικού. Acta Neurochir Suppl 2013; Vol. 118, pp. 61-3.

Hirohisa Ono, MD, Yoji Nishijima, MD,Shigeo Ohta, PhD, et al. Hydrogen Gas Inhalation Treatment in Acute Cerebral Infarction: A Randomised Controlled Clinical Trial of Safety and Neuroprotection. Journal of Stroke and Cerebrovascular diseases, Vol 26, No.11, 2017: pp 2587-2594 https://doi.org/10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.06.012Get