Daugelį ligų sukelia ilgą laiką besitęsiantis oksidacinis stresas. Oksidacinis stresas gali sukelti sunkius audinių pažeidimus. Nors svarbu sumažinti šią oksidacinę žalą, įprastinių antioksidantų vartojimas buvo nesėkmingas. 2007 m. mokslas atrado molekulinį vandenilį kaip naują antioksidantą ligų gydymui ir prevencijai.

Kas yra širdies ir kraujagyslių ligos?

Širdies ir kraujagyslių ligos yra platus terminas, apibūdinantis įvairias ligas, kurios pažeidžia širdį ir kraujotakos sistemą.

Miokardo infarktas įvyksta, kai kraujo krešulys arba aterosklerozinė plokštelė užkemša vainikines arterijas, maitinančias tam tikrą širdies raumens dalį. Dėl to žūsta raumens ląstelės. Yra vaistų, kurie gali ištirpinti šį krešulį ir sukelti audinių reperfuziją. Tačiau taip atsitikus, staiga atsiradęs oksidacinis stresas taip pat gali pakenkti širdies raumeniui ir sukelti vadinamąjį išemijos ir reperfuzijos pažeidimą. Tas pats mechanizmas gali pasireikšti smegenyse insulto metu, todėl išsiskiria reaktyviosios deguonies rūšys.

Kaip vandenilis padeda sergant širdies ligomis?

Mokslininkai atliko daugybę molekulinio vandenilio poveikio širdžiai ir smegenims tyrimų. Vandenilis buvo naudojamas eksperimentuose su gyvūnais, kai buvo sustabdyta jų širdis. Adekvačiai reanimuotoms žiurkėms vienai grupei buvo duodama įkvėpti vandenilio, o kitai - ne. Žiurkių, kurioms buvo įkvėptos vandenilio dujos, išgyvenamumas padidėjo, neurologinė būklė buvo gera, o histologinių pokyčių sumažėjo, palyginti su žiurkėmis, kurioms nebuvo įkvėptos vandenilio dujos.

Vandenilis yra stiprus antioksidantas ir gali šalinti laisvuosius deguonies radikalus

Šiame tyrime parodytas teigiamas poveikis gali būti siejamas su šia vandenilio savybe.

Atlikta dar keletas tyrimų, susijusių su širdies sustojimu. Kai triušiams, kuriems sustojo širdis, į pilvą buvo leidžiamas vandenilis, jis taip pat pagerino išgyvenamumo rodiklius ir neurologinę būklę - sumažėjo neuronų pažeidimų ir žūties atvejų.

Kitame tyrime su žiurkėmis į veną suleistas vandenilis pagerino rezultatus po širdies sustojimo. Tyrėjai spėja, kad šį poveikį lėmė ne tik antioksidacinės savybės, bet ir kitos, mažiau žinomos savybės, pavyzdžiui, antiapoptozinės ir priešuždegiminės. Kadangi šis poveikis yra labai perspektyvus, ateityje jis galėtų būti naudojamas gelbėjimo darbuose, kad ekstremaliose situacijose vienu metu būtų skiriamas ne tik deguonis, bet ir vandenilis (Browno dujos).

Vienas iš tyrimų su žmonėmis, kurį verta paminėti, buvo atliktas 2017 m

Šiame atsitiktinių imčių kontroliuojamame tyrime dalyvavo 50 pacientų, patyrusių ūminės stadijos lengvo ir vidutinio sunkumo smegenų infarktą: 25 iš jų buvo inhaliuojamos 3 proc. vandenilio dujos (po vieną valandą du kartus per dieną), o 25 priklausė kontrolinei grupei, kuriai vandenilis nebuvo inhaliuojamas. Reguliarūs pacientų magnetinio rezonanso tyrimai parodė, kad patologinių pokyčių sunkumas smegenų infarkto zonoje vandenilio grupėje buvo gerokai mažesnis, palyginti su kontroline grupe, ir greičiau priartėjo prie normos. Be to, fizioterapinis įvertinimas buvo atliktas taikant vadinamąjį Barto indeksą, t. y. metodą, kuriuo vertinamas pacientų gebėjimas tvarkytis kasdieniame gyvenime. Šis rodiklis gerokai pagerėjo vandenilio grupėje. Gydymas vandeniliu buvo saugus. Tyrėjai patvirtino vandenilio dujų terapijos plataus ir visuotinio taikymo galimybes.

Širdies ir plaučių šuntavimas - tai chirurginė procedūra, atliekama pacientams, kurių kraujagyslės yra užsikimšusios. Kai po šuntavimo operacijos žiurkių modelyje buvo skiriamos vandenilio dujos, vandenilis galėjo sumažinti uždegimo mediatorių, pavyzdžiui, citokinų, kiekį. Šis priešuždegiminis poveikis ateityje galėtų būti naudojamas kaip nauja terapija po šuntavimo operacijos.

Vandenilio poveikis taip pat buvo tiriamas žiurkėms po miokardo infarkto

Jis reikšmingai pagerino kairiosios širdies funkciją, kartu sumažindamas infarkto dydį ir pagerindamas funkciją. Vandenilio dujos taip pat užkirto kelią kairiojo skilvelio remodeliacijai (širdies kameros dydžio, formos ir funkcijos kitimo procesui) po miokardo infarkto.

Kiaulių modelyje mokslininkams pavyko sumažinti infarkto dydį įkvepiant 2 % deguonies. Norint išvengti išemijos ir reperfuzijos pažeidimo, poinfarktinis gydymas turi būti atliekamas atsargiai. Suteikus vandenilio, infarkto dydis sumažėjo kartu su apoptozės indeksu. Tyrėjai iškėlė prielaidą, kad šį poveikį lėmė sumažėjusi Akt ir GSK3β reguliacija miokardo audinyje.

Atsižvelgiant į visus šiuos taikymus širdies ir kraujagyslių ligoms, vandenilį galima laikyti nauju vaistu, turinčiu didelį potencialą ateityje, taip pat ir skubios medicinos srityje.

Nuorodos
Drabek, T. ir P. M. Kochanek, Gaivinimo rezultatų gerinimas: nuo hipertenzijos ir hemodiliucijos iki terapinės hipotermijos ir 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 peles. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology, 2011. 301(3): p. H1062-9.
Hayashida, K., et al. H(2) dujos pagerina funkcinę būklę po širdies sustojimo panašiu mastu kaip terapinė hipotermija žiurkių modelyje. 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 (Vandenilio dujų poveikis pelės dvipusės bendrosios miego arterijos okliuzijai). Brain Edema XVActa Neurochirurgica Supplement 2013.
Noda, K., et al, Hydrogen-supplemented drinking water protects cardiac allographts 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. Aterosklerozė, 2012. 220(2): p. 343-50.
Sakai, K. ir kt. vandenilio dujų įkvėpimas apsaugo kiaules nuo miokardo apsvaiginimo ir infarkto. 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, Oralinis vandenilio turtingo vandens vartojimas slopina žiurkių arterializuotų venų transplantatų intimos hiperplaziją. 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, Hydrogen gas protects against serum and glucose deprivation-induced myocardial injury in H9c2 cells through activation of the NFE2 related factor 2/heme oxygenase 1 pathway. Mol Med Rep, 2014. 10(2): p. 1143-9.
Yoshida, A., et al, H(2) mediates cardioprotection via involvements of K(ATP) channels and permeability transition pores of mitochondria in dogs. Cardiovasc Drugs Ther, 2012. 26(3): p. 217-26.
Wang P, Jia L, Chen B, et al. Hydrogen inhalation is superior to mild hypothermia in improving cardiac function and neurological outcome in an asphyxial cardiac stop model of rats. Shock. 2016 Sep;46(3):312-8.
Tao B, Liu L, Wang N, et al. Hydrogen-rich saline attenuates lipopolisacharido sukeltą širdies disfunkciją atkuriant riebalų rūgščių oksidaciją žiurkėms, sušvelninant C-jun N-terminal kinazės aktyvaciją. Shock. 2015 Dec;44(6):593-600.
Yue L, Li H, Zhao Y, Li J, Wang B. [Vandenilio turtingo druskos tirpalo poveikis Akt/GSK3β signaliniams keliams ir širdies funkcijai žiurkių miokardo išemijos-reperfuzijos metu]. 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. Hydrogen-rich water protects against ischemic brain injury in rats by regulating calcium buffering proteins. Brain Res. 2015 Jul 30;1615:129-38.
Chen Y, Jiang J, Miao H, Chen X, Sun X, Li Y. Hydrogen-rich saline attenuates vascular smooth muscle cell proliferation and neointimal hyperplasia by inhibiting reactive oxygen species production and inactivating Ras-ERK1/2-MEK1/2 and Akt pathways. Int J Mol Med. 2013 Mar;31(3):597-606.
Yu YS, Zheng H. Chroniškas gydymas vandenilio turtingu druskos tirpalu mažina oksidacinį stresą ir silpnina kairiojo skilvelio hipertrofiją spontaniškai hipertenzijas patiriančioms žiurkėms. Mol Cell Biochem. 2012 Jun;365(1-2):233-42.
Zheng H, Yu YS. Lėtinis gydymas vandenilio turtingu druskos tirpalu silpnina spontaniškai hipertenzija sergančių žiurkių kraujagyslių disfunkciją. Biochem Pharmacol. 2012 May 1;83(9):1269-77.
Nagatani K, Takeuchi S, Kobayashi H, Otani N, Wada K, Fujita M, et al. The effect of hydrogen gas on a mouse bilateral common carotid artery occlusion. Acta Neurochir Suppl 2013; Vol. 118, p. 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