Molekulārajam ūdeņradim ir apbrīnojamas īpašības cīņā pret daudzām slimībām. Visbiežāk zināmās molekulārā ūdeņraža īpašības ir pretiekaisuma, antioksidanta, anti-apoptozes un anti-alerģiskas īpašības.

Pirmie pētījumi, kuros molekulāro ūdeņradi identificēja kā terapeitisku gāzi, tika veikti 2007. gadā. Pēc tam, kad tas tika identificēts kā medicīniskā gāze, tika veikti daudzi pētījumi, lai noskaidrotu tā ietekmi uz dažādām slimībām. Dažas no tām ir vēzis, neirodeģeneratīvas slimības, piemēram, Alcheimera un Parkinsona slimība, plaušu un sirds un asinsvadu slimības un daudzas citas. Šajā rakstā aplūkosim, kā ūdeņraža gāze palīdz diabēta slimību gadījumā.

Kas ir diabēts un kā tas attīstās?

Diabēts ir viens no galvenajiem saslimstības un mirstības cēloņiem pasaulē. Tas var izraisīt daudzas citas slimības, piemēram, sirds un asinsvadu slimības. Paaugstināts glikozes līmenis asinīs var bojāt gandrīz visus pacienta orgānus, piemēram, acis, nervus, nieres, sirdi un citus. Attīstītā stadijā tā var izraisīt nāvi. Cukura diabēts var radīt noslieci uz infekcijām, vājinot imunitāti. Tas var izraisīt sliktu brūču dzīšanu, kā rezultātā var tikt zaudētas ekstremitātes.

Kas izraisa diabētu?

Pastāv vairāki diabēta veidi, bet divi ir visizplatītākie: 1. tipa diabēta gadījumā zūd aizkuņģa dziedzera beta šūnas, kas ražo insulīnu. Tas ir tāpēc, ka insulīns ir vienīgais hormons, kas pazemina cukura līmeni asinīs. Beta šūnu zudums izraisa nekontrolējamu cukura līmeni asinīs. Šiem pacientiem nepieciešama insulīna aizvietošana visu mūžu. No otras puses, 2. tipa diabēts ir visizplatītākais no visiem diabēta veidiem. Tiek uzskatīts, ka to izraisa ģenētikas un vides faktoru kombinācija. Šī tipa gadījumā insulīna ražošana agrīnā stadijā faktiski ir palielināta. Tomēr perifērie organisma audi, kas uzņem glikozi vielmaiņai, nereaģē uz insulīnu. Šī rezistence rodas tāpēc, ka receptori kļūst nejutīgi pret insulīnu. Šos pacientus var ārstēt ar perorāliem medikamentiem, bet vēlāk var būt nepieciešams insulīns, jo beta šūnas var zaudēt spēju ražot insulīnu.

Diabēts ir saistīts ar daudzām citām slimībām.

Ja tas ir saistīts ar augstu asinsspiedienu, augstu holesterīna līmeni, aptaukošanos un paaugstinātu urīnskābes līmeni, to var saukt par metabolisko sindromu. Ja rodas visas šīs novirzes, cilvēkam ir augsts risks nomirt no sirds un asinsvadu slimībām.

Kā molekulārais ūdeņradis palīdz diabēta pacientiem?

Molekulārais ūdeņradis ir mazākā gāzes molekula. Tāpēc tas var viegli difundēt organismā un sasniegt intracelulārās organellas, lai iedarbotos. Ūdeņradis, kā jau minēts iepriekš, ir izmantots daudzu slimību ārstēšanā, un zinātnieki katru dienu joprojām atklāj jaunus pielietojumus. Apskatīsim, kāds ir šo apgalvojumu zinātniskais pamatojums.

Zinātnieki ir atklājuši, ka ūdeņradis var aizsargāt beta šūnas no bojājumiem 1. tipa diabēta gadījumā un ka tas var darboties līdzīgi kā insulīns.

Peles modelī ūdeņradis veicināja glikozes uzņemšanu šūnās, pārvietojot glikozes transporta proteīnu Glut4, aktivizējot specifiskas kināzes. Ūdeņradis ievērojami palielināja Glut4 ekspresiju skeleta muskuļu membrānā un pēc hroniskas intraperitoneālas un perorālas lietošanas ievērojami uzlaboja glikēmijas kontroli 1. tipa diabēta mātēm. Taču ilgstoša perorāla ūdeņraža lietošana vismazāk ietekmēja aptaukošanos. Pētījums liecina, ka ūdeņradim ir līdzīga metaboliskā iedarbība kā insulīnam un tas varētu būt jauna terapeitiska alternatīva insulīnam 1. tipa cukura diabēta gadījumā, jo to var ievadīt iekšķīgi.

Ir veikti vēl divi citi Āzijas pētījumi par diabēta ārstēšanu ar molekulāro ūdeņradi.

Vienā pētījumā zinātnieki izmantoja peļu modeļus, kas cieta no 2. tipa diabēta un aptaukošanās. Šīm pelēm katru dienu pēc vēlēšanās deva dzert ūdeņradi saturošu ūdeni. Viņām netika mainīta diēta vai kas cits. Pēc kāda laika zinātnieki atklāja, ka šo peļu asinīs bija zemāks glikozes līmenis nekā iepriekš un uzlabojās insulīna funkcija. Ietekme uz hiperglikēmiju bija līdzīga uztura ierobežošanai. Samazinājās arī triglicerīdu līmenis. Ievērojami samazinājās arī to svars un tauku saturs.

Pacientiem ar metabolisko sindromu aknu taukainība rodas brīvo taukskābju uzkrāšanās dēļ. Ūdeņradis ievērojami mazināja aknu taukainību.

Zinātnieki turpināja pētīt, kāpēc tas notiek molekulārā līmenī. Viņi atklāja, ka ūdeņradis palielina aknu hormona, ko sauc par fibroblastu augšanas faktoru 21 (FGF21), sekrēciju ģenētiskā līmenī. Šis hormons spēj ietekmēt taukskābju sekrēciju un arī glikozes patēriņu (tā saukto glikoneoģenēzi). Ūdeņradis stimulē arī enerģijas metabolismu. Pētījums liecina par ūdeņraža potenciālo labumu aptaukošanās, diabēta un metaboliskā sindroma uzlabošanā.

Tie paši zinātnieki paplašināja savu pētījumu, izmantojot peles, kuras baroja ar diētu ar augstu tauku saturu. Neraugoties uz neveselīgo uzturu, šīm pelēm bija salīdzinoši labs triglicerīdu līmenis un līdz ar to ilgāks mūža ilgums. Tika konstatēts, ka ūdeņraža gāze var stimulēt PPARα ceļu, kas regulē taukskābju metabolisma ceļu.

Tika veikts īss klīnisks pētījums ar 30 2. tipa diabēta pacientiem, kuri 8 nedēļas dzēra vienu litru ar ūdeņradi bagātināta ūdens. Pacientiem, kuri lietoja ar ūdeņradi bagātinātu ūdeni, tika novērota insulīna rezistences un oksidatīvā stresa biomarķieru, piemēram, oksidēto ZBL koncentrācijas serumā, samazināšanās (5 %, p < 0,05). ZBL ir galvenais aterosklerozes attīstības faktors. Šiem pacientiem tika konstatēts arī paaugstināts adiponektīna (2%, p ❮ 0,1), hormona, kas nomāc izsalkuma lēkmes, un endogēnā antioksidanta enzīma - āršūnu superoksīda dismutāzes (2%, p ❮ 0,05) - līmenis.

Molekulārais ūdeņradis kā diabēta komplikāciju ārstēšanas līdzeklis

Molekulārais ūdeņradis ir noderīgs arī diabēta komplikāciju ārstēšanā. Diabēta gadījumā galvenokārt ir 3 komplikāciju veidi: Retinopātija, kas skar acis, nefropātija, kas skar nieres, un neiropātija, kas skar nervus.

Diabētiskā retinopātija ir viens no biežākajiem akluma cēloņiem. To izraisa paaugstināts oksidatīvais stress, kas izraisa apkārtējo neironu toksicitāti un izraisa izmaiņas asinsvados. Tā kā ar ūdeņradi bagātam ūdenim piemīt gan antioksidanta, gan pretiekaisuma īpašības, zinātnieki izmēģināja ar molekulāro ūdeņradi ārstēt peles, kas cieš no diabētiskās retinopātijas. Mēnesi tām ievadīja ar ūdeņradi bagātu fizioloģisko šķīdumu, un tika pētītas to acu izmaiņas. Zinātnieki atklāja, ka šīm pelēm samazinājās oksidatīvais stress un palielinājās antioksidantu enzīmu aktivitāte. Tāpēc ūdeņradi var uzskatīt par vērtīgu ārstēšanas iespēju diabētiskās retinopātijas pacientu ārstēšanā.

Līdzīgā pētījumā, izmantojot žurku modeli, pētnieki konstatēja kaspāzes aktivitātes samazināšanos, tīklenes apoptozes un asinsvadu caurlaidības samazināšanos. Ūdeņraža sālījums spēja arī ievērojami mazināt tīklenes parenhīmas sabiezēšanu, kas rodas diabētiskās retinopātijas rezultātā. Viņi arī secināja, ka ūdeņraža sāls šķīdumam var būt potenciāls diabētiskās retinopātijas klīniskajā ārstēšanā.

Cukura diabēts var izraisīt arī erektilās funkcijas traucējumus.

Daļēji tas var būt saistīts ar paaugstinātu oksidatīvo stresu. Erekcijas fizioloģiskajā procesā liela nozīme ir slāpekļa oksīdam. Oksidatīvais stress var izjaukt fermentus, kas to veido.

Pētījumā, kas tika veikts, lai to izpētītu, diabēta žurkas tika sadalītas 2 grupās, un viena grupa 8 nedēļas saņēma ar ūdeņradi bagātu fizioloģisko šķīdumu, bet otra - parastu fizioloģisko šķīdumu. Grupā ar ūdeņradi palielinājās slāpekļa oksīda līmenis, jo palielinājās slāpekļa oksīda sintēzes (sintēzes enzīma) aktivitāte. Rezultātā šiem dzīvniekiem uzlabojās erektilā funkcija, ko novērtēja, izmērot intrakavernozālo spiedienu (dzimumlocekļa venozā sistēma) pēc corpus cavernosum elektrostimulēšanas. Pēc ārstēšanas ar ūdeņradi saturošu fizioloģisko šķīdumu maksimālais intrakavernozālais spiediens ievērojami palielinājās salīdzinājumā ar neārstētām diabēta žurkām. Tika secināts, ka ūdeņradis var būt noderīgs arī diabēta pacientu erektilās disfunkcijas ārstēšanai.

No visiem šiem pētījumiem izriet, ka ūdeņradim patiešām var būt nākotne diabēta ārstēšanā.

Atsauces
Kamimura, M., Nishimaki, K., Ohsawa, I., & Ohta, S. (2011). Molekulārais ūdeņradis uzlabo aptaukošanos un diabētu, inducējot aknu FGF21 un stimulējot enerģijas metabolismu db/db pelēm. Obesity (Silver Spring), 1396-403
Kamimura, M., & Ichimiya, S. (2016). Molekulārais ūdeņradis stimulē transkripcijas koaktivatora PGC-1α gēnu ekspresiju, lai uzlabotu taukskābju metabolismu. NPJ Aging Mech Dis.
Feng, Y., et al. (2013), Hydrogen-rich saltine preventents early neurovascular disfunction by inhibiting oxidative stress in STZ-diabetic rats (Ar ūdeņradi bagāts sāls šķīdums novērš agrīnu neirovaskulāru disfunkciju, inhibējot oksidatīvo stresu STZ diabēta žurkām). Curr Eye Res, 2013. 38(3): 396-404. lpp.
Amitani, H., et al. "Hydrogen Improves Glycemic Control in Type1 Diabetic Animal Model by Promoting Glucose Uptake into Skeletal Muscle" ("Ūdeņradis uzlabo glikēmijas kontroli 1. tipa diabēta dzīvnieku modelī, veicinot glikozes uzņemšanu skeleta muskulatūrā"). PLoS One, 2013. 8(1).
Fan, M., et al, "Protective Effects of Hydrogen-Rich Saline Against Erectile Dysfunction in a Streptozotocin Induced Diabectic Rat Model" ("Ūdeņraža bagāta sāls šķīduma aizsargājošais efekts pret erektilās disfunkcijas traucējumiem streptozotocīna izraisītā diabēta žurku modelī"). J Urol, 2012.
Jin, D., et al, Anti-diabetic effect of alkaline-reduced water on OLETF rats. Biosci Biotechnol Biochem, 2006. 70(1): p. 31-7.
Kim, M.J. and H.K. Kim, Anti-diabetic effects of electrolyzed reduced water in streptozotocin-induced and genetic diabetic mice. Life Sci, 2006. 79(24): lpp. 2288-92.
Li, Y., et al, Protective mechanism of reduced water against alloxan-induced pancreatic beta-cell damage: Scavenging effect against reactive oxygen species. Cytotechnology, 2002. 40(1-3): p. 139-49.
Li, Y.-P., Teruya, K., Katakura, Y., Kabayama, S., Otsubo, K.,Morisawa, S., et al, Effect of reduced water on the apoptotic cell death triggered by oxidative stress in pancreatic b HIT-T15 cell. Animal cell technology meets genomics, 2005: 121-124. lpp.
Li, Y., et al, Supressive effects of electrolyzed reduced water on alloxan-induced apoptosis and type 1 diabetes mellitus. Cytotechnology, 2011. 63(2): p. 119-31.
Oda, M., et al., Electrolyzed and natural reduced water exhibit insulin-like activity on glucose uptake into muscle cells and adipocytes. Animal Cell Technology: Products from Cells, Cells as Products, 2000: 425-427. lpp.
Shirahata, S., Antioksidatīvais ūdens uzlabo diabēta stāvokli. 2001
Shirahata, S., et al, Anti-diabetic effect of water containing hydrogen molecule and Pt nanoparticles. BMC Proc, 2011. 5 Suppl 8: p. P18.
Xiao X1, Cai J, Xu J, Wang R, Cai J, Liu Y, Xu W, Sun X, Li R. Protective effects of hydrogen saline on diabetic retinopathy in a streptozotocin-induced diabetic rat model. 2012 J Ocul Pharmaco Ther. Feb;28(1):76-82. doi: 10.1089/jop.2010.0129 . Epub 2011 Jul 26.
Shirahata, S., Nishimura, T., Kabayama, S., Aki, D., Teruya, K., Otsubo, K., Morisawa, S., Ishii, Y., et al. (2008) Supplementation of Hydrogen Rich Water Improves Lipid and Glucose Metabolism in Patients with Type 2 Diabetes or Impaired Glucose Tolerance. Nutrition Research, 28, 137-143.