Moleculaire waterstof heeft verbazingwekkende eigenschappen in de strijd tegen vele ziekten. Algemeen bekende eigenschappen van moleculaire waterstof zijn ontstekingsremmende, antioxiderende, anti-apoptotische en anti-allergische eigenschappen.

Het eerste onderzoek waarin moleculaire waterstof als therapeutisch gas werd geïdentificeerd, vond plaats in 2007. Nadat het was geïdentificeerd als een medisch gas, werd veel onderzoek gedaan naar de effecten ervan op verschillende ziekten. Enkele daarvan zijn kanker, neurodegeneratieve ziekten als Alzheimer en Parkinson, long- en hart- en vaatziekten en nog veel meer. Laten we in dit artikel zien hoe waterstofgas helpt bij diabetesziekten.

Wat is diabetes en hoe ontstaat het?

Diabetes is een van de belangrijkste oorzaken van ziekte en sterfte in de wereld. Het kan leiden tot vele andere ziekten zoals hart- en vaatziekten. Bijna elk orgaan van de patiënt kan worden beschadigd door verhoogde bloedglucosewaarden, zoals de ogen, zenuwen, nieren en het hart. In gevorderde stadia kan het tot de dood leiden. Diabetes kan vatbaar zijn voor infecties door verzwakking van de immuniteit. Dit kan leiden tot slechte wondgenezing, met verlies van ledematen als gevolg.

Wat is dan de oorzaak van diabetes?

Er zijn verschillende soorten diabetes, maar twee zijn de meest voorkomende: Bij diabetes type 1 is er een verlies van de alvleesklierbètacellen die insuline produceren. Dit komt omdat insuline het enige hormoon is dat de bloedsuikerspiegel verlaagt. Het verlies van de bètacellen leidt tot een oncontroleerbare bloedsuikerspiegel. Deze patiënten hebben levenslang insulinevervanging nodig. Anderzijds is diabetes type 2 het meest voorkomende type van allemaal. Men denkt dat het veroorzaakt wordt door een combinatie van genetica en omgevingsfactoren. Bij dit type is de insulineproductie in het beginstadium juist verhoogd. De perifere weefsels in het lichaam die glucose opnemen voor de stofwisseling reageren echter niet op insuline. Deze resistentie ontstaat doordat de receptoren ongevoelig worden voor insuline. Ze kunnen worden behandeld met orale medicijnen, maar kunnen later insuline nodig hebben omdat de bètacellen hun vermogen om insuline te produceren kunnen verliezen.

Diabetes gaat gepaard met veel andere ziekten.

Als het gepaard gaat met hoge bloeddruk, hoog cholesterol, overgewicht en verhoogde urinezuurspiegels, kan het metabool syndroom worden genoemd. Wanneer al deze afwijkingen optreden, heeft de persoon een hoog risico om te sterven aan hart- en vaatziekten.

Hoe helpt moleculaire waterstof diabetespatiënten?

Moleculaire waterstof is het kleinste gasmolecuul. Daarom kan het gemakkelijk diffunderen in het lichaam en intracellulaire organellen bereiken om zijn werking uit te oefenen. Waterstof is, zoals gezegd, gebruikt bij de behandeling van vele ziekten en wetenschappers ontdekken nog elke dag nieuwe toepassingen. Laten we eens kijken wat de wetenschappelijke basis is voor deze beweringen.

Wetenschappers hebben ontdekt dat waterstof bètacellen kan beschermen tegen schade bij diabetes type 1 en dat het op dezelfde manier kan werken als insuline.

In een muismodel bevorderde waterstof de glucose-opname in de cellen via translocatie van het glucosetransporteiwit Glut4 door specifieke kinasen te activeren. Waterstof verhoogde aanzienlijk de expressie van Glut4 in het skeletspiermembraan en verbeterde duidelijk de glykemische controle bij muizen met type 1 diabetes na chronische intraperitoneale en orale toediening. Maar langdurige orale toediening van waterstof had het minste effect op de zwaarlijvige. Het onderzoek toont aan dat waterstof vergelijkbare metabolische effecten heeft als insuline en een nieuw therapeutisch alternatief zou kunnen zijn voor insuline bij type 1 diabetes mellitus, omdat het oraal kan worden toegediend.

Er zijn twee andere Aziatische onderzoeken gedaan naar de behandeling van diabetes met moleculaire waterstof.

In het ene onderzoek gebruikten de wetenschappers muismodellen die leden aan diabetes type 2 en obesitas. Deze muizen kregen naar believen elke dag waterstofrijk water te drinken. Ze veranderden niets aan hun dieet of iets anders. Na enige tijd ontdekten de wetenschappers dat deze muizen lagere glucosewaarden in hun bloed hadden dan voorheen en dat hun insulinefunctie verbeterde. Het effect op hyperglykemie was vergelijkbaar met dieetbeperking. Het triglyceridengehalte werd ook verlaagd. Er was ook een aanzienlijke vermindering van hun gewicht en vetgehalte.

Bij patiënten met het metabool syndroom treedt leververvetting op door ophoping van vrije vetzuren. Waterstof verlichtte de leververvetting aanzienlijk.

De wetenschappers gingen verder onderzoeken waarom dit op moleculair niveau gebeurt. Ze ontdekten dat waterstof op genetisch niveau de afscheiding verhoogt van een leverhormoon dat fibroblastgroeifactor 21 (FGF21) heet. Dit hormoon is in staat om de vetzuursecretie en ook het glucoseverbruik (gluconeogenese genoemd) te beïnvloeden. Waterstof stimuleerde ook het energiemetabolisme. De studie suggereert de mogelijke voordelen van waterstof bij het verbeteren van obesitas, diabetes en het metabool syndroom.

Dezelfde wetenschappers breidden hun studie uit door muizen te gebruiken die een vetrijk dieet kregen. Ondanks het ongezonde dieet hadden deze muizen relatief goede triglyceridenwaarden en daardoor een langere levensduur. Men ontdekte dat waterstofgas de PPARα-route kan stimuleren, die de vetzuurstofwisseling regelt.

Er werd een korte klinische proef uitgevoerd met 30 diabetes type 2 patiënten die 8 weken lang een liter waterstof verrijkt water dronken. De patiënten die waterstofrijk water consumeerden toonden een vermindering van insulineresistentie en oxidatieve stress-biomarkers, zoals serumconcentraties van geoxideerd LDL (5%, p < 0,05). LDL is de belangrijkste factor in de ontwikkeling van atherosclerose. Deze patiënten vertoonden ook verhoogde niveaus van adiponectine (2%, p ❮ 0,1), een hormoon dat hongergevoelens afremt, en extracellulaire superoxide dismutase (2%, p ❮ 0,05), een endogeen antioxidant enzym.

Moleculaire waterstof als behandeling van diabetische complicaties

Moleculaire waterstof is ook nuttig bij de behandeling van complicaties van diabetes. Er zijn voornamelijk 3 soorten complicaties die bij diabetes voorkomen: Retinopathie die de ogen aantast, Nefropathie die de nieren aantast en Neuropathie die de zenuwen aantast.

Diabetische retinopathie is een van de meest voorkomende oorzaken van blindheid. Het is het gevolg van verhoogde oxidatieve stress, die toxiciteit veroorzaakt voor de omliggende neuronen en leidt tot veranderingen in de bloedvaten. Omdat waterstofrijk water zowel antioxiderende als ontstekingsremmende eigenschappen heeft, probeerden wetenschappers muizen die leden aan diabetische retinopathie te behandelen met moleculaire waterstof. Ze werden een maand lang geïnjecteerd met waterstofrijke zoutoplossing en hun oogveranderingen werden bestudeerd. De wetenschappers ontdekten dat de oxidatieve stress verminderde en de activiteit van antioxidatieve enzymen toenam bij deze muizen. Daarom kan waterstof worden beschouwd als een waardevolle behandelingsoptie bij de behandeling van patiënten met diabetische retinopathie.

In een vergelijkbaar onderzoek met een rattenmodel vonden de onderzoekers een afname van de caspase-activiteit, verminderde retinale apoptose en vasculaire permeabiliteit. Waterstofpekel was ook in staat om de verdikking van het netvliesparenchym die het gevolg was van diabetische retinopathie aanzienlijk te verminderen. Ze concludeerden ook dat waterstofpekel mogelijkheden kan hebben bij de klinische behandeling van diabetische retinopathie.

Diabetes mellitus kan ook leiden tot erectiestoornissen.

Dit kan deels te wijten zijn aan verhoogde oxidatieve stress. Stikstofoxide speelt een belangrijke rol in het fysiologische proces van de erectie. De enzymen die het maken kunnen door oxidatieve stress worden verstoord.

In een studie ontworpen om dit te onderzoeken, werden diabetische ratten verdeeld in 2 groepen en de ene groep kreeg waterstofrijke zoutoplossing, terwijl de andere 8 weken lang normale zoutoplossing kreeg. De waterstofgroep had verhoogde stikstofoxideniveaus door een verhoogde activiteit van stikstofoxidesynthase (het synthetiserende enzym). Dit resulteerde in een verbeterde erectiele functie bij deze dieren, zoals beoordeeld door het meten van de intracavernosale druk (veneuze systeem van de penis) na elektrostimulatie van het corpus cavernosum. De maximale intracavernosale druk nam aanzienlijk toe na behandeling met waterstofrijke zoutoplossing in vergelijking met onbehandelde diabetische ratten. Geconcludeerd werd dat waterstof ook nuttig kan zijn bij erectiestoornissen bij diabetespatiënten.

Uit al dit onderzoek blijkt dat waterstof inderdaad een toekomst kan hebben bij de behandeling van diabetes.

Referenties
Kamimura, M., Nishimaki, K., Ohsawa, I., & Ohta, S. (2011). Molecular hydrogen ameliorates obesitas and diabetes by inducing hepatic FGF21 and stimulating energy metabolism in db/db muizen. Obesitas (Silver Spring), 1396-403
Kamimura, M., & Ichimiya, S. (2016). Moleculaire waterstof stimuleert genexpressie van de transcriptionele coactivator PGC-1α om het vetzuurmetabolisme te verbeteren. NPJ Aging Mech Dis.
Feng, Y., et al. (2013), Waterstofrijke zoutoplossing voorkomt vroege neurovasculaire disfunctie door remming van oxidatieve stress bij STZ-diabetische ratten. Curr Eye Res, 2013. 38(3): p. 396-404.
Amitani, H., et al. "Waterstof verbetert glycemische controle in Type1-diabetisch diermodel door bevordering van Glucose-opname in skeletspier." PLoS One, 2013. 8(1).
Fan, M., et al, Protective Effects of Hydrogen-Rich Saline Against Erectile Dysfunction in a Streptozotocin Induced Diabetic Rat Model. J Urol, 2012.
Jin, D., et al, Anti-diabetisch effect van alkali-gereduceerd water op OLETF ratten. Biosci Biotechnol Biochem, 2006. 70(1): p. 31-7.
Kim, M.J. en H.K. Kim, Anti-diabetische effecten van geëlektrolyseerd gereduceerd water in streptozotocine-geïnduceerde en genetisch diabetische muizen. Life Sci, 2006. 79(24): p. 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 van verminderd water op de apoptotische celdood veroorzaakt door oxidatieve stress in pancreas b HIT-T15 cel. Animal cell technology meets genomics, 2005: pp. 121-124.
Li, Y., et al, Onderdrukkende effecten van geëlektrolyseerd gereduceerd water op door alloxan geïnduceerde apoptose en diabetes mellitus type 1. Cytotechnology, 2011. 63(2): p. 119-31.
Oda, M., et al., Geëlektrolyseerd en natuurlijk gereduceerd water vertonen insulineachtige activiteit op de glucose-opname in spiercellen en adipocyten. Animal Cell Technology: Products from Cells, Cells as Products, 2000: pp. 425-427.
Shirahata, S., Anti-oxidatief water verbetert diabetes. 2001
Shirahata, S., et al, Anti-diabetisch effect van water dat waterstofmolecuul en Pt-nanodeeltjes bevat. 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. Beschermende effecten van waterstof zoutoplossing op diabetische retinopathie in een streptozotocine-geïnduceerd diabetisch ratmodel. 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) Suppletie van waterstofrijk water verbetert het lipiden- en glucosemetabolisme bij patiënten met type 2 diabetes of een verminderde glucosetolerantie. Nutrition Research, 28, 137-143.