Številne bolezni povzroča oksidativni stres, ki traja dlje časa. Oksidativni stres lahko povzroči hude poškodbe tkiva. Čeprav je pomembno, da to oksidativno škodo zmanjšamo, je bila uporaba običajnih antioksidantov neuspešna. Leta 2007 je znanost odkrila molekularni vodik kot nov antioksidant pri zdravljenju in preprečevanju bolezni.

Kaj so bolezni srca in ožilja?

Bolezni srca in ožilja je širok izraz za vrsto bolezni, ki prizadenejo srce in ožilje.

Do miokardnega infarkta pride, ko krvni strdek ali aterosklerotični plak blokira koronarne arterije, ki oskrbujejo določen del srčne mišice. To povzroči odmrtje mišičnih celic. Obstajajo zdravila, ki lahko ta strdek raztopijo in povzročijo reperfuzijo tkiva. Vendar pa lahko nenadno povečanje oksidativnega stresa poškoduje tudi srčno mišico, kar vodi do tako imenovane ishemično-reperfuzijske poškodbe. Enak mehanizem se lahko zgodi v možganih med možgansko kapjo, kar vodi do sproščanja reaktivnih kisikovih zvrsti.

Kako vodik pomaga pri boleznih srca?

Znanstveniki so opravili veliko raziskav o učinkih molekularnega vodika na srce in možgane. Vodik so uporabili v poskusih z zastojem srca pri živalih. Ustrezno oživljenim podganam so dali vodik za vdihavanje eni skupini, drugi pa ne. Pri podganah, ki so vdihavale vodik, se je v primerjavi s podganami, ki niso vdihavale vodikovega plina, povečala stopnja preživetja, dosegli so dober nevrološki izid in zmanjšali histološke spremembe.

Vodik je močan antioksidant in lahko odstranjuje kisikove proste radikale

Ugoden učinek, ki se je pokazal v tej študiji, je mogoče pripisati tej lastnosti vodika.

V zvezi s srčnim zastojem je bilo opravljenih še več drugih študij. Ko so vodik intraperitonealno dajali kuncem pri srčnem zastoju, je prav tako izboljšal stopnjo preživetja in nevrološki izid z zmanjšanjem poškodb in smrti nevronov.

V drugi študiji na podganah je vodik, ki so ga dajali intravensko, izboljšal izid po srčnem zastoju. Raziskovalci so domnevali, da ta učinek ni le posledica njegovih antioksidativnih lastnosti, temveč tudi drugih, manj znanih lastnosti, kot so anti-apoptotične in protivnetne lastnosti. Ker so ti učinki zelo obetavni, bi ga lahko v prihodnosti uporabili pri reševanju, tako da bi v nujnih primerih poleg kisika hkrati dajali tudi vodik (Brownov plin).

Leta 2017 je bila izvedena ena od raziskav na ljudeh, ki jo je vredno omeniti

V tej randomizirani kontrolirani študiji je sodelovalo 50 bolnikov z akutno stopnjo možganskega infarkta blage do zmerne stopnje: 25 jih je prejemalo 3-odstotni vodikov plin za vdihavanje (eno uro dvakrat na dan), 25 pa jih je bilo v kontrolni skupini brez vdihavanja vodika. Redni pregledi bolnikov z magnetno resonanco so pokazali, da je bila resnost patoloških sprememb na infarktnem območju možganov v skupini z vodikom bistveno manjša v primerjavi s kontrolno skupino in se je hitreje približala normalnemu stanju. Poleg tega je bila fizioterapevtska ocena ocenjena s tako imenovanim Barthesovim indeksom, metodo za ocenjevanje sposobnosti bolnikov za obvladovanje vsakdanjega življenja. Ta se je v vodikovi skupini znatno izboljšal. Zdravljenje z vodikom je bilo varno za uporabo. Raziskovalci so potrdili možnost široke in splošne uporabe zdravljenja s plinskim vodikom.

Srčno-pljučni obvod je kirurški postopek, ki se izvaja pri bolnikih z blokiranimi krvnimi žilami. Ko so po operaciji obvoda na modelu podgane dajali plinski vodik, je vodik lahko zmanjšal vnetne mediatorje, kot so citokini. Ta protivnetni učinek bi lahko v prihodnosti uporabili kot novo terapijo po operaciji obvoda.

Učinek vodika so preučevali tudi pri podganah po miokardnem infarktu

Bistveno je izboljšal delovanje levega srca, hkrati pa zmanjšal velikost infarkta in izboljšal delovanje. Plinski vodik je preprečil tudi remodelacijo levega prekata (proces spreminjanja velikosti, oblike in funkcije srčne komore) po miokardnem infarktu.

Na prašičjem modelu so raziskovalci z vdihavanjem 2-odstotnega kisika uspeli zmanjšati velikost infarkta. Da bi se izognili ishemiji in reperfuzijski poškodbi, je treba postkondicioniranje opraviti previdno. Ob dajanju vodika se je velikost infarkta zmanjšala skupaj z indeksom apoptoze. Raziskovalci so domnevali, da je bil ta učinek posledica znižanja regulacije Akt in GSK3β v miokardnem tkivu.

Glede na vse te aplikacije pri boleznih srca in ožilja lahko vodik obravnavamo kot novo zdravilo z velikim potencialom v prihodnosti, nenazadnje tudi v urgentni medicini.

Sklic
Drabek, T. in P. M. Kochanek, Improving outcomes from resuscitation: from hypertension and hemodilution to therapeutic hypothermia to H2. Circulation, 2014. 130(24): str. 2133-5.
Fujii, Y., et al, Insufflation of hydrogen gas restrains the inflammatory response of cardiopulmonary bypass in a rat model (Dihanje plinastega vodika omejuje vnetni odziv pri kardiopulmonalnem obvodu na modelu podgane). Artif Organs, 2013. 37(2): str. 136-41.
Hayashi, T., et al, Inhalacija plinastega vodika omili z intermitentno hipoksijo povzročeno preoblikovanje levega prekata pri miših. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology, 2011. 301(3): str.
Hayashida, K., et al. Plin H(2) izboljša funkcionalni izid po srčnem zastoju v obsegu, primerljivem s terapevtsko hipotermijo na modelu podgane. J Am Heart Assoc, 2012. 1(5): str. 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 (Slanica, bogata z vodikom, izboljša preživetje in nevrološki izid po srčnem zastoju in kardiopulmonalnem oživljanju pri podganah). Anesth Analg, 2014.
Jing, L., et al, Cardioprotective Effect of Hydrogen-rich Saline on Isoproterenol-induced Myocardial Infarction in Rats (Kardioprotektivni učinek z vodikom bogate fiziološke raztopine na miokardni infarkt, povzročen z izoproterenolom pri podganah). Heart Lung Circ, 2014.
Kasuyama, K., et al, Hydrogen-rich water attenuates experimental periodontitis in a rat model (Voda, bogata z vodikom, blaži eksperimentalni parodontitis na modelu podgane). J Clin Periodontol, 2011. 38(12): str. 1085-90.
Nagatani, K., et al, The Effect of Hydrogen Gas on a Mouse Bilateral Common Carotid Artery Occlusion (Vpliv plinskega vodika na obojestransko okluzijo skupne karotidne arterije pri miših). Brain Edema XVActa Neurochirurgica Supplement 2013.
Noda, K., et al, Hydrogen-supplemented drinking water protects cardiac allografts from inflammation-associated deterioration (Pitna voda, dopolnjena z vodikom, ščiti srčne alografe pred z vnetjem povezanim poslabšanjem). Transpl Int, 2012. 25(12): str. 1213-22.
Qin, Z.X., et al, Hydrogen-rich saline prevenents neointima formation after carotid balloon injury by suppressing ROS and the TNF-alpha/NF-kappaB pathway. Ateroskleroza, 2012. 220(2): str. 343-50.
Sakai, K., et al. Vdihavanje plinastega vodika ščiti pred omamljanjem miokarda in infarktom pri prašičih. Scandinavian Cardiovascular Journal, 2012. 46(3): str. 183-9.
Shinbo, T., et al, Inhaliranje dušikovega oksida in vodikovega plina zmanjša ishemično-reperfuzijsko poškodbo in nastajanje nitrotirozina v mišjem srcu. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2013. 305(4): str. H542-50.
Sun, Q., et al, Oralni vnos vode, bogate z vodikom, zavira intimalno hiperplazijo v arterializiranih žilnih presadkih pri podganah. Cardiovasc Res, 2012. 94(1): str. 144-53.
Wu, S., et al, Hydrogenated saline attenuates doxorubicin induced heart failure in rats. Pharmacy, 2014. 69(8): str. 633-6.
Xie, Q., et al, Plinski vodik ščiti pred poškodbami miokarda, ki jih povzročata pomanjkanje seruma in glukoze, v celicah H9c2 z aktivacijo poti NFE2 povezanega faktorja 2/hemeoksigenaze 1. Mol Med Rep, 2014. 10(2): str. 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): str. 217-26.
Wang P, Jia L, Chen B, et al. Inhaliranje vodika je boljše od blage hipotermije pri izboljšanju delovanja srca in nevrološkega izida pri modelu asfiksialnega srčnega zastoja pri podganah. Shock. 2016 Sep;46(3):312-8.
Tao B, Liu L, Wang N, et al. S fiziološko raztopino bogata z vodikom omili z lipopolisaharidom povzročeno srčno disfunkcijo z obnovitvijo oksidacije maščobnih kislin pri podganah z ublažitvijo aktivacije C-jun N-terminalne kinaze. Shock. 2015 Dec;44(6):593-600.
Yue L, Li H, Zhao Y, Li J, Wang B. [Učinki z vodikom bogate fiziološke raztopine na signalne poti Akt/GSK3β in delovanje srca med miokardno ishemijo-reperfuzijo pri podganah]. 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 [Farmakološko pogojevanje z mlečno kislino in z vodikom bogato fiziološko raztopino omili reperfuzijsko poškodbo miokarda pri podganah]. Sci Rep. 2015 Apr 30;5:9858.
Han L, Tian R, Yan H, et al. Voda, bogata z vodikom, ščiti pred ishemično poškodbo možganov pri podganah z uravnavanjem kalcijevih puferskih beljakovin. Brain Res. 2015 Jul 30;1615:129-38.
Chen Y, Jiang J, Miao H, Chen X, Sun X, Li Y. S soljo bogata vodikova voda omili proliferacijo žilnih gladkih mišičnih celic in neointimalno hiperplazijo z zaviranjem nastajanja reaktivnih kisikovih vrst ter inaktivacijo poti Ras-ERK1/2-MEK1/2 in Akt. Int J Mol Med. 2013 Mar;31(3):597-606.
Yu YS, Zheng H. Chronic hydrogen-rich saline treatment reduces oxidative stress and attenuates left ventricular hypertrophy in spontaneous hypertensive rats. Mol Cell Biochem. 2012 Jun;365(1-2):233-42.
Zheng H, Yu YS. Kronično zdravljenje s fiziološko raztopino, bogato z vodikom, omili disfunkcijo ožilja pri spontano hipertenzivnih podganah. 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, str. 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