Kinji Ohno,1 Mikako Ito,1 Masatoshi Ichihara,2 and Masafumi Ito3

1Division of Neurogenetics, Center for Neurological Diseases and Cancer, Nagoya University Graduate School of Medicine, 65 Tsurumai, Showa-ku, Nagoya 466-8550, Japan
2Department of Biomedical Sciences, College of Life and Health Sciences, Chubu University, Aichi 487-8501, Japan
3Research Team for Mechanism of Aging, Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology, Tokyo 173-0015, Japan

Received 11 January 2012; Revised 24 March 2012; Accepted 13 April 2012

Academic Editor: Marcos Dias Pereira

Copyright © 2012 Kinji Ohno et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

 

Molecular Hydrogen as an Emerging Therapeutic Medical Gas for Neurodegenerative and Other Diseases

 

«Молекулярный водород в качестве нового терапевтического медицинского газа для нейродегенеративных и других заболеваний»

 

Интересная статья 2012 года японских ученых «Молекулярный водород в качестве нового терапевтического медицинского газа для нейродегенеративных и других заболеваний» об исследованиях влияния воды, насыщенной водородом, на различные заболевания. https://www.hindawi.com/journals/omcl/2012/353152/
Вот краткое содержание в моем вольном переводе:
Влияние молекулярного водорода на различные заболевания было зарегистрированно для 63 моделей заболеваний и заболеваний человека в последние четыре с половиной года. Большинство исследований проводилось на грызунах, включая две модели болезни Паркинсона и три модели болезни Альцгеймера.

Видные эффекты наблюдаются особенно в окислительных стресс-опосредованных заболеваниях, включая гипоксию головного мозга новорожденных; Болезнь Паркинсона; ишемию / реперфузию спинного мозга, сердца, легких, печени, почек и кишечника; трансплантацию легких, сердца, почек и кишечника.

Шесть болезней человека были изучены к настоящему моменту: сахарный диабет 2-го типа, метаболический синдром, гемодиализ, воспалительная и митохондриальная миопатия, инфаркт ствола головного мозга и неблагоприятные эффекты, вызванные радиационным излучением.

 Два вопроса, однако, еще предстоит решить.

Во-первых, эффект не зависит от величины дозы. Даже небольшое количество потребления грызунами и людьми воды, обогащенной водородом, вызывает заметный эффект.

Во-вторых, кишечные бактерии в организме человека и грызунов производят большое количество водорода, но добавление даже небольшого количества водорода демонстрирует заметное воздействие.

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить молекулярные основы известных эффектов водорода и определить оптимальную частоту, количество и способ введения водорода для каждого заболевания человека.

Молекулярный водород (H2) - самая маленькая молекула газа, состоящая из двух протонов и двух электронов. Водород горюч, если концентрация составляет 4,75%. Однако водород является стабильным газом, который может реагировать только с оксидным радикалом-ионом (• О-) и гидроксильным радикалом (ОН) в воде с низкими константами скорости реакции [1]:

•O−+ H2 −→ H• +OH− k = 8.0 × 107 M−1 · s −1

•OH + H2 −→ H• +H2O k = 4.2 × 107 M−1 · s −1

 H• + •OH −→ H2O k = 7.0 × 109 M−1 · s −1. (1)

Константы скорости реакции О- и ОН с другими молекулами в основном находятся в пределах от 109 до 1010 М-1 · с-1, тогда как у Н2 - порядка 107 М-1 · с-1. Водород, однако, представляет собой небольшую молекулу, которая может легко рассеиваться по всему телу и клеткам, и ожидается, что скорости столкновений водорода с другими молекулами будут очень высокими, что, вероятно, сможет преодолеть низкие константы скорости реакции [2] . Водород не легко растворяется в воде, и 100% -насыщенная водородная вода содержит 1,6 м.д. или 0,8 мМ водорода при комнатной температуре.

В 1995 году водород впервые был применен к человеку для преодоления нервного синдрома высокого давления в глубоководных погружениях [3]. Водород использовался для снижения токсичности азота (N2) и снижения сопротивления дыханию в глубоком море. В 2001 году Гариб и его коллеги исследовали действие молекулярного водорода на мышиную модель ассоциированного с шистосомозом хронического воспаления печени [4]. Мышей помещали в камеру с 70% -ным газообразным водородом в течение двух недель. Мыши продемонстрировали снижение фиброза, улучшение гемодинамики, увеличение активности синтазы оксида азота (NOS) II, повышение активности антиоксидантного фермента, снижение уровней перекиси липидов и снижение уровня циркулирующего некроза опухоли-фактора (TNF-). Хотя газообразный гелий также проявлял некоторые защитные эффекты в своей модели, эффект газообразного гелия не воспроизводился на мышиной модели ишемии / реперфузионной травмы печени [5].

 

2. Воздействие водорода было сообщено в 63 моделях болезней и человеческих заболеваниях

Большой прорыв в исследованиях водорода произошел после того, как Осава и его коллеги сообщили о заметном влиянии молекулярного водорода на модель инфаркта головного мозга крыс в июне 2007 года [6]. Крысы подвергались окклюзии левой средней мозговой артерии. Крысы, помещенные в 2-4% камеру газообразного водорода, показали значительно меньшие объемы инфаркта по сравнению с контролем. Они приписывают водородный эффект специфической поглощающей активности гидроксильного радикала (• ОН). Они также показали, что водород поглощает пероксинитрит, но в меньшей степени.

Как было ранее рассмотрено [7, 8], с тех пор сообщается о влиянии молекулярного водорода на различные заболевания. Общее число моделей заболеваний и заболеваний человека, для которых молекулярный водород доказал свою эффективность, достигло 63 (таблица 1). Количество работ растет с каждым годом (рис. 1). Среди 87 работ, приведенных в Таблице 1, 21 документ показал эффект при вдыхании газообразного водорода,  23  - при питье воды, богатой водородом, 27 -  с внутрибрюшинным введением или капельной инфузией богатого водородом физиологического раствора, 10 с богатой водородом средой для клеток или Тканевой культуры и 6 с другими способами введения, включая инстилляцию и диализный раствор. Кроме того, среди 87 работ 67 работ показали эффект у грызунов, 7 у людей, 1 у кроликов, 1 у свиней и 11 у культивируемых клеток или культивируемых тканей.