Molekularer Wasserstoff – Vorteile für Gesundheit und Leistung

Molekularer Wasserstoff (H2 oder MH) ist das leichteste Gas und das leichteste und am häufigsten vorkommende chemische Element. Es kann als Antioxidans wirken, indem es Kettenreaktionen freier Radikale unterdrückt und dadurch die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) verringert. Die therapeutische Anwendung von H2 als Radikalkatalysator wurde erstmals in den 1970er Jahren dokumentiert . Man vermutete, dass der zugrundeliegende Mechanismus das Abfangen von Hydroxylradikalen durch eine exotherme Reaktion (eine chemische Reaktion, bei der weniger Energie zum Aufbrechen von Bindungen in den Reaktanten benötigt wird, als bei der Bildung neuer Bindungen in den Produkten freigesetzt wird) von H2 + ·OH = H2O + H·, gefolgt von einer H· + O2- = HO2--Reaktion unter Verwendung einer hyperbaren Wasserstofftherapie war. 

Zu den antioxidativen Vorteilen von molekularem Wasserstoff gehören:

1. Hohe Biomembranpenetration und intrazelluläre Diffusionsfähigkeit ermöglichen das Erreichen subzellulärer Kompartimente wie Mitochondrien
2. Selektives Abfangen des schädlichen Hydroxylradikals (·OH) unter Erhaltung anderer wichtiger reaktiver Sauerstoff- und Stickstoffspezies für die normale Signalregulierung

Seit der bahnbrechenden Veröffentlichung in Nature Medicine im Jahr 2007 ( von Ohsawa et al. ) erlebt die Forschung zur molekularen Wasserstoffmedizin weltweit einen Aufschwung. In 15 Jahren molekularer Wasserstoffforschung wurden über 2.000 wissenschaftliche Artikel über die gesundheitlichen Vorteile verschiedener Methoden der Wasserstoffaufnahme veröffentlicht. Es gibt nahezu 130 Veröffentlichungen zu Studien am Menschen, bei denen Wasserstoff als therapeutisches Mittel verwendet wurde. Drei Verabreichungsformen von molekularem Wasserstoff werden in der wasserstoffmedizinischen Forschung häufig verwendet, nämlich die Inhalation von 1–4 % Wasserstoffgas, die intraperitoneale Injektion/intravenöse Infusion mit wasserstoffreicher Kochsalzlösung und die orale Einnahme von wasserstoffgesättigtem Wasser . Ungefähr die Hälfte davon entspricht dem Trinken von Wasserstoffwasser . Laut einer von Liu et al. (2014) an Ratten durchgeführten Forschung erreicht die Wasserstoffkonzentration fünf Minuten nach der oralen (Trink-)Verabreichung ihren Höhepunkt .

Wirkmechanismen von molekularem Wasserstoff im Körper

1. Entzündungshemmende Wirkung
2. Regulierung von oxidativem Stress
1. Es kann als mitohormetischer Effektor wirken, um die positiven Auswirkungen auf den Körper durch hormetische Mechanismen (Mitohormesis) zu vermitteln.
3. Regulierung von endoplasmatischem Retikulumstress
4. Regulierung der Mitochondrien
1. Moduliert die mitochondriale Bioenergetik
5. Auswirkungen auf das Immunsystem
1. Reduziert die Produktion immunaktiver Substanzen
6. Auswirkungen auf den Zelltod
1. Prävention der Apoptose
2. Regulierung der Autophagie
3. Regulierung der Pyroptose (ein entzündlicher programmierter Zelltod-Weg, der mehrzellige Wirte vor invasiven Krankheitserregern, einschließlich mikrobieller Infektionen, schützt)
4. Regulierung der Ferroptose (eine Form des regulierten Zelltods)

Bild : Biologische Effekte von H2 .

Quelle : Yang, M. et al. (2020). Wasserstoff: eine neuartige Option in der Behandlung menschlicher Krankheiten. Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2020: 8384742.

Molekularer Wasserstoff hat auch bemerkenswerte präventive und therapeutische Anwendungen bei verschiedenen Krankheiten und Organsystemen (siehe Tabelle unten). Die meisten der in der Tabelle dargestellten Studien und ihre Ergebnisse stammen jedoch aus Tiermodellen.

Organsystem	Molekulare Wasserstoffmechanismen
Atmungssystem	Reguliert IL-2, IL-7, IL-10 und TNF-α Erhöht die Anzahl der Tensidproteine Kehrt EMT um und erhöht E-Cadherin
Herz-Kreislauf-System	Unterdrückt Makrophageninfiltration, TNF-α-Expression und Gefäßalterung Hemmt die Apoptose von Kardiomyozyten Verringert MDA, 8-OHdG und IL-1β
Nervensystem	Reduziert den Verlust dopaminerger Neuronen und verbessert die nigrostriatale Degeneration Reduziert neurologische Defizite und Endothelzellschäden
Verdauungssystem	Induziert die Expression von HO-1 und Sirt1 Aktiviert den A2A-Rezeptor-vermittelten PI3K-Akt-Signalweg Hemmt die Gallensäureoxidation
Fortpflanzungsapparat	Hemmt die Zellproliferation und verbessert die SOD Verbessert den Serumspiegel des Anti-Müller-Hormons Verbessert den Serumtestosteronspiegel
Harnsystem	Erhöht Il-4 und Il-13 und fördert die Makrophagenpolarisierung zum M2-Typ Aktiviert den Keap1/Nrf2-Signalweg Verhindert, dass HK-2-Zellen einer EMT unterzogen werden
Motorisches System (die Gesamtheit der zentralen und peripheren Strukturen im Nervensystem, die die motorischen Funktionen unterstützen)	Reduziert den Laktatspiegel im Blut Unterdrückt den 8-OHdG-Spiegel im Serum (oxidativer Stress)
Sensorisches System	Reduziert die Wundfläche und den Spiegel entzündungsfördernder Zytokine Verbessert die auditorische Hirnstammreaktion
Krebs	Kontrolliert das Fortschreiten des Krebses und verbessert die Lebensqualität Reduziert den Anteil terminaler PD-1+ CD8+ T-Zellen
Metabolisches Syndrom	Senkt LDL und erhöht das HDL Senkt den Glukose- und Insulinspiegel Stimuliert den Energiestoffwechsel

Aktuelle Erkenntnisse aus der Humanforschung zum Einfluss von molekularem Wasserstoff auf die Stoffwechselgesundheit, die körperliche Leistungsfähigkeit und die Erholung

Die folgenden Ergebnisse beruhen auf der Verwendung von mit molekularem Wasserstoff angereichertem Wasser. Wenn eine andere Verabreichungsmethode verwendet wird, wird dies gesondert erwähnt.

Sportliche Leistung und Erholung:

• Verbessert die Ausdauer und verringert (Muskel-)Ermüdung
• Kann die Trainingskapazität ( VO2max ) verbessern und die submaximale Herzfrequenz senken
• Schützt Sportler vor Verletzungen durch freie Radikale und moduliert den Redoxstatus an aufeinanderfolgenden Tagen anstrengender körperlicher Betätigung (gleicht die Reaktion auf oxidativen Stress aus) 
• Verbessert die Atmungs-, Wahrnehmungs- und Laktatreaktion auf körperliche Betätigung
• Reduziert Muskelschäden und Schmerzen ( H2 - Wasserbad und/oder orales Wasserstoffwasser )
• Verbessert die Erholung nach dem Training (reduziert Entzündungen und oxidativen Stress)

Stoffwechselgesundheit:

• Verbessert den Fett- und Glukosestoffwechsel bei Patienten mit Typ-2-Diabetes ODER gestörter Glukosetoleranz
• Verbessert Lipidmarker und Antioxidantienstatus beim metabolischen Syndrom, Körperzusammensetzung und Mitochondrienfunktion
• Verbessert Lipidmarker bei Patienten mit Hypercholesterinämie
• Verbessert die periphere Endothelfunktion
• Verbessert das Leberenzymeprofil bei Patienten mit NAFLD (nichtalkoholische Fettlebererkrankung) und lindert NAFLD bei mittelschweren bis schweren Patienten (H2 - Inhalation)

Abschluss

Die wissenschaftlichen Belege für die weitreichenden biologischen Wirkungen von molekularem Wasserstoff haben in den letzten 15 Jahren zugenommen. MH reguliert Entzündungen, oxidativen Stress, Autophagie, programmierten Zelltod (Apoptose) und den Alterungsprozess und verbessert die körperliche Leistungsfähigkeit und Genesung. Tierversuche und klinische Studien haben die schützende Wirkung von Wasserstoff auf viele Organe und Systeme nachgewiesen. Die genauen und detaillierten molekularen Mechanismen, die der schützenden Wirkung von molekularem Wasserstoff zugrunde liegen, müssen jedoch noch validiert werden.

Während andere hormetische Stressfaktoren (wie Hitze, Kälte, körperliche Anstrengung und viele Chemikalien) überwacht werden müssen, um zu verhindern, dass sie schädlich werden, ist die Sicherheit von molekularem Wasserstoff extrem hoch. Die sicherste und einfachste Art, molekularen Wasserstoff zu verwenden, ist die orale Einnahme von wasserlöslichen H2 - Tabletten.

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