Hidrógeno Molecular – Beneficios para la Salud y el Rendimiento

El hidrógeno molecular (H2 o MH) es el gas más ligero y el elemento químico más ligero y abundante. Puede actuar como un antioxidante al suprimir las reacciones en cadena de radicales libres, reduciendo así la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS). La aplicación terapéutica de H2 como catalizador de radicales libres fue documentada por primera vez en la década de 1970. Se hipotetizó que el mecanismo subyacente era a través de la captura de radicales hidroxilo mediante una reacción exotérmica (una reacción química en la que se necesita menos energía para romper los enlaces en los reactivos que la que se libera cuando se forman nuevos enlaces en los productos) de H2 + ·OH = H2O + H· seguida de la reacción H· + O2- = HO2- utilizando terapia de hidrógeno hiperbárico. 

Las ventajas antioxidantes del hidrógeno molecular incluyen:

1. Alta penetración en biomembranas y capacidad de difusión intracelular que le permite alcanzar compartimentos subcelulares como las mitocondrias
2. Captura selectiva del radical hidroxilo perjudicial (·OH) mientras se preservan otras especies reactivas de oxígeno y nitrógeno importantes para la regulación normal de la señalización

Desde la publicación histórica en Nature Medicine en 2007 (por Ohsawa et al.), la investigación sobre la medicina del hidrógeno molecular ha florecido en todo el mundo. En 15 años de investigación sobre hidrógeno molecular, se han publicado más de 2,000 artículos científicos sobre los beneficios para la salud de varios métodos de consumo de hidrógeno. Las publicaciones sobre ensayos en humanos utilizando hidrógeno como agente terapéutico están cerca de 130. Tres formas de administración de hidrógeno molecular, a saber, inhalación de gas hidrógeno al 1-4 %, inyección intraperitoneal de solución salina rica en hidrógeno/infusión intravenosa y consumo oral de agua saturada de hidrógeno, se han utilizado comúnmente en la investigación médica sobre hidrógeno. Aproximadamente la mitad de ellos corresponde a beber agua de hidrógeno. Basado en la investigación de Liu et al. (2014) realizada en ratas, la concentración de hidrógeno alcanza su punto máximo 5 minutos después de la administración oral (beber).

Mecanismos de la acción de hidrógeno molecular en el cuerpo

1. Efectos antiinflamatorios
2. Regulación del estrés oxidativo
1. Puede actuar como un efector mitohormético para mediar los efectos beneficiosos en el cuerpo a través de mecanismos horméticos (mitohormesis)
3. Regulación del estrés del retículo endoplásmico
4. Regulación de las mitocondrias
1. Modula la bioenergética mitocondrial
5. Efectos en el sistema inmunológico
1. Reducir la producción de sustancias inmunoactivas
6. Efectos sobre la muerte celular
1. Prevención de la apoptosis
2. Regulación de la autofagia
3. Regulación de la piroptosis (una vía de muerte celular programada inflamatoria que protege a los hospedadores multicelulares de patógenos invasivos, incluidas las infecciones microbianas)
4. Regulación de la ferroptosis (una forma de muerte celular regulada)

 

Imagen: Efectos biológicos de H2.

Fuente: Yang, M. et al. (2020). Hidrógeno: una opción novedosa en el tratamiento de enfermedades humanas. Medicina Oxidativa y Longevidad Celular 2020: 8384742.

El hidrógeno molecular también tiene aplicaciones preventivas y terapéuticas notables en varias enfermedades y sistemas de órganos (ver tabla a continuación). Sin embargo, la mayoría de los estudios y sus resultados representados en la tabla son de modelos animales.

Sistema de órganos	Mecanismos del hidrógeno molecular
Sistema respiratorio	Regula IL-2, IL-7, IL-10 y TNF-α Aumenta las proteínas surfactantes Revierte la EMT y aumenta la E-cadherina
Sistema cardiovascular	Suprime la infiltración de macrófagos, la expresión de TNF-α y el envejecimiento vascular Inhibe la apoptosis de cardiomiocitos Disminuye MDA, 8-OHdG e IL-1β
Sistema nervioso	Reduce la pérdida de neuronas dopaminérgicas y mejora la degeneración nigroestriatal Reduce los déficits neurológicos y el daño a las células endoteliales
Sistema digestivo	Induce la expresión de HO-1 y Sirt1 Activa la vía PI3K-Akt mediada por el receptor A2A Inhibe la oxidación de ácidos biliares
Sistema reproductivo	Inhibe la proliferación celular y mejora la SOD Mejora los niveles séricos de la hormona antimülleriana Mejora el nivel de testosterona sérica
Sistema urinario	Aumenta Il-4 e Il-13 y promueve la polarización de macrófagos al tipo M2 Activa la vía de señalización Keap1/Nrf2 Previene que las células HK-2 sufran EMT
Sistema motor (el conjunto de estructuras centrales y periféricas en el sistema nervioso que apoyan las funciones motoras)	Reduce los niveles de lactato en sangre Suprime los niveles séricos de 8-OHdG (estrés oxidativo)
Sistema sensorial	Reduce el área de la herida y los niveles de citoquinas proinflamatorias Mejora la respuesta auditiva del tronco encefálico
Cáncer	Controla la progresión del cáncer y mejora la calidad de vida Reduce la proporción de células T CD8+ PD-1+ terminales
Síndrome metabólico	Disminuye LDL y aumenta la lipoproteína de alta densidad Disminuye los niveles de glucosa e insulina Estimula el metabolismo energético

Hallazgos recientes de investigaciones humanas sobre el hidrógeno molecular en la salud metabólica, el rendimiento físico y la recuperación

Estos hallazgos a continuación son de usar agua enriquecida con hidrógeno molecular. Si se utiliza alguna otra forma de administración, se ha mencionado por separado.

Rendimiento atlético y recuperación:

• Mejora la resistencia y reduce la fatiga (muscular)
• Puede mejorar la capacidad de ejercicio (VO2max) y lower submaximal heart rate
• Protege contra lesiones por radicales libres en atletas y modula el estado redox durante días consecutivos de ejercicio intenso (equilibra la respuesta al estrés oxidativo) 
• Mejora las respuestas ventilatorias, perceptuales y de lactato al ejercicio
• Reduce el daño muscular y el dolor (H2 baño de agua y/o agua de hidrógeno oral)
• Mejora la recuperación del ejercicio (reduce la inflamación y el estrés oxidativo)

Salud metabólica:

• Mejora el metabolismo de lípidos y glucosa en pacientes con diabetes tipo 2 O tolerancia a la glucosa alterada
• Mejora los marcadores lipídicos y estado antioxidante en el síndrome metabólico, composición corporal y función mitocondrial
• Mejora los marcadores lipídicos en pacientes con hipercolesterolemia
• Mejora la función endotelial periférica
• Mejora el perfil de enzimas hepáticas en pacientes con NAFLD (enfermedad del hígado graso no alcohólico) y alivia la NAFLD en pacientes moderados a severos (inhalación de H2 )

Conclusión

La evidencia científica sobre los amplios efectos biológicos del hidrógeno molecular ha ido en aumento durante los últimos 15 años. MH regula la inflamación, el estrés oxidativo, la autofagia, la muerte celular programada (apoptosis) y el proceso de envejecimiento, así como mejora el rendimiento físico y la recuperación. Los experimentos en animales y los ensayos clínicos han demostrado los efectos protectores del hidrógeno en muchos órganos y sistemas. Sin embargo, los mecanismos moleculares exactos y detallados que subyacen a los efectos protectores del hidrógeno molecular aún deben ser validados. 

Mientras que otros estresores horméticos deben ser monitoreados para evitar que se vuelvan dañinos (como el calor, el frío, el ejercicio y muchos químicos), la seguridad del hidrógeno molecular es extremadamente alta. La forma más segura y fácil de usar hidrógeno molecular es tomando tabletas de H2 disueltas en agua. 

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