Molekulaarne vesinik (H2 või MH) on kõige kergem gaas ning kõige kergem ja sagedamini esinev keemiline element. Ta võib toimida antioksüdandina, pärssides vabade radikaalide ahelreaktsioone, vähendades seeläbi reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) tootmist. H2 terapeutiline kasutamine vabade radikaalide katalüsaatorina dokumenteeriti esmakordselt 1970. aastatel.. Oletati, et selle aluseks olev mehhanism on hüdroksüülradikaalide puhastamine eksotermilise reaktsiooniga (keemiline reaktsioon, mille puhul reaktantide sidemete lõhkumiseks on vaja vähem energiat, kui vabaneb uute sidemete moodustumisel produktides) H2 + -OH = H2O + H-, millele järgneb H- + O2- = HO2- reaktsioon, kasutades hüperbaarset vesinikteraapiat.
Molekulaarse vesiniku antioksüdatiivsed eelised on järgmised:
- Kõrge biomembraanide läbitung ja rakusisene difusioonivõime võimaldavad tal jõuda subtsellulaarsetesse kompartmentidesse, nagu mitokondrid.
- selektiivne kahjuliku hüdroksüülradikaali (-OH) puhastamine, säilitades samal ajal teisi olulisi reaktiivseid hapniku- ja lämmastikliike normaalse signaaliregulatsiooni jaoks.
Alates 2007. aastal ajakirjas Nature Medicine ilmunud pöördelisest avaldamisest (Ohsawa et al.), ) on molekulaarse vesinikmeditsiini alased teadusuuringud kogu maailmas õitsenud. 15 aasta jooksul on molekulaarse vesiniku uurimise käigus avaldatud üle 2000 teadusartikli erinevate vesiniku tarbimise meetodite kasulikkuse kohta tervisele. Inimkatsete kohta, kus vesinikku kasutatakse raviainena, on avaldatud ligi 130 publikatsiooni. Molekulaarse vesiniku kolm manustamisviisi, nimelt 1-4% vesinikugaasi inhalatsioon, vesinikurikka soolalahuse intraperitoneaalne süstimine/intravenoosne infusioon ja vesinikuga küllastunud vee suukaudne manustamine.on vesiniku meditsiinilistes uuringutes tavaliselt kasutatud. Umbes pooled neist moodustavad vesinikuvee joomise. Liu jt (2014) poolt rottidel tehtud uuringute põhjal, saavutab vesiniku kontsentratsioon oma maksimumi 5 minutit pärast suukaudset (joomist) manustamist.
Toimemehhanismid of molekulaarse vesiniku toimimine organismis
- Põletikuvastane toime
- Oksüdatiivse stressi reguleerimine
- Võib toimida mitohormetilise efektorina, et vahendada kasulikke mõjusid organismile hormonaalsete mehhanismide kaudu (mitohormesis).
- Endoplasmilise retiikulumi stressi reguleerimine
- Mitokondrite reguleerimine
- Mõju immuunsüsteemile
- Vähendab immuunsüsteemi aktiivsete ainete tootmist.
- Mõju rakusurmale
- Apoptoosi vältimine
- Autofaagia reguleerimine
- Püroptoosi reguleerimine (põletikuline programmeeritud rakusurmarada, mis kaitseb mitmerakulisi peremeesorganeid invasiivsete patogeenide, sealhulgas mikroobiinfektsioonide eest).
- Ferroptoosi (reguleeritud rakusurma vorm) reguleerimine.
Pilt: H2.
Allikas: Yang, M. et al. (2020). Vesinik: uudne võimalus inimeste haiguste ravis. Oksüdatiivne meditsiin ja rakkude pikaealisus 2020: 8384742.
Molekulaarsel vesinikul on ka märkimisväärseid ennetavaid ja terapeutilisi rakendusi erinevate haiguste ja organsüsteemide puhul (vt tabel allpool). Enamik uuringuid ja nende tulemusi, mis on tabelis esitatud, pärinevad siiski loomamudelitest.
Elundisüsteem |
Molekulaarse vesiniku mehhanismid |
Hingamissüsteem |
|
Kardiovaskulaarne süsteem |
|
Närvisüsteem |
|
Seedetrakti süsteem |
|
Reproduktiivne süsteem |
|
Uriinisüsteem |
|
Mootorsüsteem (närvisüsteemi tsentraalsete ja perifeersete struktuuride kogum, mis toetavad motoorseid funktsioone) |
|
Sensoorne süsteem |
|
Vähk |
|
Metaboolne sündroom |
|
Hiljutised inimuuringute tulemused molekulaarse vesiniku mõju kohta ainevahetuse tervisele, füüsilisele jõudlusele ja taastumisele
Need allpool esitatud leiud on saadud kasutades molekulaarse vesinikuga rikastatud vett. Kui kasutatakse mõnda muud manustamisviisi, on see eraldi ära märgitud.
Sportlik jõudlus ja taastumine:
- Suurendab vastupidavust ja vähendab (lihas)väsimust
- Võib parandada treenimisvõimet (VO2max) ja lower submaksimaalne südame löögisagedus
- Kaitseb vabade radikaalide kahjustuste eest sportlastel ja moduleerib redox-staatust järjestikuste pingeliste treeningpäevade ajal. (tasakaalustab oksüdatiivset stressireaktsiooni)
- Parandab ventilatsiooni-, taju- jal ja laktatvastust treeningule
- Vähendab lihaskahjustusi ja valulikkust (H2 veevann ja/või suukaudne vesinikvesi)
- Parandab treeningust taastumist (vähendab põletikku ja oksüdatiivset stressi)
ainevahetuse tervis:
- Parandab lipiidide ja glükoosi ainevahetust 2. tüüpi diabeediga või häiritud glükoositaluvusega patsientidel.
- Parandab lipiidimarkereid. ja antioksüdantide seisundit metaboolse sündroomi korral, kehakoostis ja mitokondriaalne funktsioon
- Parandab lipiidimarkereid hüperkolesteroleemiaga patsientidel.
- Parandab perifeerset endoteeli funktsiooni.
- Parandab maksaensüümide profiili NAFLD-ga patsientidel. (mittealkohoolne rasvmaksahaigus) ja leevendab NAFLD-d mõõduka raskusega patsientidel. (H2 inhalatsioon)
Järeldus
Teaduslikud tõendid molekulaarse vesiniku laiaulatusliku bioloogilise mõju kohta on viimase 15 aasta jooksul suurenenud. MH reguleerib põletikku, oksüdatiivset stressi, autofaagiat, programmeeritud rakusurma (apoptoosi) ja vananemisprotsessi ning parandab füüsilist jõudlust ja taastumist. Loomkatsed ja kliinilised uuringud on näidanud vesiniku kaitsvat mõju paljudele organitele ja süsteemidele. Siiski on täpne ja molekulaarse vesiniku kaitsva mõju aluseks olevad üksikasjalikud molekulaarsed mehhanismid on veel kinnitamata.
Kui teisi hormonaalseid stressitegureid tuleb jälgida, et vältida nende kahjulikuks muutumist (nagu kuumus, külm, kehaline koormus ja paljud kemikaalid), siis molekulaarse vesiniku ohutus on äärmiselt kõrge. Kõige ohutum ja lihtsam viis molekulaarse vesiniku kasutamiseks on võtta suukaudselt vees lahustuvat H2 tabletid.
///