Idrogeno molecolare: benefici per la salute e le prestazioni

L'idrogeno molecolare (H2 o MH) è il gas più leggero e l'elemento chimico più leggero e abbondante. Può agire come antiossidante sopprimendo le reazioni a catena dei radicali liberi, riducendo così la produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS). L'applicazione terapeutica dell'H2 come catalizzatore di radicali liberi è stata documentata per la prima volta negli anni Settanta.. Si ipotizzò che il meccanismo sottostante fosse la rimozione dei radicali idrossilici attraverso la reazione esotermica (una reazione chimica in cui è necessaria meno energia per rompere i legami nei reagenti rispetto a quella rilasciata quando si formano nuovi legami nei prodotti) di H2 + -OH = H2O + H- seguita dalla reazione H- + O2- = HO2- utilizzando l'idrogeno terapia iperbarica. 

I vantaggi antiossidanti dell'idrogeno molecolare comprendono:

1. L'elevata penetrazione nella biomembrana e la capacità di diffusione intracellulare gli consentono di raggiungere compartimenti subcellulari come i mitocondri.
2. Eliminazione selettiva del deleterio radicale idrossile (-OH) e conservazione di altre importanti specie reattive di ossigeno e azoto per la normale regolazione dei segnali.

Dalla storica pubblicazione su Nature Medicine nel 2007 (di Ohsawa et al.), ), la ricerca sulla medicina molecolare dell'idrogeno è fiorita in tutto il mondo. In 15 anni di ricerca sull'idrogeno molecolare, sono stati pubblicati oltre 2.000 articoli scientifici sui benefici per la salute dei vari metodi di consumo di idrogeno. Le pubblicazioni su sperimentazioni umane che utilizzano l'idrogeno come agente terapeutico sono quasi 130. Tre forme di somministrazione dell'idrogeno molecolare, ovvero l'inalazione di idrogeno gassoso all'1-4 %, l'iniezione intraperitoneale/infusione endovenosa di soluzione salina ricca di idrogeno e l'assunzione orale di acqua satura di idrogeno.sono state comunemente utilizzate nella ricerca medica sull'idrogeno. Circa la metà di essi si rifà all'acqua potabile all'idrogeno. Sulla base di una ricerca di Liu et al. (2014) condotta sui ratti, la concentrazione di idrogeno raggiunge il suo picco 5 minuti dopo la somministrazione orale (da bere).

Meccanismi d'azione di idrogeno molecolare nell'organismo

1. Effetti antinfiammatori
2. Regolazione dello stress ossidativo
1. Può agire come effettore mitomorfo per mediare gli effetti benefici sull'organismo attraverso meccanismi ormonali (mitomorfo)
3. Regolazione dello stress del reticolo endoplasmatico
4. Regolazione dei mitocondri
1. Modula la bioenergetica mitocondriale
5. Effetti sul sistema immunitario
1. Riduce la produzione di sostanze immuno-attive
6. Effetti sulla morte cellulare
1. Prevenzione dell'apoptosi
2. Regolazione dell'autofagia
3. Regolazione della piroptosi (una via di morte cellulare programmata infiammatoria che protegge gli ospiti multicellulari da agenti patogeni invasivi, comprese le infezioni microbiche)
4. Regolazione della ferroptosi (una forma di morte cellulare regolata)

 

Immagine: Effetti biologici dell'H2.

Fonte: Yang, M. et al. (2020). L'idrogeno: una nuova opzione nel trattamento delle malattie umane. Medicina ossidativa e longevità cellulare 2020: 8384742.

L'idrogeno molecolare ha anche notevoli applicazioni preventive e terapeutiche in varie malattie e sistemi di organi. (vedi tabella sotto). Tuttavia, la maggior parte degli studi e dei relativi risultati rappresentati nella tabella proviene da modelli animali.

Sistema di organi	Meccanismi molecolari dell'idrogeno
Sistema respiratorio	Regola IL-2, IL-7, IL-10 e TNF-α Aumenta le proteine del surfattante Inverte l'EMT e aumenta la E-caderina
Sistema cardiovascolare	Sopprime l'infiltrazione di macrofagi, l'espressione di TNF-α e l'invecchiamento vascolare Inibisce l'apoptosi dei cardiomiociti Riduce MDA, 8-OHdG e IL-1β
Sistema nervoso	Riduce la perdita di neuroni dopaminergici e migliora la degenerazione nigrostriatale Riduce i deficit neurologici e le lesioni delle cellule endoteliali
Sistema digestivo	Induce l'espressione di HO-1 e Sirt1 Attiva il percorso PI3K-Akt mediato dal recettore A2A Inibisce l'ossidazione degli acidi biliari
Sistema riproduttivo	Inibisce la proliferazione cellulare e migliora la SOD Migliora i livelli sierici dell'ormone anti-mülleriano Migliora il livello sierico di testosterone
Sistema urinario	Aumenta Il-4 e Il-13 e promuove la polarizzazione dei macrofagi verso il tipo M2 Attiva la via di segnalazione Keap1/Nrf2 Impedisce alle cellule HK-2 di subire EMT
Sistema motorio (l'insieme delle strutture centrali e periferiche del sistema nervoso che supportano le funzioni motorie)	Riduce i livelli di lattato nel sangue Sopprime i livelli sierici di 8-OHdG (stress ossidativo)
Sistema sensoriale	Riduce l'area della ferita e i livelli di citochine proinfiammatorie Migliora la risposta del tronco encefalico uditivo
Il cancro	Controlla la progressione del cancro e migliora la qualità della vita Riduce la proporzione di cellule T CD8+ PD-1+ terminali
Sindrome metabolica	Riduce le LDL e aumenta le lipoproteine ad alta densità Riduce i livelli di glucosio e insulina Stimola il metabolismo energetico

Recenti risultati di ricerca sull'uomo dell'idrogeno molecolare sulla salute metabolica, le prestazioni fisiche e il recupero

Questi risultati sono stati ottenuti utilizzando acqua arricchita di idrogeno molecolare. Se è stato utilizzato un altro metodo di somministrazione, è stato menzionato separatamente. 

Prestazioni atletiche e recupero:

• Migliora la resistenza e riduce l'affaticamento (muscolare)
• Può migliorare la capacità di esercizio (VO2max) e lfrequenza cardiaca submassimale più elevata
• Protegge dalle lesioni da radicali liberi negli atleti e modula lo stato redox durante giorni consecutivi di esercizio fisico intenso (bilancia la risposta allo stress ossidativo) 
• Migliora la ventilazione, la percezionee percettivo e risposta del lattato all'esercizio fisico
• Riduce il danno e l'indolenzimento muscolare (H2 bagno d'acqua e/o acqua idrogeno orale)
• Migliora il recupero dall'esercizio fisico (riduce l'infiammazione e lo stress ossidativo)

Salute metabolica:

• Migliora il metabolismo dei lipidi e del glucosio nei pazienti con diabete di tipo 2 o alterata tolleranza al glucosio.
• Migliora i marcatori lipidici e stato antiossidante nella sindrome metabolica, composizione corporea e funzione mitocondriale
• Migliora i marcatori lipidici nei pazienti con ipercolesterolemia
• Migliora la funzione endoteliale periferica
• Migliora il profilo degli enzimi epatici nei pazienti con NAFLD (malattia del fegato grasso non alcolica) e allevia la NAFLD nei pazienti di grado moderato-grave. (H2 inalazione)

Conclusione

Le prove scientifiche degli ampi effetti biologici dell'idrogeno molecolare sono aumentate negli ultimi 15 anni. L'MH regola l'infiammazione, lo stress ossidativo, l'autofagia, la morte cellulare programmata (apoptosi) e il processo di invecchiamento, oltre a migliorare le prestazioni fisiche e il recupero. Esperimenti su animali e studi clinici hanno dimostrato gli effetti protettivi dell'idrogeno su molti organi e sistemi. Tuttavia, l'esatta e meccanismi molecolari dettagliati alla base degli effetti protettivi dell'idrogeno molecolare devono ancora essere convalidati. 

Mentre altri fattori di stress ormonale devono essere monitorati per evitare che diventino dannosi (come il caldo, il freddo, l'esercizio fisico e molte sostanze chimiche), la sicurezza dell'idrogeno molecolare è estremamente elevata. Il modo più sicuro e semplice di utilizzare l'idrogeno molecolare è l'assunzione per via orale di H2 in compresse. 

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