Hidrogénio molecular - Benefícios para a saúde e o desempenho

O hidrogénio molecular (H2 ou MH) é o gás mais leve e o elemento químico mais leve e mais abundante. Pode atuar como antioxidante ao suprimir as reacções em cadeia dos radicais livres, reduzindo assim a produção de espécies reactivas de oxigénio (ROS). A aplicação terapêutica do H2 como catalisador de radicais livres foi documentada pela primeira vez na década de 1970. Partiu-se da hipótese de que o mecanismo subjacente era a eliminação de radicais hidroxilo através de uma reação exotérmica (uma reação química em que é necessária menos energia para quebrar as ligações nos reagentes do que aquela que é libertada quando se formam novas ligações nos produtos) de H2 + -OH = H2O + H- seguida de uma reação H- + O2- = HO2- utilizando a terapia hiperbárica com hidrogénio. 

As vantagens antioxidantes do hidrogénio molecular incluem

1. A elevada penetração nas biomembranas e a capacidade de difusão intracelular permitem-lhe chegar a compartimentos subcelulares como as mitocôndrias
2. Eliminação selectiva do radical hidroxilo (-OH), preservando outras espécies reactivas de oxigénio e azoto importantes para a regulação normal da sinalização

Desde a publicação histórica na revista Nature Medicine em 2007 (de Ohsawa et al.), a investigação sobre a medicina do hidrogénio molecular tem vindo a florescer em todo o mundo. Em 15 anos de investigação sobre o hidrogénio molecular, foram publicados mais de 2000 artigos científicos sobre os benefícios para a saúde de vários métodos de consumo de hidrogénio. As publicações sobre ensaios em seres humanos que utilizam o hidrogénio como agente terapêutico aproximam-se das 130. Três formas de administração do hidrogénio molecular, nomeadamente a inalação de hidrogénio gasoso a 1-4 %, a injeção intraperitoneal/infusão intravenosa de soro fisiológico rico em hidrogénio e a ingestão oral de água saturada de hidrogéniotêm sido habitualmente utilizadas na investigação médica sobre o hidrogénio. Cerca de metade destes métodos consiste em beber água com hidrogénio. Com base na investigação de Liu et al. (2014) efectuada em ratos, a concentração de hidrogénio atinge o seu pico 5 minutos após a administração oral (beber).

Mecanismos de ação de hidrogénio molecular no organismo

1. Efeitos anti-inflamatórios
2. Regulação do stress oxidativo
1. Pode atuar como um efector mito-hormético para mediar os efeitos benéficos no organismo através de mecanismos horméticos (mito-hormese)
3. Regulação do stress do retículo endoplasmático
4. Regulação das mitocôndrias
1. Modula a bioenergética mitocondrial
5. Efeitos no sistema imunitário
1. Reduz a produção de substâncias imuno-activas
6. Efeitos na morte celular
1. Prevenção da apoptose
2. Regulação da autofagia
3. Regulação da piroptose (uma via inflamatória de morte celular programada que protege os hospedeiros multicelulares de agentes patogénicos invasivos, incluindo infecções microbianas)
4. Regulação da ferroptose (uma forma de morte celular regulada)

 

Imagem: Efeitos biológicos do H2.

Fonte: Yang, M. et al. (2020). Hidrogénio: uma nova opção no tratamento de doenças humanas. Medicina Oxidativa e Longevidade Celular 2020: 8384742.

O hidrogénio molecular tem também aplicações preventivas e terapêuticas notáveis em várias doenças e sistemas de órgãos (ver quadro abaixo). No entanto, a maior parte dos estudos e respectivos resultados apresentados no quadro são provenientes de modelos animais.

Sistema de órgãos	Mecanismos moleculares do hidrogénio
Sistema respiratório	Regula a IL-2, IL-7, IL-10 e TNF-α Aumenta as proteínas do surfactante Inverte a EMT e aumenta a E-caderina
Sistema cardiovascular	Suprime a infiltração de macrófagos, a expressão de TNF-α e o envelhecimento vascular Inibe a apoptose dos cardiomiócitos Diminui o MDA, 8-OHdG e IL-1β
Sistema nervoso	Reduz a perda de neurónios dopaminérgicos e melhora a degenerescência nigrostriatal Reduz os défices neurológicos e a lesão das células endoteliais
Sistema digestivo	Induz a expressão de HO-1 e Sirt1 Ativa a via PI3K-Akt mediada pelo recetor A2A Inibe a oxidação dos ácidos biliares
Sistema reprodutor	Inibe a proliferação celular e melhora a SOD Melhora os níveis séricos da hormona anti-Mülleriana Melhora o nível sérico de testosterona
Sistema urinário	Aumenta Il-4 e Il-13 e promove a polarização dos macrófagos para o tipo M2 Ativa a via de sinalização Keap1/Nrf2 Evita que as células HK-2 sofram EMT
Sistema motor (o conjunto de estruturas centrais e periféricas do sistema nervoso que suportam as funções motoras)	Reduz os níveis de lactato no sangue Suprime os níveis séricos de 8-OHdG (stress oxidativo)
Sistema sensorial	Reduz a área da ferida e os níveis de citocinas pró-inflamatórias Melhora a resposta auditiva do tronco cerebral
Cancro	Controla a progressão do cancro e melhora a qualidade de vida Reduz a proporção de células T CD8+ PD-1+ terminais
Síndrome metabólico	Diminui o LDL e aumenta a lipoproteína de alta densidade Diminui os níveis de glicose e insulina Estimula o metabolismo energético

Resultados recentes da investigação humana sobre o hidrogénio molecular na saúde metabólica, no desempenho físico e na recuperação

Os resultados abaixo são provenientes da utilização de água enriquecida com hidrogénio molecular. Se for utilizada outra forma de administração, esta é mencionada separadamente. 

Desempenho desportivo e recuperação:

• Aumenta a resistência e reduz a fadiga (muscular)
• Pode melhorar a capacidade de exercício (VO2máximo) e luência cardíaca submáxima inferior
• Protege contra as lesões provocadas pelos radicais livres nos desportistas e modula o estado redox durante dias consecutivos de exercício físico extenuante (equilibra a resposta ao stress oxidativo) 
• Melhora a ventilação, a perceçãol e respostas do lactato ao exercício
• Reduz os danos musculares e a dor (H2 banho de água e/ou água de hidrogénio oral)
• Melhora a recuperação após o exercício físico (reduz a inflamação e o stress oxidativo)

Saúde metabólica:

• Melhora o metabolismo dos lípidos e da glicose em doentes com diabetes de tipo 2 OU tolerância à glicose diminuída
• Melhora os marcadores lipídicos e estado antioxidante na síndrome metabólica, composição corporal e função mitocondrial
• Melhora os marcadores lipídicos em pacientes com hipercolesterolemia
• Melhora a função endotelial periférica
• Melhora o perfil das enzimas hepáticas em pacientes com NAFLD (doença hepática gorda não alcoólica) e alivia a NAFLD em doentes moderados a graves (H2 inalação)

Conclusão

A evidência científica dos amplos efeitos biológicos do hidrogénio molecular tem vindo a aumentar nos últimos 15 anos. O hidrogénio molecular regula a inflamação, o stress oxidativo, a autofagia, a morte celular programada (apoptose) e o processo de envelhecimento, bem como melhora o desempenho físico e a recuperação. Experiências com animais e ensaios clínicos demonstraram os efeitos protectores do hidrogénio em muitos órgãos e sistemas. No entanto, os dados exactos e mecanismos moleculares exactos e detalhados subjacentes aos efeitos protectores do hidrogénio molecular continuam por validar. 

Enquanto outros factores de stress hormético precisam de ser monitorizados para evitar que se tornem prejudiciais (como o calor, o frio, o exercício e muitos produtos químicos), a segurança do hidrogénio molecular é extremamente elevada. A forma mais segura e mais fácil de utilizar o hidrogénio molecular é a toma oral de H2 dissolvido em água. 

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