NHỮNG CÔNG BỐ KHOA HỌC VỀ TÁC DỤNG CỦA NƯỚC HYDRO - IZUMIO

TÁC DỤNG LÂM SÀNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG HYDRO: TỪ BỆNH Ở ĐỘNG VẬT VÀ CON NGƯỜI CHO ĐẾN Y HỌC THỂ THAO

Nhận 8 tháng 12 năm 2015; chấp nhận ngày 19 tháng 1 năm 2016; xuất bản ngày 22 tháng 1 năm 2016

Các mục nội dung được Nghiên cứu:

- Hydro và thiếu máu cục bộ / chấn thương tái tưới máu

- Hydro và Các bệnh chuyển hóa

- Hydro và Các bệnh tim mạch

- Hydro và Bệnh thoái hóa thần kinh

- Hydro và Bệnh thần kinh cơ

- Hydro trong nhiễm trùng và nhiễm trùng máu

- Tác dụng của Hydro đối với bức xạ và điều trị Ung thư

- Hydro ở Da và Lão hóa

- Hydro trong các mô hình sinh sản, mang thai, phát triển của trẻ mới sinh và trẻ nhỏ

- Hydro trong các bệnh viêm

- Hydro trong chấn thương

- Hydro trong tập luyện và y học thể thao

- Công dụng khác của Hydro

Trích dẫn bài nghiên cứu này:

Nicolson, G., de Mattos, G., Settineri, R., Costa, C., Ellithorpe, R., Rosenblatt, S., La Valle, J., Jimenez, A. và Ohta, S. (2016) Tác dụng lâm sàng của việc uống Hydro: Từ bệnh ở động vật và con người cho đến y học thể thao. Tạp chí quốc tế về y học lâm sàng , 7 , 32-76. doi: 10,4236 / ijcm.2016.71005

Tác giả:

Garth L. Nicolson ^{1 *} , Gonzalo Ferreira de Mattos ² , Robert Settineri ³ , Carlos Costa ² , Rita Ellithorpe ⁴ , Steven Rosenblatt ⁵ , James La Valle ⁶ , Antonio Jimenez ⁷ , Shigeo Ohta ⁸

Liên kết:

¹Khoa Bệnh lý Phân tử, Viện Y học Phân tử, Huntington Beach, Hoa Kỳ .
²Phòng thí nghiệm Kênh Ion, Trường Y, Đại học de la República, Montevideo, Uruguay .
³Nghiên cứu động vật học, Irvine, Hoa Kỳ .
⁴Trung tâm kéo dài tuổi thọ Tustin, Tustin, Hoa Kỳ . Trung tâm Y tế
⁵Saint John, Santa Monica, Hoa Kỳ .
⁶Trung tâm y tế tiến bộ, Orange, Hoa Kỳ .
⁷Viện Ung thư Hy vọng, Playas de Tijuana, Mexico .
⁸Khoa Sinh hóa và Sinh học Tế bào, Trường Cao học Y khoa, Trường Y khoa Nippon, Kawasaki, Nhật Bản .

TÓM TẮT

Ở đây chúng tôi xem xét tài liệu về tác dụng của phân tử Hydro (H₂ ) đối với người bình thường và người bệnh được chẩn đoán mắc nhiều loại bệnh khác nhau, chẳng hạn như chuyển hóa, thấp khớp, tim mạch và thoái hóa thần kinh và các bệnh khác, nhiễm trùng và tổn thương vật lý và phóng xạ cũng như ảnh hưởng về lão hóa và tập luyện. Mặc dù tác dụng của H₂ đã được nghiên cứu trên nhiều mô hình động vật gây bệnh ở người, nhưng những nghiên cứu như vậy sẽ không được xem xét sâu ở đây. H₂ có thể được sử dụng dưới dạng khí, trong cấy ghép nước muối hoặc truyền dịch, dưới dạng dung dịch tại chỗ hoặc tắm hoặc bằng cách uống nước giàu H₂. Phương pháp sau cùng (Uống nước giàu H₂) là phương pháp sử dụng dễ dàng nhất và ít tốn kém nhất. Với Hydro tính an toàn là không có vấn đề phải bàn cãi; nó đã được sử dụng trong nhiều năm trong các hỗn hợp khí để lặn sâu và trong nhiều thử nghiệm lâm sàng mà không có bất kỳ tác dụng phụ nào, và không có cảnh báo nào trong tài liệu về độc tính hoặc tác dụng phơi nhiễm lâu dài của nó. Phân tử Hydro đã được chứng minh là hữu ích và tiện lợi như một chất chống oxy hóa mới và sửa đổi biểu hiện gen trong nhiều điều kiện trong đó stress oxy hóa và thay đổi biểu hiện gen dẫn đến tổn thương tế bào.

1. Giới thiệu

Hydrogen (H) là nguyên tố nhẹ nhất và phong phú nhất trong vũ trụ; ở dạng phân tử H₂ là một loại khí phi kim không độc, không màu, không vị, không mùi [ 1 ]. Mặc dù hydro có thể đốt cháy ở nhiệt độ trên 570˚C, nhưng ở nhiệt độ bình thường và áp suất riêng (ở nồng độ dưới 4%), đó là một loại khí vô hại có thể hoạt động như một chất chống oxy hóa tế bào [ 1 ] - [ 3 ]. Hydrogen lần đầu tiên được sử dụng làm khí y tế vào năm 1888 bởi Pilcher [ 4 ]. Nó được truyền dưới dạng khí vào trực tràng của bệnh nhân nhằm xác định các lỗ thủng đại trực tràng để tránh phẫu thuật không cần thiết [ 4 ]. Cho đến gần đây hydro được cho là sinh lý học không có hoạt tính [ 2], nhưng vào năm 2007, người ta đã báo cáo rằng hydro có thể làm giảm chấn thương tái tưới máu, thiếu máu cục bộ và làm giảm các gốc oxy độc hại đối với tế bào mạnh có chọn lọc, bao gồm gốc hydroxyl (• OH) và peroxynitrite (ONOO ^- ) [ 2 ] [ 5 ]. Điều này đi theo từ các thí nghiệm của Christensen và Sehested, nơi hydro ở cấp độ phân tử được tìm thấy để trung hòa/vô hiệu hóa các gốc hydroxyl trong dung dịch nước ở 20˚C [ 6 ].

Sự hình thành các gốc oxy và nitơ, như được thấy trong điều kiện stress oxy hóa, được cho là một yếu tố quan trọng là một yếu tố thiết yếu góp phần vào sự hình thành của một số bệnh, như tim mạch, thấp khớp, tiêu hóa, thoái hóa thần kinh, chuyển hóa, tân sinh và các bệnh khác [ 2 ] [ 5 ] [ 7 ] - [ 10 ]. Nó cũng quan trọng trong chấn thương mô và lão hóa [ 1 ] [ 2 ] [ 5 ] [ 7 ] - [ 11]. Trong quá trình này, các gốc tự do, chẳng hạn như các loài oxy phản ứng (ROS) và các loài nitơ phản ứng (RNS), được tạo ra như là sản phẩm phụ của quá trình chuyển hóa oxy hóa. Khi vượt quá các chất chống oxy hóa nội sinh, ROS / RNS có thể gây ra tổn thương oxy hóa ngẫu nhiên và tích lũy đối với các đại phân tử tế bào, cuối cùng dẫn đến rối loạn chức năng tế bào, chết tế bào và trong một số trường hợp, dẫn đến sự phát triển của các bệnh khác nhau [ 12 ] [ 13 ].

Ty thể dường như có liên quan chặt chẽ đến stress oxy hóa và quá trình lão hóa [ 7 ] [ 12 ] - [ 14 ]. Chúng là nguồn nội bào chính của anion superoxide gốc tự do, cũng là mục tiêu ban đầu của tổn thương oxy hóa [ 11 ] - [ 14 ]. Trong điều kiện sinh lý, nồng độ thấp của ROS / RNS được tạo ra một cách gián tiếp bởi chuỗi vận chuyển electron bên trong màng ty thể, và những ROS / RNS này thường được trung hòa bởi các chất chống oxy hóa tế bào [ 5 ] [ 7 ] [ 14 ] [ 15 ]]. Tuy nhiên, ROS / RNS dư thừa được tạo ra trong điều kiện bệnh lý gây ra tổn thương oxy hóa phát triển không ngừng đối với màng ty thể, protein và DNA ty thể và cuối cùng là các thành phần tế bào khác [ 16 ] - [ 19 ].

Rối loạn chức năng ty thể do nồng độ của ROS / RNS vượt mức được tìm thấy trong tất cả các bệnh mãn tính [ 17 ] [ 20 ] - [ 22 ]. Tế bào chết là hậu quả quan trọng của rối loạn chức năng ty lạp thể và sự phá hủy tế bào có thể xảy ra thông qua một số con đường được bắt đầu trong ty thể và liên quan đến sự chết tế bào, sự tự thực bào và hoại tử [ 20 ] [ 23 ].

Trong điều kiện sinh lý bình thường, ROS / RNS tồn tại ở nồng độ tế bào thấp, không gây tổn thương tế bào quá mức. Mức độ của các gốc tự do nguy hiểm tiềm tàng này được nghiên cứu bởi các hệ thống chống oxy hóa nội sinh bao gồm superoxide effutase, catalase, glutathione peroxidase và các loại vitamin khác nhau [ 15 ] [ 20 ] - [ 24 ]. Tuy nhiên, khi nồng độ của ROS / RNS vượt quá khả năng nội sinh để vô hiệu hóa chúng, stress oxy hóa và tổn thương tế bào có thể xảy ra. Việc sản sinh ROS / RNS vượt mức có thể xảy ra do nhiều loại phơi nhiễm, từ chiếu xạ đến phơi nhiễm hóa chất hoặc do căng thẳng về thể chất [ 25 ] - [ 27 ].

2. Hydrogen hoạt động như một chất điều hòa gen và chống oxy hóa tế bào

Mặc dù trong lịch sử hydro (H₂ ) được coi là không có hoạt tính và không có chức năng [ 28 ], Ohsawa et al. [ 5 ] nhận thấy rằng H₂ có thể hoạt động như một chất chống oxy hóa trị liệu bằng cách chọn lọc giảm ROS / RNS gây độc tế bào. Bây giờ chúng ta biết rằng H₂ có thể hoạt động như một chất chống oxy hóa tế bào chất trong các tế bào biệt lập trong nuôi cấy, cũng như ở động vật và bệnh nhân [ 1 ] [ 2 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 29 ].

H₂ hoạt động bằng cách giảm hầu hết các ROS phản ứng oxy hóa và RNS, gốc hydroxyl (• OH) và peroxynitrite (ONOO ^- ), nhưng không phải là ROS và RNS gốc oxy độc hại đối với tế bào mạnh, hydro peroxide (H₂O₂ ) và oxit nitric (NO) , trong các tế bào và mô [ 1 ] [ 2 ] [ 5 ] [ 29 ]. Do đó, H₂ có thể làm giảm stress oxy hóa và điều chỉnh lại trạng thái oxy hóa khử của các tế bào [ 30 ]. Là kết quả của các đặc tính chống oxy hóa nhẹ nhưng hiệu quả, H₂có nhiều tác dụng trong tế bào và mô, bao gồm chống sự chết tế bào, chống viêm, chống dị ứng và chuyển hóa, trong hầu hết các trường hợp bằng cách giảm stress oxy hóa và lượng dư thừa ROS / RNS [ 1 ] [ 2 ] [ 5 ] [ 29 ] ].

Hydrogen cũng có thể ảnh hưởng đến quy định gen được sửa đổi hoặc bắt đầu bởi ROS / RNS, chẳng hạn như quy định gen bởi p53, AP-1 và NF-B [ 30 ] - [ 36 ]. Hydrogen có khả năng sửa đổi sự truyền tín hiệu. Sử dụng microarray DNA gan chuột, tác dụng của hydro đã được kiểm tra trên biểu hiện gen nói chung [ 35 ]. Sau khi uống nước giàu H₂ trong 4 tuần, microarray DNA đã được sử dụng để chỉ ra rằng 548 gen được điều chỉnh tăng và 695 gen được điều hòa giảm trong microarray gen Gan. Các gen mã hóa protein oxy hóa đã được điều chỉnh tăng. Do đó hydro có thể có cả tác dụng cụ thể và hiệu ứng chung trên tế bào và mô.

3. Phương pháp sử dụng Hydro

Hydrogen có một số lợi thế khác biệt như một chất chống oxy hóa. Vì nó là một chất khí, nó có thể được cung cấp bằng nhiều phương pháp khác nhau, và như một chất khí hoặc khi hydro hòa tan trong chất lỏng, H₂ có đặc tính thâm nhập và phân phối mô. Hydrogen như một chất khí hòa tan trong chất lỏng sinh lý học và phân phối nhanh chóng. Nó có thể dễ dàng xâm nhập màng tế bào và đi vào khoang nội bào [ 1 ] [ 2 ] [ 29 ]. Hầu hết các chất bổ sung chất chống oxy hóa bị hạn chế trong phân phối tế bào của chúng và được hấp thụ kém bởi các bào quan như ty thể [ 37 ] [ 38], nhưng hydro có khả năng thâm nhập hiệu quả sinh khối và xâm nhập vào các bào quan, chẳng hạn như ty thể và nhân tế bào. Trái ngược với nhiều chất chống oxy hóa, H₂ có lợi thế là có thể xuyên qua hàng rào máu não [ 39 ].

Hít khí H ₂ là phương pháp đơn giản nhất nhưng không phải là phương pháp thuận tiện nhất trong sử dụng hydro y tế [ 1 ] [ 29 ]. Ở nồng độ dưới 4% H ₂ có thể được hít qua mặt nạ, ống thông mũi hoặc máy thở. Khi hít vào ở nồng độ này, H₂ không ảnh hưởng đến huyết áp [ 2 ] [ 4 ] và nồng độ H₂ đã được theo dõi trên mô hình động vật bằng cách đưa điện cực hydro trực tiếp vào mô [ 40 ]. Hít khí H ₂ đã được sử dụng trong cấy ghép nội tạng để giảm tổn thương ghép ruột và phổi và ngăn ngừa viêm nội tạng [ 41]. Tiếp xúc với khí 2% H₂ cũng cải thiện đáng kể quá trình vận chuyển qua đường tiêu hóa, giảm peroxid hóa lipid và ngăn chặn sản xuất một số cytokine gây viêm [ 41 ].

Trong một mô hình chuột nhiễm trùng huyết được điều trị H₂ đã cải thiện tỷ lệ sống và tổn thương cơ quan bằng cách giảm nồng độ trong máu và các mô của của các cytokine tiền viêm sớm và muộn [ 42 ]. Cùng nhóm này đã nghiên cứu ảnh hưởng của H₂ đến khả năng sống sót, tổn thương mô và phản ứng cytokine trong mô hình tổn thương đa cơ quan do zymosan gây ra và mô hình viêm [ 43 ]. Họ phát hiện ra rằng phương pháp điều trị H₂ làm giảm mức độ tổn thương oxy hóa, tăng hoạt động của các enzyme chống oxy hóa và giảm mức độ của các cytokine gây viêm trong huyết thanh và mô [ 43 ].

Hydrogen cũng đã được sử dụng như một dung dịch muối tiêm [ 44 ]. Ví dụ, Cai et al. [ 44 ] đã sử dụng H₂ trong nước muối tiêm vào trong màng bụng chuột sơ sinh như là một mô hình của thiếu oxy máu cục bộ để chứng minh tác dụng bảo vệ thần kinh của hydro. Sử dụng mô hình bệnh Alzheimer ở chuột tiêm nước muối H₂ làm giảm căng thẳng oxy hóa và các dấu hiệu viêm, và ngăn ngừa rối loạn trí nhớ và vận động [ 45 ].

Cho đến nay, phương pháp sử dụng H₂ dễ dàng, thiết thực và hiệu quả nhất là uống nước Hydro [ 29 ]. Hydrogen hòa tan trong nước là một phương tiện thuận tiện và an toàn để phân phối H₂ [ 46 ]. Ví dụ, H₂ có thể hòa tan trong nước ở mức tối đa 0,8 mM ở áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng tiêu chuẩn, và nó không thêm hương vị, màu sắc hoặc thay đổi theo bất kỳ cách nào về đặc tính của nước. Sau khi uống vào, nước chứa hydro sẽ nhanh chóng đi vào máu [ 47 ].

4. An toàn của Hydro

Hydrogen đã được sử dụng trong nhiều năm, không có sự cố, trong các hỗn hợp khí lặn sâu để ngăn ngừa bệnh suy giảm và huyết khối động mạch [ 48 ]. Ngay cả ở nồng độ tương đối cao, H₂ đã được báo cáo là không có độc tính [ 48 ] - [ 50 ].

Sự an toàn của H₂ ở người đã được ghi nhận rõ trong các hỗn hợp khí. Ví dụ, Hydreliox, một hỗn hợp khí được sử dụng để lặn sâu, chứa 49% hydro, 50% heli và 1% oxy. Hydreliox đã được chứng minh là rất cần thiết trong việc ngăn ngừa chứng mê man do nitơ và để ngăn ngừa suy giảm áp lực trong các lần lặn làm việc ở độ sâu lớn [ 48 ] [ 51 ]. Trong các nghiên cứu lặn sâu khác, H₂ đã được sử dụng trong quá trình nén ở 20 ATM để giảm nhịp tim chậm và các triệu chứng thần kinh và thần kinh khác (hội chứng thần kinh cao áp) mà vẫn an toàn lâu dài [ 52]. Mặc dù tác dụng gây mê nhẹ của hydro đã được phát hiện khi hít hỗn hợp hydro-helium-oxy ở áp suất cao, nó đã bị đảo ngược khi các thợ lặn quay trở lại với áp lực môi trường xung quanh [ 51 ].

Hydrogen ở các dạng khác, chẳng hạn như nước H₂ , đã chứng minh không thể hiện bất kỳ độc hại hoặc vấn đề an toàn nào[ 1 ] [ 2 ]. Ví dụ, chuột được cho uống nước H₂ (0,19 mM hydro) hoặc nước khử khí trong một năm và không có báo cáo về sự thay đổi về tỷ lệ mắc bệnh hoặc tử vong giữa H₂ và nhóm động vật đối chứng. Tuy nhiên, đã chứng minh là giảm tổn hại nha chu trong nhóm sử dụng H₂ [ 53 ]. Trong các nghiên cứu lâm sàng không có báo cáo về tác dụng độc hại của việc uống H₂ [ 54 ]. Do đó hydro là một chất an toàn và không độc hại khi được sử dụng ở nồng độ tương đối thấp trong điều kiện áp suất và nhiệt độ tiêu chuẩn.

5. Hydrogen như một liệu pháp hoặc phòng ngừa các tác nhân gây hại trong các mô hình bệnh ở người

Các mô hình động vật đối với bệnh ở người đã được sử dụng để kiểm tra hiệu quả điều trị của việc áp dụng H₂. Lĩnh vực này đã được theo dõi đầy đủ trong các đánh giá khác nhau [ 1 ] [ 2 ] [ 29 ] [ 54 ] - [ 56 ]. Ví dụ, Ohno et al. [ 55 ] đã xem xét ảnh hưởng của hydro trong 63 mô hình động vật gây bệnh ở người. Họ đã tìm thấy nhiều nghiên cứu thành công ở động vật nơi hydro được sử dụng dưới dạng khí (21 ấn phẩm), bằng cách tiêm nước muối (27 ấn phẩm) hoặc dưới dạng nước H₂ (23 ấn phẩm) [ 55 ]. Các ấn phẩm khác đã sử dụng dung dịch nhỏ mắt có chứa H₂ [ 57], tắm nước giàu hydro [ 46 ] hoặc thấm trực tiếp dung dịch H₂ vào dạ dày hoặc các cơ quan khác [ 56 ]. Mặc dù hầu hết các nghiên cứu đã sử dụng động vật gặm nhấm làm mô hình, các mô hình động vật khác cũng đã được sử dụng, chẳng hạn như thỏ hoặc lợn [ 55 ] [ 56 ].

Các nghiên cứu đầu tiên về sinh vật học hydro đã sử dụng hydro để tạo ra tảo và vi khuẩn[ 59 ] [ 60 ]. Hydrogen đã được tìm thấy đối với sự thúc đẩy tăng trưởng của thực vật và điều chỉnh hormone và cytokine thực vật [ 61 ] [ 62 ]. Trên lâm sàng, hydro đã được sử dụng cho nhiều điều kiện khác nhau ( Hình 1 ). Sử dụng một số lâm sàng có lợi nhất của Hydro sẽ được thảo luận trong đánh giá này.

Figure 1. Hydrogen therapy and some of its uses in various acute and chronic clinical conditions.

Hình 1. Liệu pháp hydro và một số công dụng của nó được sử dụng trong các tình trạng lâm sàng cấp tính và mãn tính

6. Hydrogen và thiếu máu cục bộ / chấn thương tái tưới máu

Nhiều nghiên cứu trên động vật về tác dụng của Hydro đã sử dụng trong các mô hình cho tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu. Chấn thương tái tưới máu thiếu máu cục bộ là một hiện tượng được tìm thấy về mặt lâm sàng và có thể đạt được bằng thực nghiệm. Nó được mô tả là thiếu oxy cung cấp cho các tế bào và mô do tưới máu giảm dần, sau đó là viêm cục bộ và đôi khi xa hơn là do tái tưới máu cấp tính của các tế bào thiếu máu cục bộ và các mô có thể làm nặng thêm tình trạng thiếu máu cục bộ ban đầu [ 2 ] [ 4 ] [ 29 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 44 ] [ 62]. Một số cơ chế đã được đề xuất để giải thích chứng thiếu máu cục bộ / tái tưới máu, chẳng hạn như kích hoạt chuổi phản ứng hóa sinh tín hiệu oxy hóa khử, thay đổi tính thấm của ty thể, cơ thế tự thực của tế bào (tự miễn dịch), khả năng miễn dịch bẩm sinh và các cơ chế khác [ 63 ] - [ 68 ]. Ty thể dường như đóng một vai trò thiết yếu trong quá trình chứng thiếu máu cục bộ / tái tưới máu [ 67 ] - [ 69 ].

Phân tử Hydro đã được đề xuất như là một phân tử có thể bảo vệ trong thiếu máu cục bộ / tái tưới máu [ 1 ] [ 2 ] [ 4 ] [ 29 ] [ 54 ] - [ 56 ]. Ngoài ra, bằng chứng gần đây cho thấy Hydro có ảnh hưởng đến biểu hiện gen, có lẽ phân tử Hydro có thể chống lại sự thay đổi biểu hiện gen xảy ra trong các phản ứng thích ứng mãn tính với tổn thương mô [ 70 ].

Mặc dù thiếu máu cục bộ / tái tưới máu có thể xảy ra ở một số cơ quan, nó thường được quan sát thấy ở tim, não, thận, gan, võng mạc, phổi và đường tiêu hóa [ 71 ] [ 72 ]. Phân tử Hydro đã được sử dụng như một tác nhân dự phòng và điều trị cho thiếu máu cục bộ cấp tính hoặc mãn tính / tái tưới máu ở các cơ quan đó [ 1 ] [ 2 ] [ 54 ] [ 73 ]. Vì tổn thương do thiếu máu cục bộ có thể đóng một vai trò quan trọng trong ghép nội tạng, ảnh hưởng của phân tử Hydro cũng có thể là quan trọng trong việc cấy ghép nội tạng [ 73 ] - [ 76 ].

Tác dụng có lợi của Hydro trong các mô hình thiếu máu cục bộ / tái tưới máu ở động vật đã được xem xét rộng rãi [ 29 ] [ 55 ] - [ 77 ]. Một số ứng dụng của H₂ có thể xảy ra ở người hầu hết được ngoại suy hoặc đưa ra giả thuyết từ một loạt các thí nghiệm thiếu máu cục bộ / tái tưới máu có liên quan được thực hiện ở động vật [ 1 ] [ 2 ] [ 29 ] [ 54 ] - [ 56 ] [ 73 ] [ 78 ].

Tập trung vào một cơ quan, tim, người ta đã chứng minh rằng phân tử Hydro dùng như một loại khí trong động vật gặm nhấm có thể cải thiện hoạt động chức năng của tim sau khi ngừng tim [ 39 ]. Nó làm điều này bằng hiệu quả tương đương so với hạ thân nhiệt [ 39 ]. Hydrogen đã được chứng minh là tốt hơn khi được hít khí H₂ vào ở nồng độ 2%, được đồng bộ hóa khi bắt đầu hồi sức tim phổi và tiếp tục tối thiểu trong hai giờ đồng hồ, làm giảm sự gia tăng thiệt hại do các phản ứng gốc tự do ROS / RNS liên quan đến tim ngừng đập.

Điều trị bằng phân tử Hydro đã được chứng minh là làm giảm đáng kể kích thước nhồi máu cơ tim trong các mô hình ở chuột bị tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu cơ tim [ 40 ]. Người ta đã đưa ra giả thuyết rằng điều này có liên quan đến sự khuếch tán nhanh chóng của phân tử khí Hydro, thậm chí còn nhanh hơn so với tái tưới máu mạch vành sau một sự cố thiếu máu cục bộ và khả năng tương tác với các gốc tự do của tế bào [ 5 ]. Các loài ROS / RNS dường như đóng vai trò trung tâm trong các cơ chế chấn thương tái thiếu máu cục bộ và sự khuếch tán nhanh chóng của phân tử Hydro và khả năng chống lại các loài ROS / RNS, đặc biệt là các gốc hydroxyl (• OH) và peroxynititites (ONOO ^- ) [ 5], đã được đề xuất để giảm đáng kể thiệt hại trong chấn thương thiếu máu cục bộ / tái tưới máu. Do đó, kích thước nhồi máu thực nghiệm ở chuột giảm đáng kể khi xử lý bằng khí H₂ [ 40 ].

Một tác dụng tương tự đã được báo cáo bằng cách sử dụng Hydro trong dung dịch muối; nước muối Hydro được bảo vệ chống lại thiệt hại do các gốc tự do giải phóng trong tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu [ 79 ] - [ 82 ]. Nước muối Hydro cũng đã được báo cáo để cải thiện suy tim do điều trị doxorubicin ở chuột [ 83 ]. Kết hợp H₂ với oxit nitric trong hỗn hợp khí cũng làm giảm các gốc tự do, cũng như bảo vệ tim khỏi tổn thương và giảm kích thước nhồi máu trong các thí nghiệm được thực hiện trên tim Murine [ 84 ].

Bảo vệ tim bằng điều kiện tiên quyết do thiếu máu cục bộ hoặc Hậu thích nghi là một cách tiếp cận quan trọng để giảm tổn thương tim do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu [ 85 ]. Bảo vệ tim mạch được định nghĩa là tất cả các cơ chế và phương tiện đóng góp vào việc giữ gìn tim bằng cách giảm hoặc thậm chí ngăn ngừa tổn thương cơ tim [ 86 ]. Điều kiện tiên quyết do thiếu máu cục bộ là sự bảo vệ được trao cho thiếu máu cơ tim do thiếu máu cục bộ trước thời gian ngắn được phân tách bằng các giai đoạn tái tưới máu [ 87 ]. Hậu thích nghi thiếu máu cục bộ là giảm kích thước nhồi máu được tạo ra bởi một số chu kỳ tắc / tái thông mạch vành sau khi thiếu máu cục bộ duy trì có khả năng tạo ra nhồi máu [ 88 ]. Trong quá trình này, việc mở “lỗ” của ty thể bị ức chế bởi ATP K⁺ các kênh (mKATP) đã được liên quan đến việc bảo vệ tim, vì sự mở của chúng ức chế tính thấm của “lỗ” thấm qua ty thể (mPTP), một sự kiện quan trọng đối với tổn thương tái tưới máu do thiếu máu cục bộ xảy ra [ 89 ] [ 90 ].

Việc sử dụng phân tử Hydro dưới dạng khí gần đây đã được chứng minh là kích hoạt mKATP, ức chế mPTP và do đó hoạt động như một tác nhân bảo vệ tim mạch ở chuột nhắt, chuột và lợn [ 91 ] - [ 93 ]. Các thí nghiệm gần đây được thực hiện trong các tế bào H9c2 trong nuôi cấy đã chỉ ra rằng việc tạo ra các enzyme chống oxy hóa, như heme oxyase-1, bằng phân tử Hydro là một cơ chế khác mà hydro ngăn ngừa thiệt hại trong tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu [ 94 ].

Trong một biến thể khác của việc sử dụng Hydro để giảm tổn thương ghép tim, ghép tạng cho cấy ghép đã được tìm thấy cho thấy khả năng duy trì được tăng cường bằng cách ngâm chúng trong nước lạnh được bổ sung H₂ [ 54 ] [ 91 ]. Ví dụ, trong cấy ghép tim chuột, các mảnh ghép được bảo quản tốt hơn trong môi trường nước lạnh được bổ sung H ₂ [ 91 ] [ 92 ]. Các chỉ số về tổn thương tim, chẳng hạn như giải phóng creatin phosphokinase và troponin I trong huyết thanh, giảm đáng kể trong các mảnh ghép được duy trì trong một bồn tắm lạnh có Hydro[ 58 ] [ 95 ] [ 96]. Việc bổ sung Hydro vào các giải pháp HTK (histidine, tryptophan, ketoglutarate) cũng đã được báo cáo là một cải tiến lớn để bảo tồn các mô ghép trong quá trình ghép tim ở chuột [ 97 ]. Cơ chế đề xuất là phân tử hydro ngăn chặn sản sinh ROS và RNS sau khi cắt bỏ mô và thiếu máu cục bộ tạm thời và trong quá trình ghép để cấy ghép.

Chấn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu cũng có thể xảy ra ở các mô đường tiêu hóa, nơi nó có thể dẫn đến rối loạn chức năng, viêm và cuối cùng là suy nội tạng trong ghép mô và cấy ghép. Hít khí Phân tử Hydro, hoặc áp dụng trong dung dịch muối được làm giàu bằng H ₂ , đã được thử nghiệm như một tác nhân bảo vệ cho cấy ghép đường tiêu hóa trong mô hình động vật để giảm stress oxy hóa trong các mô ghép [ 98 ] - [ 101 ]. Một báo cáo gần đây sử dụng chuột đã chỉ ra rằng nó có tác dụng có lợi đáng kể trong việc cấy ghép ruột non, bên cạnh khi sử dụng nước giàu hydro như một giải pháp[ 102]. Tác dụng chống oxy hóa của phân tử Hydro, đặc biệt là sự suy giảm các gốc hydroxyl, được đề xuất để đóng một vai trò quan trọng. Tổn thương thiếu máu cục bộ / tái tưới máu là kết quả của việc giải phóng một nhóm các tác nhân gây viêm, chẳng hạn như yếu tố khối u hoại tử và interleukin-1β, cộng với thâm nhiễm bạch cầu trung tính và peroxid hóa màng lipid. Thiệt hại này, được gia tăng bởi việc sản sinh ROS, có thể được giảm bớt ở chuột bằng các dung dịch muối giàu hydro [ 103 ].

Phổi có thể liên quan đến tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu, đặc biệt là trong quá trình ghép phổi, hoặc thông tim, theo các cơ chế chưa được hiểu đầy đủ [ 104 ]. Tổn thương thiếu máu cục bộ / tái tưới máu phổi được đặc trưng bởi tổn thương phế nang lan tỏa trong vài giờ đầu sau khi ghép. Nó dường như có liên quan đến nhiều cơ chế bao gồm sản sinh ROS, nhưng cũng có sự thay đổi canxi nội bào, bơm Na-K và sản sinh các yếu tố gây viêm [ 105 ]. Hydrogen đã được áp dụng trên chuột bằng cách Hít hoặc dung dịch muối giàu hydro để ngăn ngừa thiệt hại trong ghép phổi [ 41 ] [ 106 ] - [ 110]. Mặc dù một phần của lời giải thích trong việc cải thiện ghép phổi bằng ứng dụng hydro có khả năng là do tác dụng của nó trong việc ngăn ngừa thiệt hại ROS [ 102 ] [ 111 ], nhưng có bằng chứng cho thấy nó cũng làm giảm bớt thiệt hại do các tác nhân gây viêm và bảo vệ chống lại tổn thương gây cảm ứng lipopolysacarit [ 112 ] [ 113 ]. Nó cũng đã được báo cáo rằng việc sử dụng hydro có thể bảo vệ chống lại tổn hại thông qua sự biểu hiện của protein liên quan đến việc sản sinh chất hoạt động bề mặt, tổng hợp ATP và các phân tử phản ứng với stress [ 113 ]. Các thí nghiệm gần đây cho thấy rằng sự kết hợp giữa việc sử dụng Hydro và Oxit nitric dường như thậm chí còn có lợi hơn so với hydro [ 114]. Điều thú vị là trong trường hợp này, tác dụng bảo vệ của Hydro hoàn toàn không được so sánh mối tương quan với khả năng bảo vệ chống lại thiệt hại oxy hóa, cho thấy rằng hydro cũng có thể làm giảm tác dụng phụ ngoài ý muốn của các cơ chế khác gây ra [ 1 ] [ 2 ].

Chấn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu có liên quan đến một số bệnh như tăng nhãn áp, tiểu đường và một số rối loạn mạch máu [ 115 ] - [ 117 ]. Trong tất cả các trường hợp này, một trong những cơ chế thiệt hại, là việc sản sinh các loài ROS dẫn đến quá trình oxy hóa lipid, rối loạn tổng hợp DNA và protein, dẫn đến chết tế bào [ 118 ] [ 119 ]. Các nghiên cứu thực hiện trên chuột đã chỉ ra rằng hydro trong thuốc nhỏ mắt, dưới dạng khí và dung dịch muối, có thể bảo vệ võng mạc chống lại tổn thương oxy hóa và viêm do chấn thương tái tưới máu thiếu máu võng mạc [ 57 ] [ 120 ] - [ 123 ].

Thiếu máu cục bộ trong não dẫn đến thiếu hụt chức năng tạm thời hoặc vĩnh viễn. Nó đã được báo cáo rằng việc tái cấu trúc ngay lập tức của não để ngăn chặn tổn thương do thiếu máu cục bộ có thể dẫn đến tổn thương bổ sung do thay đổi tiềm năng màng trong ty thể và sự sản sinh quá mức của ROS [ 124 ]. Điều này đã được đề xuất để tạo thành cơ sở chính của chấn thương tái tưới máu thiếu máu cục bộ não. Các ví dụ có thể dẫn đến thiếu máu não với tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu tiếp theo là đột quỵ, chấn thương và viêm [ 125 ]. Hít khí Hydro hoặc sử dụng dung dịch nước muối Hydro đã được chứng minh là có lợi cho tổn thương não trong chấn thương ở chuột [ 126 ] [ 127 ]]. Các dung dịch muối giàu hydro đã có hiệu quả sau khi tổn thương do thiếu máu não ở chuột gây ra do ngừng tim hoặc nguyên nhân mạch máu [ 128 ] [ 129 ]. Cuối cùng, tác dụng bảo vệ của việc hít khí hydro ở chuột cũng đã được quan sát thấy ở não bị tổn thương sau khi bị viêm [ 130 ].

Việc sử dụng Hydro ở người cho đến nay chỉ được nghiên cứu đối với thiếu máu não cấp tính [ 131 ]. Nghiên cứu an toàn này đã cố gắng xác định nồng độ Hydro tương đương ở người có thể tái tạo kết quả thu được trong các nghiên cứu trên động vật. Các tác giả kết luận rằng hít 3% khí hydro trong 30 phút ở người là an toàn và nó có thể mang lại nồng độ hydro tương tự trong máu được chứng minh là hữu ích ở động vật để điều trị hoặc ngăn ngừa tình trạng thiếu máu não. Tuy nhiên, một số nghiên cứu về việc hít khí hydro ở người có thể bị ảnh hưởng, một phần là do nồng độ hydro thu được trong máu thay đổi, và do đó kết quả đã thiếu tính nhất quán. Bởi vì điều này, việc sử dụng lâm sàng Hydro trong chấn thương não cấp tính cần phát triển hơn nữa [ 131 ].

7. Hydro và các bệnh chuyển hóa

Bệnh chuyển hóa phổ biến nhất là hội chứng chuyển hóa (MetSyn), đây là tình trạng sức khỏe được đặc trưng bởi sự gia tăng cao đối với một nhóm các yếu tố nguy cơ xảy ra cùng nhau (béo phì, kháng insulin, rối loạn lipid máu và tăng huyết áp). Chung quy các yếu tố này làm tăng nguy cơ mắc bệnh động mạch vành, đột quỵ và đái tháo đường týp 2 (T2DM) [ 132 ] - [ 135 ]. Trong những năm 1980, vai trò quan trọng của kháng insulin trong một số bệnh đã được xác định và tình trạng này cùng với một nhóm các yếu tố nguy cơ được đặt tên đầu tiên là hội chứng X nhưng bây giờ được gọi là MetSyn [ 136 ] - [ 138]. Các thành phần lâm sàng chính của MetSyn là béo bụng, rối loạn lipid máu với lượng axit béo quá mức, huyết áp tăng và kháng insulin mà không có sự dung nạp glucose. Khi được tìm thấy ở cùng một bệnh nhân, kết quả lâu dài có khả năng đe dọa tính mạng, và đặc biệt, có nguy cơ tăng đáng kể mắc bệnh tim mạch [ 135 ]. Ngoài ra, bệnh T2DM và Alzheimer liên kết với MetSyn được liên kết với các chuổi phản ứng hóa sinh stress oxy hóa chồng chéo. Mặc dù các các chuổi phản ứng này không hoàn toàn giống nhau trong hai bệnh này, nhưng chúng có thể có sự điều phối kết hợp của các tác động bất lợi [ 139]. Tỷ lệ mắc và tỷ lệ mắc MetSyn tăng mạnh theo độ tuổi, và nó thường được tìm thấy ở những người già, đặc biệt là ở nam giới, liên quan đến sự thay đổi hormone giới tính trong quá trình lão hóa [ 11 ] [ 140 ].

Stress oxy hóa là một thành phần chính trong sinh bệnh học của MetSyn [ 141 ] [ 142 ]. Nồng độ ROS / RNS tăng đáng kể trong MetSyn, cùng với béo bụng và kháng insulin [ 143 ] [ 144 ]. Việc tăng sản sinh các gốc tự do ROS / RNS, tấn công và oxy hóa các axit béo không bão hòa đa trong một quá trình được gọi là peroxid hóa lipid, đặc biệt phổ biến ở MetSyn. Peroxid hóa Lipid cuối cùng được chuyển thành lipid hydroperoxide, chẳng hạn như hệ Diene liên hợp phản ứng và malondialdehyd (MDA) [ 145 ] [ 146 ]. Các Peroxid hóa Lipid này tăng ở những bệnh nhân béo phì, MetSyn và T2DM [ 147]. Ngoài lipid tế bào, các gốc tự do ROS / RNS cũng có thể tấn công và biến đổi carbohydrate, protein và DNA [ 148 ] [ 149 ]. Các phân tử sinh học biến đổi ROS / RNS này đã được sử dụng làm chất đánh dấu stress oxy hóa [ 12 ] [ 14 ]. Peroxidation và thiệt hại ROS / RNS đặc biệt có liên quan đến rối loạn chức năng ty thể, nhưng mất chức năng của ty thể có thể ngăn chặn được bằng các chất bổ sung chống oxy hóa và phospholpid [ 148 ].

Nước giàu Hydro đã được sử dụng để xử lý mô hình chuột ở MetSyn. Ví dụ, chuột SHR-ND là những con chuột biến đổi gen phát triển MetSyn và chúng bị tăng insulin máu, tăng đường huyết, tăng lipid máu với căng thẳng oxy hóa và viêm [ 149 ]. Điều trị chuột SHR-ND trong 16 tuần bằng nước giàu Hydro cải thiện chức năng thận (tăng độ thanh lọc creatinin thêm 22%, p <0,05) [ 149 ]. Tổn thương thận do xơ cứng cầu thận cũng được cải thiện (giảm 17%, p <0,05). Cuối cùng, tổng khả năng chống oxy hóa trong huyết tương được xác định bằng Tiềm năng chống oxy hóa sinh học hoặc BAP, được đo bằng các phản ứng tiêu chuẩn của Fe ³⁺ với Fe ²⁺ , cũng được cải thiện 22% (p <0,05) [ 149)]. Tác dụng có lợi của nước giàu Hydro cũng đã được nghiên cứu ở chuột myoblasts L6 trong nuôi cấy, trong đó sự hấp thu glucose được báo cáo là tăng đáng kể [ 150 ].

Béo phì là một yếu tố quan trọng và là yếu tố rủi ro của MetSyn, và nó có thể tạo thành một tình trạng bệnh lý trong đó có sự tích tụ quá nhiều chất béo trong cơ thể cùng với việc giảm tuổi thọ và / hoặc gia tăng các vấn đề về sức khỏe [ 151 ]. Béo phì thường liên quan đến sự mất cân bằng về số lượng và tỷ lệ lipid trong tế bào, mô và dịch cơ thể. Ngoài ra, trong quá trình phát triển của béo phì đã được tìm thấy là do gia tăng stress oxy hóa [ 152 ]. Uống nước giàu Hydro làm giảm stress oxy hóa đã được tìm thấy ở gan của chuột Db / db do thiếu thụ thể Leptin [ 153 ]. Người ta thấy rằng nước giàu H₂ làm tăng biểu hiện hormone của gan là yếu tố sinh trưởng nguyên bào sợi 21, có liên quan đến chuổi phản ứng tiêu thụ axit béo và glucose trong cơ thể, dẫn đến kích thích chuyển hóa năng lượng. Ở người tiêu thụ nước giàu H ₂ (1,5 - 2 L / ngày được tạo ra bởi phản ứng với que magiê), trong thời gian khoảng 8 tuần, đã thúc đẩy khả năng chống oxy hóa ở bệnh nhân mắc MetSyn [ 154 ]. Điều này đã được định lượng bằng cách đo biểu hiện gia tăng của các enzyme chống oxy hóa như superoxide effutase (tăng 39%) và giảm các chất oxy hóa như MDA trong nước tiểu (giảm 43%, khi đo bằng phản ứng với axit thiobarbituric). Rối loạn mỡ máu cũng được cải thiện, vì HDL tăng 8% và tỷ lệ cholesterol / HDL giảm 13% [ 154]. Không có thay đổi nào được ghi nhận nộng độ đường huyết lúc đói trong khoảng thời gian này [ 154 ]. Một nghiên cứu khác được thực hiện ở những đối tượng có MetSyn tiềm năng cho thấy rằng việc tiêu thụ nước giàu hydro (1 L / ngày) trong khoảng 10 tuần đã thúc đẩy làm giảm cholesterol toàn phần và nồng độ huyết thanh LDL-cholesterol [ 155]. Ngoài ra, mức độ HDL được cải thiện, được đo bằng các thử nghiệm khác nhau, cho thấy khả năng bảo vệ chống lại quá trình oxy hóa LDL ở mức trung bình 31% (p <0,05). Lời giải thích cho sự thay đổi của cholesterol và LDL lipoprotein có liên quan đến việc giảm apolipoprotein B10 và E. HDL đã được tăng lên bởi một số cơ chế khác nhau, chẳng hạn như bảo vệ chống oxy hóa, và điều này dẫn đến ức chế sự kết dính của tế bào viêm và ảnh hưởng của hoại tử khối u yếu tố-α trong endothelia. Nó cũng dẫn đến việc kích thích trao đổi cholesterol từ các đại thực bào [ 155 ].

Sự thay đổi trong lipid hoặc rối loạn lipid máu, dù có liên quan hay không liên quan đến béo phì và MetSyn, cũng được cải thiện bằng cách sử dụng hydro [ 156 ]. Một trong những cách Hydro thúc đẩy tác động như vậy là bằng cách giảm biểu hiện của translocase axit béo CD36, làm giảm sự hấp thu axit béo quá mức của các tế bào gan ở người và gan nhiễm mỡ [ 156 ]. Trong các mô hình động vật rối loạn lipid máu cho thấy sự lắng đọng lipid trong động mạch giảm đi sau khi uống nước giàu Hydro [ 157 ]. Ngoài ra, những cải thiện về cấu hình lipoprotein huyết tương, chẳng hạn như giảm LDL-C, apoB và apoE khoảng 30% (p <0,05), đã được quan sát thấy ở chuột knock-out MetSynt apo-E. Điều này đã được nhìn thấy sau 4 tuần tiêm trong phúc mạc bằng dung dịch muối giàu H₂ [ 158 ]. Hiệu quả tương tự đã được quan sát thấy ở những con chuột đồng được nuôi bằng chế độ ăn nhiều chất béo. Kết quả cho thấy H₂ có tác dụng quan trọng trong chống xơ vữa động mạch [ 158 ].

Một phương thức vận chuyển qua màng quan trọng Plasma là ATP gắn cassette vận chuyển ABCA1, còn được gọi là protein điều tiết cholesterol. Số lượng của phần màng này có liên quan đến thiếu hụt lipoprotein ở mật độ cao [ 159 ]. Gần đây, ở những bệnh nhân bị tăng cholesterol trong máu, việc tiêu thụ nước giàu H₂ 1L/ngày trong thời gian 10 tuần có thể kích hoạt cơ chế chuyển hóa của cholesterol phụ thuộc vào cassette liên kết ATP. Điều này đã cải thiện chức năng của lipoprotein HDL ở bệnh nhân tăng cholesterol máu trong thử nghiệm lâm sàng mù đôi, dùng giả dược (giảm 47%, p <0,05) [ 160 ].

Một yếu tố khác của MetSyn là kháng insulin, một tình trạng sinh lý trong đó các tế bào không đáp ứng với các hoạt động thông thường của hormoneinsulin, dẫn đến tăng đường huyết tạm thời hoặc vĩnh viễn [ 136 ]. Kháng insulin là một đặc tính bước ngoặt lớn trong sự phát triển của T2DM, được đặc trưng bởi nồng độ glucose lúc đói tăng và rối loạn lipid máu [ 136 ] [ 137 ] [ 161 ].

Stress oxy hóa cũng đóng một vai trò thiết yếu trong việc kháng insulin [ 141 ]. Ở bệnh nhân T2DM, tổn thương ROS tích lũy trong MetSyn và cũng hoạt động ở mức độ các yếu tố dinh dưỡng, làm suy yếu khả năng dung nạp glucose, kích hoạt quá trình apoptosis và autophagy, gây ra tái tạo mô, kích thích thay đổi trong cân bằng nội môi của tế bào và điều chỉnh sinh học mạch máu [ 9 ] . Trong các mô hình của T2DM nước H₂ đã được chứng minh là có lợi cho việc điều trị

các triệu chứng tiểu đường ở động vật ăn nhiều chất béo [ 158 ]. Hơn nữa, ở những đối tượng bị kháng insulin, cũng như ở những bệnh nhân T2DM, việc bổ sung Hydro vào nước uống đã được chứng minh là có lợi cho việc bình thường hóa cấu trúc lipid và nồng độ glucose [ 162]. Trong nghiên cứu này, 30 bệnh nhân T2DM đã uống trung bình 1L/ngày nước giàu Hydro hoặc tinh khiết trong thời gian 8 tuần, và sau đó một số dấu ấn sinh học của stress oxy hóa, kháng insulin và chuyển hóa glucose được so sánh trước và sau giai đoạn tuần thứ 8. Bệnh nhân T2DM tiêu thụ nước giàu hydro cho thấy giảm đáng kể nồng độ lipoprotein mật độ thấp đã điều chỉnh (LDL, giảm 15,5%, p <0,01), LDL đậm đặc, nhỏ (giảm 5,7%, p <0,05) và nước tiểu 8 - tanes (giảm 6,6%, p <0,05) [ 162 ]. Lượng nước uống H₂cũng liên quan đến việc giảm các dấu ấn sinh học kháng insulin và stress oxy hóa, như nồng độ LDL oxy hóa trong huyết thanh (5%, p <0,05) cũng như tăng adiponectin (2%, p <0,1) và tăng ngoại bào- superoxide disutase (2%, p <0,05). 4 trong số 6 bệnh nhân sử dụng nước giàu H₂ trong 8 tuần, hydro đã bình thường hóa các xét nghiệm dung nạp glucose (p <0,01), trong khi nó cũng cải thiện việc tiết insulin (56%, p <0,05) [ 163 ]. Hydrogen cũng có thể có lợi trong bệnh tiểu đường loại 1, vì nó cải thiện sự hấp thu đường huyết của cơ xương trong mô hình động vật tiểu đường loại 1 [ 163 ].

Vì MetSyn có thể ảnh hưởng đến các nội mô và tế bào cơ trơn, và những tác động này có thể bị suy giảm bởi Hydro, H₂ hữu ích trong giảm huyết áp. Các tác dụng có lợi của Hydro đối với tăng huyết áp được mô tả trong phần tiếp theo. Ngoài ra, tính mẫn cảm của xơ vữa động mạch do rối loạn lipid máu trong các mạch máu có thể bị giảm đi nếu được tiếp xúc với Hydro và điều này đã được thử nghiệm trên chuột biến đổi gen (apo E - / -) [ 164 ]. Điều trị những con chuột này bằng cách tiêm Nước muối giàu H₂ ở phúc mạc trong 8 tuần đã làm giảm nồng độ apolipoprotein B (apoB) bị xơ vữa 50% - 75%, ngoài các phản ứng chống viêm khác (ức chế interleukin-6 và yếu tố hoại tử khối u-40% %, p <0,05). Lắng động lipid trong thành động mạch cũng giảm đáng kể ở gốc động mạch chủ khi sử dụng Hydro (giảm 20% - 40%, p <0,05) [ 164 ].

Tăng sản eointimal và glycation cao trong các tế bào nội mô dẫn đến sự chết tế bào. Cả hai có thể được ngăn chặn bằng cách áp dụng nước muối phân tử hydro hoặc nước giàu H₂ ở chuột [ 165 ] - [ 167 ]. Do đó, việc sử dụng Hydro và - nước giàu H₂ sẽ rất hữu ích trong việc ngăn ngừa hoặc trì hoãn sự xuất hiện của MetSyn và các bệnh liên quan.

8. Hydro và các bệnh tim mạch

Hệ thống mạch máu, bao gồm các tế bào nội mô, ma trận xung quanh và cơ trơn và các tế bào khác, mô tim và mô phổi và lượng tuần hoàn máu, tạo thành hệ thống tim mạch. Như đã đề cập trong phần 7, hệ thống mạch máu có thể liên quan đến những thay đổi gây bệnh, bao gồm rối loạn lipid máu, thay đổi protein, tăng huyết áp và các yếu tố khác quyết định của bệnh tim mạch (CVD). Hầu hết CVD, bao gồm đột quỵ, nhồi máu cơ tim, bệnh động mạch ngoại biên, trong số những người khác, liên quan đến sự hình thành mảng bám tuần hoàn hoặc xơ vữa động mạch có khả năng gây tăng huyết áp, béo phì, chế độ ăn uống, rối loạn lipid máu, hút thuốc, uống rượu, hội chứng chuyển hóa, tiểu đường và các yếu tố khác [ 168 ].

Các mô hình động vật đã được thành lập để nghiên cứu ảnh hưởng của các quy trình và tác nhân trị liệu khác nhau lên CVD, và các mô hình hạ thân nhiệt đã được sử dụng để đánh giá tác động của nhiệt độ lên các tác động sinh lý xảy ra sau khi ngừng tim. Những mô hình này bắt chước di chứng của các hiệu ứng (thường được gọi là hội chứng ngừng tim) xảy ra, như rối loạn chức năng thần kinh, tổn thương tim, viêm hệ thống, trong số các vấn đề khác [ 169 ] - [ 171 ]. Ví dụ, hạ thân nhiệt đã được sử dụng để bảo vệ tế bào thần kinh, tế bào tim và giảm viêm toàn thân ở động vật [ 169 ] [ 171 ] [ 172 ].

Sử dụng mô hình điều trị hạ thân nhiệt Hayashida et al. [ 40 ] đã so sánh ảnh hưởng của khí H₂ , có hoặc không có hạ thân nhiệt hoặc tăng thân nhiệt đơn thuần, đối với bảo vệ tim ở những con chuột bị cô lập, được tưới máu. Họ phát hiện ra rằng khí H₂ đã làm cường sự phục hồi chức năng tâm thất trái sau quá trình tái oxy hóa anoxia và giảm kích thước nhồi máu mà không làm thay đổi các thông số huyết động. Khí Hydro cũng ngăn cản tái tạo thất trái [ 40 ]. Nhóm này sau đó đã so sánh khí H₂ với hạ thân nhiệt trị liệu ở chuột bằng cách kiểm tra kết quả chức năng của ngừng tim, sau đó là thở máy (MV) và điều trị ở bốn nhóm chuột (nhóm 1, đối chứng; nhóm 2, MV với 2% H₂ -98% O₂ ở nhiệt độ bình thường; nhóm 3, MV với 2% N ₂ -98% O₂ ở nhiệt độ hạ nhiệt; nhóm 4, MV với 2% H ₂ -98% O ₂ ở nhiệt độ hạ nhiệt). Sau khi trở lại tuần hoàn tự phát, động vật nhóm 4 cho thấy sự cải thiện tốt hơn về tỷ lệ sống sót và điểm số rối loạn thần kinh. Họ cũng chứng minh sự gia tăng áp lực cuối tâm trương thất trái được đo bằng ống thông đầu dò và tăng nồng độ interleukin-6 huyết thanh ở động vật được điều trị bằng H₂ [ 39 ].

Mô hình chuột bị ngừng tim cũng đã được sử dụng để chứng minh rằng hít khí H₂ giúp cải thiện chức năng não và kết quả thần kinh [ 173 ]. Sau khi ngừng tim và hồi sức trong 2 giờ và sau khi trở lại tuần hoàn tự phát, những con chuột được thở máy được chia ngẫu nhiên thành bốn nhóm: nhóm 1, 26% O ₂ ở nhiệt độ bình thường (nhóm đối chứng); nhóm 2, 1,3% H₂ -26% O₂ ở nhiệt độ thường; nhóm 3, 26% O₂ và hạ thân nhiệt; và nhóm 4, 1,3% H₂ -26% O ₂và hạ thân nhiệt. Tỷ lệ sống như sau: nhóm 1, 38,4%; nhóm 2, 71,4%; nhóm 3, 71,4%; và nhóm 4, 85,7% (nhóm 1 so với nhóm 4, p <0,05). Điểm số rối loạn thần kinh dựa trên ý thức, hơi thở, phản xạ thần kinh sọ, chức năng vận động, chức năng cảm giác và sự phối hợp được ghi sau 24, 48, 72 giờ và 7 ngày sau khi ngừng và hồi sức [ 174 ]. Điểm số thần kinh tốt hơn đáng kể ở nhóm H₂ 2 (p <0,05) và thậm chí còn cải thiện hơn ở nhóm hạ thân nhiệt H₂ + 4 (p <0,01). Điểm số thần kinh cũng tốt hơn ở H₂+ hạ thân nhiệt nhóm 4 so với hạ thân nhiệt đơn thuần (nhóm 3) (p <0,05). Một thử nghiệm Y-maze cung đã được sử dụng để đánh giá hoạt động cơ và bộ nhớ không gian trong 7 ngày. Hoạt động cơ thấp hơn đáng kể ở nhóm đối chứng 1 (p <0,01) và nhóm hạ thân nhiệt 3 (p <0,05) so với nhóm Hydro, trong khi sự khác biệt về bộ nhớ làm việc không gian ở 7 ngày không khác biệt đáng kể [ 174 ].

Trong các mô hình khác về phát sinh xơ vữa, chẳng hạn như chuột loại bỏ apolipoprotein E (apoE [- / -]), cung cấp nước bão hòa H₂ tùy ý, ngăn chặn sự phát triển của chứng xơ vữa động mạch. Các tổn thương được nhuộm bằng Oil-red-O trong các phần mô học đã giảm đáng kể (p <0,0069) trong nhóm chuột nước H₂ lúc 6 tháng, và cũng có sự giảm các đại thực bào ở các tổn thương ở chuột được cho uống H₂ [ 175 ].

Tác dụng của Hydro đối với tăng huyết áp cũng đã được nghiên cứu bằng mô hình động vật. Ví dụ, sử dụng mô hình chuột dựa trên tăng huyết áp do monocotaline He et al. nghiên cứu ảnh hưởng của nước Hydro đến huyết áp phổi, trọng lượng tâm thất phải và chứng phì đại và viêm phổi [ 176 ]. Họ phát hiện ra rằng tất cả các thông số này đều tăng trong các nhóm được điều trị bằng monocotaline, nhưng uống H₂ hoặc tiêm được tìm thấy để ngăn ngừa sự phát triển của tăng huyết áp và chứng phì đại. Họ cũng sử dụng phương pháp hóa mô miễn dịch để đánh giá xem Hydro có ngăn chặn sự gia tăng do monocotaline gây ra trong 3-nitrityrosine và các phân tử bám dính giữa các tế bào trong các động vật được xử lý H2 hay không. Điều trị bằng hydro làm giảm viêm mãn tính ở động vật được điều trị bằng monocotaline [ 176 ].

Trong các nghiên cứu lâm sàng, nước giàu H₂ đã được đề xuất để cải thiện sức khỏe mạch máu [ 177 ]. Để đánh giá chức năng và sức khỏe mạch máu, xét nghiệm giãn nở siêu âm qua trung gian dòng chảy đã được phát triển dựa trên áp lực vòng bít trên động mạch cánh tay được bơm lên đến 50 mm thủy ngân so với huyết áp tâm thu trong 5 phút và sau đó được thả ra [ 178 ]. Sau khi đo đường kính động mạch cánh tay và độ giãn trung gian dòng chảy tại đường cơ sở, các đối tượng đã uống nước giàu H₂ hoặc nước giả dược, và các phép đo được thực hiện ngay lập tức hoặc sau khoảng thời gian 30 phút và độ giãn trung gian dòng chảy được xác định. Trong nhóm nước giàu H₂gồm 8 nam trưởng thành và 8 nữ trưởng thành giãn nở qua trung gian tăng từ 6,80% ± 1,96% lên 7,64% ± 1,68%, trong khi đó, tỷ lệ giãn nở qua trung gian nhóm 8 + 8 giảm từ 8,07% ± 2,41% xuống 6,87% ± 2,94%, cho thấy sự cải thiện đáng kể (p <0,05) [ 177 ].

Các nghiên cứu trên chỉ ra rằng nước H₂ rất hữu ích trong việc cải thiện sức khỏe mạch máu. Mặc dù các nghiên cứu dài hạn về nước hydro trên các đối tượng của con người và tăng huyết áp và CVD vẫn chưa được thực hiện, đây vẫn là một lĩnh vực khả thi để nghiên cứu lâm sàng.

9. Hydro và bệnh thoái hóa thần kinh

Bệnh thoái hóa thần kinh là do mất dần các dây thần kinh hoặc chức năng thần kinh do chết tế bào hoặc rối loạn chức năng [ 179 ]. Các bệnh thoái hóa thần kinh bao gồm: xơ cứng teo cơ bên trái hoặc ALS, bệnh Parkinson, bệnh Alzheimer, bệnh Huntington, và các bệnh này có liên quan đến việc có một số điểm tương đồng về vai trò của di truyền, dẫn truyền thần kinh, sai lệch protein và tích lũy protein độc hại. dẫn truyền thần kinh, tổn thương màng và rối loạn chức năng ty thể dẫn đến rối loạn chức năng tế bào thần kinh và tử vong [ 180 ] - [ 182 ]. Quan trọng trong số các tham số này là rối loạn chức năng của ty thể và stress oxy hóa quá mức có thể dẫn đến chết tế bào được lập trình [ 180 ] [ 181]. Điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh nói chung không thành công, nhưng một cách tiếp cận chỉ ra tiềm năng của các chất chống oxy hóa trong điều trị rối loạn thoái hóa thần kinh [ 182 ] - [ 184 ].

Stress oxy hóa mãn tính đã được đề xuất là quan trọng trong bệnh Parkinson (PD) [ 185 ] [ 186 ]. Các mô hình của PD đã được phát triển cho thấy nhiều đặc điểm về thần kinh học của bệnh, chẳng hạn như sự thoái hóa của chức năng vận động mạch thần kinh dopaminergic nigrostriborn, sự hiện diện của bất thường cấu trúc tế bào chất trong các tế bào thần kinh và các đặc trưng khác [ 186 ] - [ 188 ] ]. Ngoài ra, các mô hình động vật của PD đã được sử dụng dựa trên căng thẳng hạn chế thể chất mãn tính cho thấy stress oxy hóa não và học tập và suy giảm trí nhớ [ 46 ] [ 187 ]. Chúng cũng cho thấy sự ức chế sự tăng sinh thần kinh ở hồi răng của hồi hải 0quan đến căng thẳng hạn chế thể chất mãn tính và cho thấy rằng hydro ngăn ngừa suy giảm nhận thức. Sự tăng sinh của các dây thần kinh trong hồi răng cũng được phục hồi với điều trị [ 46 ].

Trong PD, đặc điểm đặc trưng nhất là mất tế bào dopaminergic mạn tính ở vùng chất đen có liên quan đến rối loạn chức năng ty thể và stress oxy hóa dư thừa [ 190 ]. Sử dụng mô hình chuột PD dựa trên thoái hóa nigrostriborn do 6-hydroxydopamine gây ra Fu et al. [ 191 ] Chuột uống nước H₂ vào trước và sau khi phẫu thuật vô trùng và phát hiện ra rằng hydro đã ngăn chặn sự phát triển và thoái hóa của provia nigra ( thuốc có chứa cần sa) trong hệ thống thần kinh trung ương. Trong một mô hình khác cho chuột PD dùng 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine cấp tính hoặc mãn tính để kích thích stress oxy hóa và mất tế bào dopaminergic [ 192 ]. Cho chuột uống nước H₂ (0,08 - 1,5 ppm [w / w] H₂ ) làm giảm đáng kể sự mất các tế bào thần kinh dopaminergic trong mô hình chuột gây ra bởi chất hóa học này của PD. Hydrogen trong nước uống cũng làm giảm sự tích lũy tế bào của 8-oxoguanine, một dấu hiệu tổn thương DNA oxy hóa và 4-hydroxynonenal, một dấu hiệu của peroxid hóa lipid, trong chuổi phản ứng dải dopaminergic nigrostriatal [ 193 ].

Gần đây, một thử nghiệm lâm sàng thí điểm đã được bắt đầu để nghiên cứu ảnh hưởng của nước hydro đến sự tiến triển của PD ở bệnh nhân tại Nhật Bản [ 194 ]. Thử nghiệm là một thử nghiệm ngẫu nhiên, kiểm soát giả dược, mù đôi, nhóm song song nghiên cứu tác dụng của nước H₂ trong PD thuốc levodopa. Những người tham gia đã uống một lít nước Hydro hóa hoặc giả dược trong 48 tuần. Kiểm tra thang điểm đánh giá bệnh Parkinson thống nhất trong nhóm giả dược (n = 8) cho thấy PD trở nên tồi tệ hơn (điểm trung bình = 4,1 ± 9,2; trung bình 4,5), trong khi điểm số ở nhóm nước H₂ được cải thiện (trung bình 5,7 ± 8.4; trung vị −1.0) trong suốt quá trình thử nghiệm. Mặc dù thực tế thử nghiệm với số lượng bệnh nhân nhỏ và thời gian thử nghiệm ngắn, sự khác biệt giữa nhóm nước H₂ và nhóm giả dược có ý nghĩa (p <0,05). Kết quả chỉ ra rằng nước Hydro là một phương pháp điều trị an toàn và dung nạp tốt mang lại kết quả đáng kể trong thử nghiệm ngắn hạn này [ 194 ]. Sẽ cần theo dõi để xem liệu kết quả giữ được trong thời gian dài hơn hay không, nhưng kết quả sơ bộ trong thử nghiệm thí điểm này là đáng khích lệ.

10. Hydro và bệnh thần kinh cơ

Bệnh thần kinh cơ được đại diện bởi một nhóm các rối loạn không đồng nhất của cơ, dây thần kinh hoặc thần kinh cơ. Chúng thường tiến triển dẫn đến teo cơ và cuối cùng dẫn đến tử vong sớm [ 195 ]. Hầu hết các bệnh thần kinh cơ thường gặp là bệnh teo cơ Duchenne (DMD), teo cơ bắp cột sống, và các rối loạn cơ bắp bẩm sinh, bao gồm một nhóm lớn các chứng loạn dưỡng cơ bẩm sinh hoặc bệnh cơ [ 196 ].

Mặc dù mô hình động vật đối với các bệnh thần kinh cơ tồn tại và rất hữu ích để nghiên cứu về di truyền học và các khía cạnh khác của bệnh thần kinh cơ [ 197 ] - [ 199 ], nhưng chúng chưa được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của hydro đối với các rối loạn này. Thay vào đó, các thử nghiệm lâm sàng thí điểm về việc sử dụng nước giàu H₂ trong các bệnh cơ thần kinh đã được thực hiện. Đầu tiên, một thử nghiệm lâm sàng nhãn mở sơ bộ đã được tiến hành trên 15 bệnh nhân (5 bị DMD, 4 với viêm đa cơ / viêm da cơ địa [PM / DM] và 5 với bệnh cơ ty thể [MM]) [ 200]. Mỗi bệnh nhân được cung cấp 1 lít nước giàu hydro mỗi ngày chia làm 10 - 12 lần và trong 12 tuần, và các dấu hiệu và triệu chứng lâm sàng cũng như 18 thông số đo huyết thanh và 8-isoprostane trong nước tiểu được kiểm tra 4 tuần một lần. Mặc dù các dấu hiệu và triệu chứng lâm sàng khách quan vẫn giữ nguyên và không cải thiện (hầu hết các triệu chứng) hoặc cải thiện phần nào (mệt mỏi và đau cơ), các triệu chứng khác trở nên tồi tệ hơn (biểu hiện những cảm giác, tiêu chảy) ở một số bệnh nhân. Cũng có một số thay đổi đáng kể trong các thông số trong phòng thí nghiệm. Ví dụ, có sự giảm đáng kể tỷ lệ lactate-pyruvate ở bệnh nhân MM và DMD (p <0,05), glucose lúc đói giảm ở bệnh nhân DMD (p <0,01) và huyết thanh triglyceride giảm không đáng kể Bệnh nhân PM / DM [ 200 ].

Sau đó, một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên, mù đôi, kiểm soát giả dược, kiểm soát chéo đã được tiến hành với 22 bệnh nhân (10 bệnh nhân DMD, 12 bệnh nhân MM) tiêu thụ 0,5 lít nước H₂ hoặc nước giả dược mỗi ngày chia liều 2 - 5 lần trong ngày và trong 8 tuần [ 200 ]. Giữa 8 tuần của thử nghiệm có thời gian ngưng 4 tuần. Trong quá trình thử nghiệm, các dấu hiệu và triệu chứng cũng như 18 thông số đo huyết thanh trong phòng thí nghiệm được xác định sau 4 tuần. Trong suốt nghiên cứu đã có những cải thiện khách quan không đáng kể hoặc làm xấu đi các dấu hiệu và triệu chứng lâm sàng. Một bệnh nhân DMD đã báo cáo sự cải thiện triệu chứng chủ quan về mệt mỏi và giảm tiêu chảy khi dùng nước H₂ , một bệnh nhân MM phàn nàn về tiêu chảy tăng nhưng chỉ ban đầu dùng nước H₂, trong khi một bệnh nhân DMD khác báo cáo những cải thiện về đau cơ khi dùng nước H₂ . Một bệnh nhân MM có các đợt hạ đường huyết khi dùng nước H₂ , nhưng các đợt giảm dần sau khi giảm liều insulin. Chỉ có nồng độ lactose huyết thanh giảm đáng kể ở bệnh nhân MM và DMD (p <0,05) ở nhánh nước giàu H₂ . Cũng có một số giảm đáng kể ở bệnh nhân MM ở nhánh nước giàu H₂ , chẳng hạn như tỷ lệ lactate / pyruvate huyết thanh, ma trận metallicoproteinase-3 và mức glucose lúc đói [ 200 ].

Mặc dù các thử nghiệm lâm sàng về việc sử dụng nước giàu H₂ ở bệnh nhân thần kinh cơ đã được trộn lẫn về kết quả, nhưng các thử nghiệm dài hơn, thử nghiệm mạnh mẽ hơn với số lượng bệnh nhân bổ sung dường như được bảo đảm.

11. Hydrogen trong nhiễm trùng và nhiễm trùng máu

Việc thiếu một phản ứng cần thiết để nhiễm trùng, cuối cùng có thể dẫn đến tổn thương hoặc nhiễm trùng hệ thống cơ quan và cơ quan lan rộng có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Nhiễm trùng máu vẫn là một trong những nguyên nhân gây tử vong phổ biến nhất ở bệnh nhân bị bệnh nặng ở bệnh viện [ 201 ]. Đây là một thể liên tục phức tạp của suy giảm miễn dịch trong cơ thể chống lại nhiễm trùng đã được chứng minh hoặc có thể có nguồn gốc vi khuẩn, virus hoặc nấm [ 201 ] - [ 203 ]. Một yếu tố quan trọng trong quá trình phát triển nhiễm trùng phức hợp là stress oxy hóa và sự phá vỡ của các hệ thống chống oxy hóa, dẫn đến suy ty thể, sự chết tết bào và kích hoạt các phản ứng viêm, miễn dịch, hoocmon, phản ứng trao đổi chất và phản ứng sinh học [ 204 ] [ 205]. Cũng quan trọng là mất vách ngăn ruột và chuyển vị của vi khuẩn và nội độc tố vào hệ thống tuần hoàn [ 205 ]. Chiến lược điều trị bao gồm dùng chất lỏng, thuốc chống vi trùng (kháng sinh, thuốc chống vi rút, thuốc chống nấm), thần kinh nội tiết, đông máu và bình thường hóa cytokine, và duy trì hoặc phục hồi chức năng của restoringorgan [ 201 ] - [ 204 ]. Gần đây, Xie et al. [ 42 ] [ 205 ] [ 206 ] đã xem xét khả năng Hydro có thể được sử dụng trong điều trị nhiễm trùng máu.

Để giải quyết khả năng điều trị H₂ cho điều trị nhiễm trùng máu, Hydro đã được phát triển trên mô hình động vật nhiễm trùng máu [ 42 ] [ 130 ] [ 205 ] - [ 207 ]. Sử dụng mô hình chuột được bắt đầu bằng cách thắt manh tràng và bắt đầu hít 2% khí H₂ vào 1 giờ hoặc 6 giờ sau khi chích thủng đã được cải thiện đáng kể tỷ lệ sống sót của chuột nhiễm trùng [ 42 ]. Kết hợp điều trị H₂ với hyperoxia đã cải thiện tỷ lệ sống sót hơn nữa và giảm các dấu hiệu nhiễm trùng máu, chẳng hạn như các cytokine tiền viêm và giảm tổn thương mô học đến các cơ quan [ 206]. Trong một loạt các thí nghiệm phức tạp hơn, hít khí Hydro đã được tìm thấy đã làm giảm tình trạng viêm thần kinh, stress oxy hóa và sự chết tế bào thần kinh do nhiễm trùng máu.

Thay đổi mô bệnh học ở đồi hải mã não đã giảm, cùng với việc giảm hàm lượng nước trong não, các cytokine gây viêm và tăng các hoạt động chống oxy hóa não [ 130 ].

Tác dụng bảo vệ của khí hydro đối với nhiễm trùng máu ở chuột được đề xuất, một phần là do sự kích hoạt của heme oxyase-1 (HO-1) và yếu tố hạt nhân điều hòa ngược dòng erythroid 2 p45 2 (Nrf2) [ 207 ]. Để chứng minh điều này, những con chuột đã bị nhiễm trùng máu do thắt và chích thủng manh tràng và được sử dụng khí H₂ như trên, và thêm vào đó, 1 giờ trước đó, một số chuột đã nhận được chất ức chế kẽm protoporphyrin HO-1. Huyết thanh và các cơ quan được đồng nhất hóa và nồng độ protein và mRNA của Nrf2, HO-1 và HMGB1 được đo vào lúc 6, 12 và 24 giờ. Khí hydro làm giảm mức độ cytokine viêm HMGB1 và tăng nồng độ HO-1 và Nrf2 ở chuột bị nhiễm trùng. Chất ức chế protoporphyrin đã loại bỏ tác dụng bảo vệ của H₂trên tổn thương phổi nhiễm trùng, chỉ ra rằng Hydro bảo vệ được một phần trung gian thông qua kích hoạt HO-1 [ 207 ].

Trong một mô hình chuột bị nhiễm trùng máu được gây ra bởi thắt và chích thủng, và nước muối hydro được đưa vào trong màng bụng [ 208 ]. Các nhà nghiên cứu đã đo mức độ sống sót, chức năng nhận thức, ROS, malondialdehyd và caspase 3, và các hoạt động superoxide disutase được đo ở vùng hải mã để xác định stress oxy hóa và sự chết tế bào. Tổn thương nội tạng được đánh giá bởi mô học. Thắt và chích thủng dẫn đến tỷ lệ sống sót thấp, thay đổi mô học não và rối loạn chức năng nhận thức. Tuy nhiên, việc sử dụng các dung dịch muối giàu H₂ đã đảo ngược những thay đổi này theo cách phụ thuộc vào liều dùng [ 208]. Nước muối giàu hydro cũng làm giảm tổn thương phổi như được chỉ định bằng cách tăng cường trao đổi khí, giảm giữ nước trong phổi, giảm hàm lượng nitrotyrosine, duy trì hoạt động superoxide disutase và giảm thay đổi mô học trong mô phổi chuột do nhiễm trùng máu [ 209 ]. Nước muối giàu H₂ cũng ức chế đáng kể kích hoạt p38 và NF-κB và ức chế sản sinh một số cytokine gây viêm. Các tác giả kết luận rằng tác dụng của Hydro có thể là do các đặc tính chống oxy hóa và chống viêm của Hydro [ 205 ] [ 210 ].

Theo đánh giá này, các nghiên cứu lâm sàng về tác dụng của Hydro đối với nhiễm trùng máu vẫn chưa được báo cáo [ 205 ]. Tuy nhiên, các tính chất của Hydro, bao gồm sự xâm nhập nhanh chóng của các mô và tế bào và khả năng điều chỉnh các hiệu ứng oxy hóa mà không can thiệp vào hệ thống trao đổi chất và tín hiệu làm cho hydro trở thành phương pháp điều trị hữu ích trong nhiễm trùng máu [ 205 ].

Về mặt sử dụng Hydro trong điều trị nhiễm trùng, có một báo cáo lâm sàng về tác động của nước Hydro đối với tải lượng virus, stress oxy hóa và chức năng gan ở bệnh nhân nhiễm viêm gan B mãn tính [ 210 ]. 60 bệnh nhân được chọn ngẫu nhiên chia làm hai nhóm điều trị có hoặc không có nước H₂. Nhóm nước tiêu thụ H₂từ 1,2 - 1,8 lítmỗi ngày trong 6 tuần liên tiếp, và stress oxy hóa huyết thanh, chức năng gan và nồng độ DNA của virus viêm gan B được xác định trước và sau khi điều trị viêm gan định kỳ. Mặc dù không có sự khác biệt về nồng độ alanine aminotransferase và tải lượng virus ở cả hai nhóm, nhưng sự khác biệt đáng kể đã được tìm thấy trong các hoạt động của superoxide effutase, glutathione S transferase và xanthine oxyase và mức độ malondialdehyd cho thấy stress oxy hóa quá mức trong nhóm đối chứng không nhận được nước Hydro (p <0,01) [ 210 ]. Đáng chú ý là sự gia tăng của superoxide effutase và glutathione S transferase trong nhóm kiểm soát nước H₂, chỉ ra tính chất chống oxy hóa của nước hydro (p <0,01). Khi bệnh nhân được điều trị nhiễm viêm gan B, chức năng gan, được theo dõi bởi nồng độ alanine aminotransferase và tổng hợp axit mật, vẫn không đổi trong nhóm nước H₂ , nhưng tăng ở nhóm kiểm soát H ₂ (p <0,01 và p < 0,05), cho thấy hydro bảo vệ gan khỏi thiệt hại điều trị [ 210 ]. Kể từ khi các hoạt động của superoxide effutase và glutathione S transferase trong nhóm nước H₂ vẫn cao hơn trong kiểm soát sau khi điều trị, điều trị bằng hydro cho thấy đã tăng cường tình trạng chống oxy hóa của bệnh nhân viêm gan. Trong khi các nghiên cứu trước đây của bệnh nhân viêm gan cho thấy rằng stress oxy hóa tăng và làm giảm khả năng chống oxy hóa [ 211 ]. Do đó, nước giàu Hydro có thể cải thiện được tình trạng stress oxy hóa ở những bệnh nhân nhiễm trùng mạn tính và giảm một số tác dụng phụ của điều trị viêm Gan.

12. Tác dụng của Hydro đối với bức xạ và điều trị ung thư

Hydrogen thể hiện tác dụng có lợi trên các mô trong ghép tạng và trong điều trị ung thư và các bệnh ngoài da, trong số các ứng dụng khác [ 111 ] [ 212 ]. Ví dụ, trong quá trình xạ trị ung thư, bức xạ ion hóa gây tổn thương cho các mô bình thường, đặc biệt là phổi, tim và các cơ quan khác [ 91 ] [ 111 ]. Những hiệu ứng phóng xạ này chủ yếu là do sản xuất hydroxit (• OH) và ở mức độ thấp hơn các gốc khác [ 213 ] làm hỏng DNA, protein, lipid và carbohydrate [ 213 ] - [ 215 ]. Vì Hydro có thể vô hiệu hóa các gốc tự do, như • OH và ROS / RNS khác, điều này cho thấy rằng Hydro hữu ích như một tác nhân bảo vệ mới cho các mô được chiếu xạ [212 ] [ 216 ] - [ 218 ].

Thực nghiệm, Hydro đã được sử dụng để bảo vệ chống lại các loại tổn thương phóng xạ khác nhau trong nhiều loại mô động vật [ 212 ]. Một số ví dụ là: da [ 219 ] - [ 221 ], ruột [ 216 ], phổi [ 111 ] [ 212 ], tim [ 91 ] [ 216 ], não [ 212 ] [ 222 ], tủy xương [ 216 ] [ 223 ] [ 224 ], tinh hoàn [ 218 ] [ 247 ] và các mô khác [ 212]. Có tầm quan trọng đặc biệt về mặt lâm sàng là sự bảo vệ phóng xạ của các mô nhạy cảm với bức xạ, chẳng hạn như tủy xương, bởi vì đây là những thứ có khả năng bị tổn thương nhiều nhất bởi phóng xạ [ 212 ].

Các hiệu ứng chống phóng xạ của Hydro cũng được tìm thấy khi các tế bào và mô của con người được nghiên cứu [ 212 ]. Chẳng hạn như, điều trị các tế bào tiểu nang ruột ở con người, có hoặc không có dung dịch muối giàu Hydro Phosphat (Na₂HPO4) trước khi tiếp xúc với bức xạ gamma (lên đến 8 Gy), dẫn đến giảm đáng kể sự chết tế bào do bức xạ gây ra và tăng khả năng sống sót của các tế bào được xử lý bằng dung dịch muối giàu H₂ phosphate [ 224 ]. Ngược lại, nếu các tế bào được xử lý bằng dung dịch muối H₂ phosphate sau khi tiếp xúc với bức xạ, thì không thấy tác dụng bảo vệ của Hydro [ 224 ].

Hydrogen cũng đã được sử dụng trong liệu pháp ung thư. Điều trị trực tiếp ung thư da bằng Hydro được đề xuất đầu tiên bởi Dole et al. [ 225 ]. Người ta đã sử dụng Hydro có áp suất cao hơn áp suất không khí (hyperbaric) để điều trị chuột bạch không lông đối với ung thư biểu mô tế bào vảy ở da. Những con chuột được tiếp xúc với hỗn hợp khí oxy 97,5% hydro -2,5% ở áp suất 8 atm trong thời gian tối đa hai tuần để xem liệu hỗn hợp khí có thể gây ra sự hồi quy của các khối u da hay không. Người ta đã phát hiện ra rằng các khối u da đã thoái lui và đề xuất Hydro có thể hữu ích cho việc điều trị các loại khối u khác bằng cách ngăn chặn sự sản sinh gốc tự do [ 225 ]. Sau đó, Roberts và cộng sự. [ 226 ] đã nghiên cứu các phản ứng của 5 khối u chuột có thể thiết lập cấy ghép được và một bệnh bạch cầu chuột với hydro hyperbaric và thấy rằng khí H₂ có thể ngăn chặn sự phát triển của các tế bào khối u. Các hoạt động của phân tử Hydro được thiết lập là chống oxy hóa (và do đó chống stress oxy hóa), chống viêm và chống sự chết tế bào trong các hệ động vật [ 1 ] [ 2 ] [ 40 ] [ 56 ] [ 82 ] [ 91 ] [ 111 ] [ 212 ] - [ 216 ].

Trong các nghiên cứu lâm sàng về điều trị bức xạ của khối u gan Kang et al. [ 227 ] đã nghiên cứu ảnh hưởng của nước giàu hydro đến các thông số chất lượng cuộc sống (QOL). Tác dụng phụ do bức xạ cấp tính thường bao gồm mệt mỏi, buồn nôn, tiêu chảy, khô miệng, rụng tóc, lở loét da, chán ăn, thay đổi vị giác và trầm cảm [ 228 ]. Để kiểm tra xem liệu nước giàu H₂có làm giảm tác dụng phụ của xạ trị và cải thiện điểm QOL hay không, các nhà điều tra đã ghi nhận 49 bệnh nhân (33 nam và 16 nữ) bị ung thư tế bào gan trong một nghiên cứu lâm sàng. Những người tham gia được chọn ngẫu nhiên vào nhóm nước H₂và nhóm giả dược, và mỗi bệnh nhân nhận 5040 - 6500 cGy xạ trị trong khoảng thời gian 7 - 8 tuần. Trong quá trình trị liệu, mỗi bệnh nhân tiêu thụ 1,5 - 2,0 lít nước H₂hoặc kiểm nước soát giả dược mỗi ngày. Vào cuối giai đoạn điều trị, tất cả các bệnh nhân được đánh giá đáp ứng lâm sàng của ung thư biểu mô đối với xạ trị và xác định QOL đã được thực hiện. Mặc dù các phản ứng với xạ trị không thay đổi khi sử dụng nước H₂, nhưng điểm QOL tổng thể được cải thiện đáng kể trong nhóm H₂. Chẳng hạn, đã giảm đáng kể tình trạng mất cảm giác ngon miệng và rối loạn vị giác, nhưng không có sự khác biệt về các thông số giấc ngủ, tiêu chảy và nôn mửa [ 228]. Trong quá trình xạ trị thử nghiệm đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể lượng hydroperoxide trong huyết thanh ở nhóm đối chứng mà điều này không nhìn thấy được ở nhóm nước H₂ , cho thấy stress oxy hóa giảm ở những bệnh nhân được uống nước H₂. Không có sự khác biệt được tìm thấy trong các xét nghiệm chức năng gan hoặc xét nghiệm máu, nói ngắn gọn là nước H₂ là phương tiện cải thiện QOL an toàn và hiệu quả ở những bệnh nhân được xạ trị [ 228 ].

Để ngăn ngừa hoặc làm chậm lại tổn thương da ở con người sau khi tiếp xúc với nước giàu hydro đã được áp dụng trực tiếp lên lớp hạ bì [ 229 ]. Ứng dụng nước H₂ đã ngăn chặn ROS / RNS do UV gây ra và gây ra các mRNA liên quan đến thiệt hại MMP-1 và COX-2, cũng như các mRNA cytokine tiền viêm cho mô interleukin-6 và interleukin-1β. Việc áp dụng nước H₂ cũng làm tăng sự biểu hiện của gen collagen [ 231 ]. Khi các đối tượng người cao tuổi được nghiên cứu, mức độ biểu hiện của MMP-1, interleukin-6 và interleukin-1β của họ cao hơn nhưng có thể giảm đáng kể (p <0,01) khi áp dụng nước giàu Hydro. Ứng dụng cục bộ của nước H₂ cũng làm tăng biểu hiện của Procollagen mRNA [ 229 ]. Các nghiên cứu này chỉ ra rằng nước H₂ có tác dụng phóng xạ trên da và nước H₂ cũng có thể làm giảm biểu hiện tăng của các cytokine gây viêm da.

Một ứng dụng tiềm năng thú vị của Hydro là khả năng bảo vệ chống lại bệnh cấy ghép so với vật chủ (GvHD) [ 230 ]. Cấy ghép tế bào gốc tạo máu đã được sử dụng thành công để điều trị một số bệnh bạch cầu và các bệnh về huyết học ác tính và không ác tính khác [ 231 ]. Tuy nhiên, GvHD là một biến chứng nghiêm trọng có thể hạn chế ứng dụng của nó. Qian và Shen [ 230 ] đã đề xuất rằng liệu pháp hydro được sử dụng để làm giảm ROS / RNS quan trọng trong việc phát triển GvHD và giảm mức độ của các cytokine gây viêm có vai trò trong sự phát triển của GvHD.

13. Hydrogen ở da và lão hóa

Một trong những dấu hiệu lão hóa dễ thấy nhất là sự thay đổi bề ngoài của da. Một vài dấu hiệu phân biệt làn da lão hóa bao gồm tăng độ mỏng và giảm sản xuất collagen, dẫn đến mất độ đàn hồi và nếp nhăn. Những dấu hiệu tiêu cực này được gây ra chủ yếu do tiếp xúc với ROS / RNS làm hỏng protein, màng tế bào và DNA [ 224 ] [ 232 ].

Nồng độ ROS trong da thuộc loại cao nhất so với bất kỳ cơ quan nào khác do tiếp xúc với các yếu tố môi trường bên ngoài, chẳng hạn như tia cực tím, bức xạ ion hóa và các chất ô nhiễm. Can thiệp thẩm mỹ để cải thiện sự xuất hiện của da ― bao gồm các phương pháp tiếp cận dược phẩm, phẫu thuật và tại chỗ được coi là giải pháp tạm thời, trừ khi chúng cung cấp chất chống oxy hóa cho mô da và ngăn ngừa tổn thương ROS / RNS. Chất chống oxy hóa hiệu quả trong việc giảm ROS / RNS đã được đề xuất để báo hiệu trong việc cải thiện cấu trúc và diện mạo của da [ 224 ] [ 233 ].

Chất chống oxy hóa đã được phân phối đến da qua các loại kem dưỡng da, kem và dầu, hoặc bằng cách tắm [ 232 ] [ 234 ]. Ví dụ, Phân tử hydro được coi là một chất chống oxy hóa mới để chống lại tổn thương oxy hóa trên da và thúc đẩy vẻ ngoài trẻ trung, và nó đã được sử dụng trong nước để tắm. Bằng cách tắm hàng ngày trong 3 tháng bằng nước H₂ (H₂nồng độ từ0,2 - 0,4 ppm ), các đối tượng nghiên cứu ngườiNhật Bản đã cho thấy sự cải thiện đáng kể về nếp nhăn cổ vào cuối buổi tắm trong 90 ngày [ 235 ]. Ấn phẩm này cũng nghiên cứu khả năng của nước giàu H₂ để kích thích sản xuất collagen loại 1 trong các nguyên bào sợi da và các tế bào sừng (keratinocytes) sau khi tiếp xúc với UVA. Họ phát hiện ra rằng sự tổng hợp collagen loại 1 đã tăng gấp 2 lần sau 3 - 5 ngày trong các mẫu nước giàu H₂ so với đối chứng [ 235 ].

Một cách tiếp cận khác là uống nước H₂. Sử dụng chuột 4 tháng tuổi khỏe mạnh được cho uống nước giàu H₂ hoặc kiểm soát nước, tác dụng của nước H₂ đã được nghiên cứu trong các mô Nha chu lão hóa [ 236 ]. Các động vật được cho uống nước H₂ và nước đối chứng đã được nghien cứu sau 16 tháng. Tại thời điểm này, các động vật đã được nghiên cứu biểu hiện của các gen liên quan đến viêm. Mặc dù biểu hiện của interleukin-1β không khác nhau giữa hai nhóm động vật, nhóm cho uống nước H₂được tìm thấy đã kích hoạt protein 3 thụ thể giống như Nod trong mô nha chu. Ngoài ra, thiệt hại oxy hóa được xác định trong mô nha chu bằng cách đo nồng độ 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) như là một dấu hiệu cho tổn thương DNA. Theo thời gian, nồng độ 8-OHdG tăng trong nhóm đối chứng (p <0,05), nhưng trong nhóm được cho uống bằng nước H₂ , nồng độ 8-OHdG thấp hơn đáng kể so với động vật đối chứng (p <0,05). Ngoài ra, nồng độ 8-OHdG trong huyết thanh đã được nghiên cứu. Trong nhóm đối chứng, nồng độ 8-OHdG trong huyết thanh tăng theo cách phụ thuộc vào độ tuổi, trong khi ở nhóm được nuôi bằng nước H₂ , nồng độ 8-OHdG trong huyết thanh không thay đổi trong quá trình lão hóa [ 236 ].

Khi các mô nha chu được nghiên cúu mô học động vật ở nước H₂ và nước kiểm soát, khoảng cách tuyến tính giữa đường tiếp giáp men cement và đỉnh xương ổ răng thấp hơn đáng kể ở nhóm được nuôi bằng nước H₂ so với nhóm nước kiểm soát (p <0,05). Các tác giả này cũng đã nghiên cứu mức độ tiêu xương ổ răng cho vùng kề cận giữa răng hàm đầu tiên, nhưng không tìm thấy sự khác biệt đáng kể. Ngoài ra, số lượng các nguyên bào xương dương tính TRAP thấp hơn ở nhóm thử nghiệm nước H₂ so với nhóm đối chứng (p <0,05), nhưng không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ tế bào dương tính với interleukin-1β trên tổng số tế bào giữa hai nhóm [ 236]. Điều thú vị là, nghiên cứu biểu hiện gen ở nước H₂ và động vật đối chứng cho thấy rằng biểu hiện của caspase-1, ASC và interleukin-1β trong các mô nha chu cao hơn ở nhóm nước H₂ (p <0,05), trong khi đó biểu hiện của NF-κB thấp hơn đáng kể ở nhóm nước H₂ (p <0,05). Do đó, mặc dù uống nước H₂ làm giảm tổn thương oxy hóa đối với DNA, nhưng nó không ngăn chặn các phản ứng viêm trong mô nha chu lão hóa [ 236 ].

Tác dụng bảo vệ của Hydro cũng đã được kiểm tra ở động vật bị bỏng da [ 237 ]. Chuột được phân chia thành sham, vết bỏng cộng với nước muối và các nhóm vết bỏng cộng với nước muối giàu H ₂ và được phân tích tại nhiều thời điểm khác nhau (6, 24 và 48 giờ) sau khi phỏng do tiếp xúc với lược kim loại nóng trong 20 giây. Các chỉ số về stress oxy hóa, sự chết tế bào và sự tự thực bào được đo trong mỗi nhóm và khu vực ứ đọng được đánh giá bằng phương pháp nhuộm miễn dịch huỳnh quang, ELISA và phân tích blot Western. Nước muối giàu H₂, nhưng không kiểm soát muối, làm giảm sự gia tăng của sự chết tế bào và sự tự thực bào trong vết thương bỏng, khi được đo lường bằng biểu hiện của nhuộm TUNEL và biểu hiện của Bax, Bcl-2, caspase-3, Beclin-1, và Protein Atg-5. Ngoài ra, Điều trị bằng nước muối H₂ làm hạ mức độ myeloperoxidase và biểu hiện của các dấu hiệu viêm nhiễm yếu tố hoại tử khối u, interleukin-1β và - 6 tại vùng ứ máu còn làm tăng interleukin-10. Mức độ tăng phosphoryl Akt và NF-pB p65 biểu hiện sau vết bỏng cũng được điều chỉnh giảm xuống bằng phương pháp điều trị bằng nước muối H₂ [ 237 ]. Kết quả chỉ ra rằng điều trị bằng nước muối giàu H₂ làm giảm viêm liên quan đến bỏng da.

Khi da bị bỏng, thường có những thay đổi trong lớp mô biểu bì và mô hạ bì. Các phần da từ động vật được điều trị bằng nước muối H₂ đã được nghiên cứu. Các khoảng trống ở giữa hai vết thương bỏng ở động vật kiểm soát thu hẹp từ từ độ mặn và có xu hướng hợp nhất sau khi bị bỏng, trong khi đó các khoảng trống ở giữa vẫn tương đối ổn định tại các thời điểm khác nhau trên da được điều trị bằng nước muối H₂. Đặc điểm nhất định, chẳng hạn như mỏng lớp biểu bì, sự dãn dài nhân biểu mô và sưng lớp hạ bì với sự thay đổi collagen, có thể quan sát thấy ở những động vật được điều trị bằng nước muối bình thường, trong khi ở những động vật được điều trị bằng nước muối H_{2 ,} những thay đổi này được giảm nhẹ theo thời gian [ 237 ].

Peroxid hóa lipid cũng đã được nghiên cứu ở động vật sau khi đốt cháy da của chúng [ 237 ]. Dịch treo mô đồng thể mô da từ vết thương do bỏng phản ứng với các loại phản ứng axit thiobarbituric (TBARS), một phương pháp đã được sử dụng để xác định mức độ malondialdehyd (MDA). Các hoạt động của superoxide effutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) và catalase (CAT) cũng được đánh giá để xác định tình trạng stress oxy hóa trong các mô da của vết thương bỏng. Sự gia tăng do MDA gây ra đã giảm ở những động vật được điều trị bằng nước muối H₂, trong khi hoạt động của các enzyme chống oxy hóa nội sinh đã tăng lên đáng kể. Kết quả chỉ ra rằng Điều trị bằng nước muối giàu H₂làm giảm thiệt hại oxy hóa trong mô da bị bỏng của chuột bằng cách ức chế stress oxy hóa và tăng hoạt động của các enzyme chống oxy hóa nội sinh [ 237 ].

Loét do áp lực là một vấn đề thường xuyên trong nhập viện dài hạn của bệnh nhân lớn tuổi. Li et al. [ 238 ] đã nghiên cứu tác động của nước H₂ ở 22 bệnh nhân cao tuổi tại Nhật Bản (trung bình = 86,7 ± 8.2 tuổi) với loét do áp lực. Mục đích của nghiên cứu này là để làm rõ hiệu quả lâm sàng của nước H₂ được cung cấp cho uống bằng cách đặt ống. Tất cả bệnh nhân điều trị được chăm sóc định kỳ đối với loét do áp lực kết hợp với nước H₂ (600 mL mỗi ngày) để bổ sung một phần độ ẩm. Chăm sóc định kỳ bao gồm: thuốc mỡ, băng gạc, băng quấn và sử dụng lớp lót sau khi rửa bằng nước khử trùng có tính axit. Phương thức giảm áp và hỗ trợ dinh dưỡng cũng được sử dụng. 22 bệnh nhân được chia thành hai nhóm: nhóm chăm sóc hiệu quả (EG, n = 12) và nhóm ít hiệu quả hơn (LG, n = 10) theo kết quả đánh giá điểm cuối và tiêu chí chữa bệnh. Số ngày nhập viện loét do áp lực ở bệnh nhân nhóm EG ngắn hơn nhiều so với nhóm LG (113,3 ngày so với 155,4 ngày, p <0,05) vậy tỷ lệ giảm ít hơn là khoảng 28,1%. Trong cả hai nhóm EG và LG, việc giảm kích thước vết thương (lần lượt là 91,4% và 48,6%) có ý nghĩa thống kê với lượng nước H₂(p <0,05). Kết quả đã chứng minh rằng uống nước H₂ bằng cách đặt ống làm giảm kích thước vết thương ở bệnh nhân cao tuổi nhập viện bị loét do áp lực [ 238 ].

14. Hydrogen trong các mô sinh sản, mang thai, phát triển của trẻ mới sinh và trẻ nhỏ

Để sinh sản thành công các giao tử cần thiết phải khỏe mạnh (các tế bào đơn bội). Quá trình hình thành giao tử diễn ra ở các tuyến sinh dục nam và nữ sau khi phân chia tế bào thuộc về quá trình phân bào giảm nhiễm trong tinh hoàn và buồng trứng. Stress oxy hóa trong quá trình hình thành giao tử là một nguy cơ tiềm ẩn và có thể dẫn đến các vấn đề về khả năng sinh sản [ 239 ] - [ 243 ]. Luôn ghi nhớ điều này, Hydro đã được sử dụng trong thử nghiệm để xử lý nhằm giảm stress oxy hóa ở cả hai giới tính.

Các thử nghiệm được thực hiện trên mô hình động vật đã chỉ ra rằng nước muối giàu H₂ có thể bảo vệ chuột và tinh hoàn chuột chống lại stress oxy hóa xảy ra trong tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu hoặc stress oxy hóa gây ra bởi nicotine [ 244 ]. Chấn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu ở tinh hoàn cũng có thể được tạo ra bởi các chuyển động xoắn – tháo xoán, làm cho việc tưới máu tinh hoàn bị giảm. Sử dụng nước muối giàu H₂ (5 ml / Kg) bằng cách tiêm trong màng bụng ngay sau khi bị thương làm giảm nồng độ tinh hoàn của một số dấu hiệu oxy hóa, như superoxide effutase và MDA, so với những động vật không được điều trị [ 244 ].

Hút thuốc lá và tiếp xúc với nicotine, một vấn đề phổ biến trên toàn thế giới, cũng làm gia tăng stress oxy hóa. Bởi các cơ chế vẫn chưa rõ ràng, người ta đã chứng minh rằng tiếp xúc với nicotine trong thời gian dài liên quan đến hút thuốc lá làm gia tăng stress oxy hóa ở tinh hoàn [ 245 ]. Những con chuột bị tổn thương oxy hóa do nicotine gây ra trong tinh hoàn được điều trị dài hạn bằng nước muối giàu H₂ (6 ml / Kg) cho thấy giảm thiệt hại trong tuyến sinh dục của chúng [ 244 ].

Các yếu tố khác cũng có thể gây thiệt hại tinh trùng. Ví dụ, các tế bào tinh trùng trong tuyến sinh dục đặc biệt là dễ bị nhiễm phóng xạ. Một trong những cơ chế liên quan đến tổn thương phóng xạ đối với tinh hoàn là việc sản xuất các gốc hydroxyl [ 246 ]. Sử dụng nước muối H ₂ tiền xử lý ở chuột tiếp xúc với bức xạ ion hóa sẽ làm giảm tổn thương phóng xạ, chẳng hạn như giảm peroxid hóa lipid, oxy hóa protein và tổn thương DNA, trong mô tinh hoàn. Số lượng và chất lượng tinh trùng sau khi xử lý bằng Hydro cũng được cải thiện, và điều này có liên quan đến việc giảm thiệt hại oxy hóa [ 247 ]. Chẳng hạn, việc sản sinh • OH trong tinh trùng, được theo dõi bằng các phương pháp bẫy Spin, đã giảm đến 80% bằng cách hoãn lại chúng trong môi trường chứa 0,8 mM H₂. Ngoài ra, các biến đổi hình thái apoptotic cũng như các thay đổi hóa học đặc trưng của apoptosis (được đo bằng nhãn DUTP qua trung gian deoxy-nucleotidyl-transferase) đã giảm tới 40% sau khi điều trị bằng H₂ . Ngoài ra, tinh trùng sản xuất hàng ngày và chất lượng của chúng có thể được đánh giá bằng cách nhuộm với axit ethyl phosphorothioic WR-2721 [S-2- (3-ami-nopropylamino)] và tinh trùng có chất lượng cao tăng lên đến 30% sau khi tiếp xúc chúng với bức xạ ion hóa và được xử lý bằng Hydro so với bức xạ đơn thuần [ 247 ].

Một yếu tố thiết yếu trong khả năng sinh sản của nam giới là khả năng di chuyển của tinh trùng. Khả năng di chuyển của tinh trùng, có thể được đánh giá bằng phân tích tinh dịch đồ với sự hỗ trợ của vi tính, được sử dụng để dự đoán khả năng sinh sản của nam giới [ 248 ] [ 249 ]. Stress oxy hóa làm giảm cả khả năng di chuyển và khả năng sinh sản của tinh trùng [ 250 ] [ 251]. Tuy nhiên, sau khi tiếp xúc với Hydro, khả năng di chuyển về phía trước của tinh trùng người được tìm thấy tăng từ 17,5% đến 40% sau khi điều trị bằng hydro trong 30 phút. Sự gia tăng tính di động của tinh trùng được xử lý hydro cũng được bảo quản trong tinh trùng được xử lý và đông lạnh, so với đối chứng được xử lý bằng nitơ. Đồng ý với kết luận này, tiếp xúc với hydro cũng phục hồi và cải thiện tiềm năng ty thể, được đánh giá bằng thuốc nhuộm oxi hóa khử huỳnh quang, chỉ ra rằng hydro có thể là một liệu pháp mới đầy hứa hẹn cho vô sinh ở nam giới [ 252 ].

Trong quá trình phát triển phôi thai và mang thai, stress oxy hóa có thể dẫn đến sự thay đổi mô khác nhau và các bệnh ở trẻ sơ sinh [ 253 ] [ 254 ]. Việc sử dụng hydro như một phương pháp điều trị khả thi cho các bệnh trong thai kỳ đã được xét nghiệm in vitro với các dòng tế bào trophoblast (JAR, JEG-3) [ 255]. Điều này rất quan trọng, vì các phương pháp điều trị bằng vitamin chống oxy hóa (C và E) đã được chứng minh là có hại cho chức năng nhau thai, vitamin chống oxy hóa C và E làm giảm khả năng sống của tế bào, giảm bài tiết hormone và tăng sản sinh yếu tố hoại tử khối u. Trái ngược với vitamin, Hydro không gây ra bất kỳ tác động bất lợi nào. Hơn nữa, phân tử Hydro còn thúc đẩy sự tiết ra của gonadotrophin màng đệm ở người (hCG) bởi các tế bào này, cho thấy rằng Hydro là một chất chống oxy hóa phù hợp để kiểm soát các bệnh, như tiền sản giật khi mang thai [ 255 ]. Việc sử dụng Hydro ở chuột mang thai đã được báo cáo là có lợi cho tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu và tổn thương vùng đồi thị ở chuột mang thai [ 256]. Ở những động vật này, tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu được thực hiện bằng cách làm tắc nghẽn tạm thời các động mạch tử cung hai bên. Hai ngày trước khi phẫu thuật để đánh giá tổn thương thai nhi và tình trạng nhau thai ở chuột uống nước uống giàu H₂. Khi cung cấp tăng cường nước H₂ cho chuột, nhau thai của chúng cho thấy ít có sự về tổn thương oxy hóa và trong các mô của thai nhi ít bị tổn thương tế bào thần kinh hơn ở vùng đồi thị CA1 và CA3. Các dấu hiệu stress oxy hóa cũng được cải thiện khi tăng cường nước H₂ cho chuột. Những nghiên cứu này cho thấy rằng việc hấp thụ Hydro của các bà mẹ mang thai có thể ngăn ngừa tổn thương vùng đồi thị do tổn thương gây ra bởi thiếu máu cục bộ / tái tưới máu ở trẻ sơ sinh [ 256 ].

Trẻ sơ sinh có nguy cơ cao bị stress oxy hóa quá mức trong khi sinh và trong những tháng đầu đời và hậu sản do tỷ lệ thiếu oxy hoặc thiếu máu cục bộ tăng [ 257 ]. Với nguyên lý căn bản này, một số thí nghiệm trên mô hình động vật đã được thực hiện ở trẻ sơ sinh. Chuỗi thí nghiệm đầu tiên được thực hiện vào năm 2009 cho thấy khí Hydro không hiệu quả khi bị thiếu oxy ở mức độ nặng và thiếu máu cục bộ ở chuột sơ sinh [ 258 ]. Nếu có ngạt thở khi sinh, rối loạn chức năng thần kinh được nhìn thấy sau đó trong một trường hợp được gọi là bị rối loạn chức năng thần kinh [ 259]. Lợn sơ sinh được điều trị bằng Hydro cho thấy mạch máu não của tiểu động mạch ít bị phản ứng hơn so với những người không được điều trị bằng hydro sau khi bị ngạt. Do đó, hydro có tác dụng bảo vệ thần kinh trong những rủi ro khi sinh [ 259 ].

Xuất huyết vùng mẫm (GMH) là một bệnh thần kinh liên quan đến sinh non nhẹ cân dẫn đến tràn dịch não, bại não và chậm phát triển trí tuệ [ 260 ] [ 261 ]. Sự xuất hiện của bệnh có liên quan đến stress oxy hóa [ 262 ]. Hít khí Hydro sớm sau khi GMH sơ sinh làm giảm tỷ lệ mắc bệnh bại não và chậm phát triển trí tuệ ở chuột được điều trị [ 263 ]. Điều này đã được đánh giá ở giai đoạn vị thành niên. Teo não, lách to và cơ tim phì đại cũng được bình thường hóa một tháng sau chấn thương. Những kết quả này cho thấy rằng hít khí Hydro ở trẻ sơ sinh thiếu cân nhẹ có thể là một phương pháp quan trọng để giảm GMH và hậu quả của nó [ 263 ].

Cuối cùng, viêm ruột hoại tử (NEC, viêm và chết mô ruột) cũng có thể được quan sát sau khi sinh non, dẫn đến tăng tỷ lệ tử vong [ 264 ]. Trong các mô hình chuột của bệnh này, người ta đã chứng minh rằng việc sử dụng nước muối giàu hydro cho trẻ sơ sinh là một cách hiệu quả để bảo vệ trẻ sơ sinh non tháng khỏi NEC, thường diễn ra hai tuần sau khi sinh non [ 265 ]. NEC có thể được gây ra ở chuột sơ sinh bằng cách làm ngạt cộng với hạ thân nhiệt. Trong thí nghiệm trên động vật này, chuột sơ sinh được tiêm Hydro qua màng bụng bằng nước muối giàu H₂ (10 ml / Kg) hoặc nước muối bình thường trước khi gây ngạt hai lần mỗi ngày trong thời gian 10 phút. Theo dõi chuột sơ sinh tiếp tục đến 96 giờ sau khi sinh và sau đó một số chỉ số tổn thương của NEC, như trọng lượng cơ thể, điểm số mô học NEC, thời gian sống, khả năng chống độc của malondialdehyd, chất trung gian gây viêm và tính toàn vẹn của màng nhầy đã được đánh giá. Tính trung bình, tiền xử lý tăng cường nước muối giàu H₂ làm giảm trung bình 40% điểm sát thương. Với tiền xử lý Hydro, tỷ lệ sống sót đã được tăng thêm 172% (từ 25% lên 68%) [ 265 ].

15. Hydrogen trong các bệnh viêm

Viêm là một phản ứng tế bào và thể dịch bẩm sinh xảy ra trong một sinh vật đa bào sau một chấn thương trong nỗ lực khôi phục sinh vật về trạng thái trước khi bị thương bằng cách loại bỏ một hoặc nhiều tác nhân gây tổn thương, sửa chữa mô bị thương hoặc cả hai [ 266]. Nhiều hơn cả thời gian của phản ứng, đó là bản chất của các tế bào viêm có liên quan ngay đến phản ứng viêm và sự phân giải của nó sau khi gây tổn thương cho mô phân loại viêm như cấp tính hoặc mãn tính. Một dấu hiệu ban đầu của phản ứng viêm cấp tính là sự bám dính của bạch cầu trung tính với nội mô mạch máu hoặc mạch máu, hiện tượng này được gọi là “sự bám vào rìa”. Viêm cấp tính gần như được giải quyết hoàn toàn bằng phản ứng mô với tác nhân gây thương tích. Ngược lại, viêm mạn tính được đặc trưng bởi sự tồn tại hoặc thiếu độ phân giải khi phản ứng không thể khắc phục ảnh hưởng của tác nhân gây thương tích [ 266]. Cả hai quá trình viêm là các cơ chế quan trọng bảo vệ chống lại chấn thương, và chúng có liên quan đến sự gia tăng nồng độ ROS và RNS được tạo ra bởi các đợt hô hấp của các tế bào miễn dịch liên quan đến phản ứng viêm. Sự gia tăng của các loài ROS / RNS có hai hậu quả: 1) biến đổi oxy hóa / nitro hóa của các phân tử sinh học và 2) kích hoạt thuận nghịch của các tầng tín hiệu ROS / RNS điều chỉnh mạnh mẽ phản ứng viêm [ 267 ] [ 268 ]. Viêm cũng có thể được phân loại liên quan đến bản chất của các tác nhân gây thương tích. Chẳng hạn, nó có thể là kết quả của một sự kiện sinh học hoặc phi sinh học, chẳng hạn như viêm nhiễm trùng hoặc viêm vô trùng (chấn thương, hóa chất, thiếu máu cục bộ / tái tưới máu) [ 267 ].

Hydrogen đã được sử dụng để điều trị cả viêm sinh học và phi sinh học. Chẳng hạn, các nghiên cứu với điều trị zymosan hoặc sử dụng nhiễm trùng máu làm mô hình đã được sử dụng phương pháp điều trị bằng hydro. Zymosan là một polysacarit glucan thường được tìm thấy trong nấm, và nó đã được sử dụng để thúc đẩy mở rộng viêm trong mô hình động vật. Việc hít 2% khí H₂ ở chuột từ 1 - 6 giờ sau tiêm zymosan đã cải thiện tỷ lệ sống sót vào ngày thứ 14 sau khi tiêm từ 10% đến 70% [ 43 ]. Tổn thương nội tạng, được theo dõi bởi nhiều cytokines, chẳng hạn như aminotransferase, urê và creatinine, cũng như các nghiên cứu mô bệnh học, đã giảm đáng kể trong tất cả các trường hợp sau khi hít khí H₂. Ngoài ra, người ta thấy rằng hít khí H₂đã làm giảm các sản phẩm của oxy hóa và các cytokine tiền viêm, đồng thời nó cũng làm tăng mức độ chống oxy hóa [ 43 ]. Một dạng khác của phản ứng viêm cấp tính, nhiễm trùng máu, đã được thảo luận trong phần khác của nghiên cứu này. Điều thú vị là nước muối giàu H₂ kích thích phục hồi chức năng cơ quan tổng quát trong các mô hình chuột nhiễm trùng máu, dẫn đến tình trạng giảm phản ứng viêm, stress oxy hóa và sự chết tế bào [ 269 ].

Tổng trạng viêm có thể được tìm thấy trong quá trình cấy ghép tế bào gốc tạo máu trong các bệnh về huyết học trải qua bệnh mảnh ghép-chống-chủ-cấp tính(aGvHD). Biến chứng này thường gây tử vong, và nó làm giảm hiệu quả điều trị và làm xấu đi tiên lượng ở những bệnh nhân này. Các tác nhân gây viêm, như cytokine, bao gồm interleukin-6 và ROS (như gốc hydroxyl), đóng vai trò quan trọng trong GvHD. Như đã thảo luận trước đây trong nghiên cứu này, Hydro làm giảm sự biểu hiện của các tác nhân gây viêm và hoạt động như một chất chống oxy hóa mạnh mẽ đến các gốc hydroxyl. Các thí nghiệm được thực hiện với cấy ghép tủy xương ở chuột bị biến chứng GvHD cho thấy rằng việc tiếp xúc với các dung dịch muối giàu hydro sau khi cấy ghép làm tăng tỷ lệ sống sót và cải thiện tất cả các điểm sinh học được sử dụng để theo dõi GvHD [270 ].

Rối loạn tự miễn xảy ra khi hệ thống miễn dịch của một sinh vật bị tấn công và phá hủy các mô khỏe mạnh của cơ thể do nhầm lẫn. Hơn 80 loại rối loạn tự miễn dịch đã được mô tả [ 271 ]. Bệnh nhân có thể có một số rối loạn tự miễn dịch cùng một lúc. Mặc dù nguyên nhân cơ bản của rối loạn tự miễn vẫn chưa được biết, nhưng người ta tin rằng rối loạn này có liên quan đến một số cá thể nào đó cũng như các kháng nguyên duy nhất từ vi khuẩn, vi rút và nấm có thể gây nhầm lẫn cho các phản ứng bình thường của hệ thống miễn dịch và dẫn đến kết quả việc ghi nhận ngẫu nhiên cùng loại. Kết quả của điều này có thể là một cuộc tấn công miễn dịch vào tự kháng nguyên và thúc đẩy các phản ứng viêm, dẫn đến phá hủy các mô cơ thể, thay đổi chức năng cơ quan hoặc sự phát triển bất thường của các mô [ 272 ].

Trong số các tình trạng tự miễn dịch phổ biến, viêm khớp dạng thấp (RA) là một bệnh tự miễn hệ thống đặc trưng bởi rối loạn chức năng khớp. Các khớp bị ảnh hưởng thường có tính chất đối xứng, liên quan đến bàn tay, đầu gối và các khớp khác, với các triệu chứng thường là nghiêm trọng nhất vào buổi sáng. viêm khớp dạng thấp (RA) gây đau, sưng và cứng khớp, và trong thời gian này có thể gây tổn thương khớp nghiêm trọng, mất chức năng và thương tật sau cùng. Bệnh có thể kéo dài từ vài tháng đến cả đời và các triệu chứng có thể cải thiện rồi sau đó xấu đi theo thời gian. Khác với viêm xương khớp, mà chỉ giới hạn ở các khớp, RA là một bệnh liên quan đến toàn bộ hệ thống cơ thể. Theo thời gian, cả hai dạng viêm khớp có thể cùng tồn tại trong cùng một bệnh nhân [ 273]. Như một kiểu mẫu biểu trong cơ thể, RA cũng liên quan đến việc tăng nguy cơ xơ vữa động mạch và bệnh tim mạch [ 274 ].

Viêm mãn tính và tăng sản sinh ROS / RNS với vai trò chính yếu của gốc hydroxyl trong RA đã được đề xuất để giải thích sự phá hủy xương và sụn, hai trong số những vị trí tổn thương phổ biến nhất trong hầu hết các loại RA. Các nhóm lâm sàng tại Nhật Bản đã đi tiên phong trong việc nghiên cứu khả năng sử dụng Hydro trong điều trị bệnh nhân RA. Chẳng hạn, một nghiên cứu thí điểm được thực hiện tại Nhật Bản với 20 bệnh nhân RA cho thấy uống 530 ml nước giàu H₂ hàng ngày (5 ppm) tổng cộng trong 8 tuần dẫn đến việc giảm các biomarker của tổn thương RA, chẳng hạn như 8-hydroxydeoxyguanine (8-OHdG) và DAS28 (protein phản ứng C), 14,3% và 21,1%, tương ứng, sau một tháng (p <0,05). Sau hai tháng tiêu thụ nước giàu Hydro, 8-OHdG trong nước tiểu đã ổn định và DAS28 cho thấy giảm thêm 20,41% (p <0,05). Điều thú vị là, sau khi điều trị bằng Hydro ở 5 bệnh nhân có biểu hiện ban đầu của RA, 4 người trong số họ đã thuyên giảm hoàn toàn căn bệnh này, trở nên không có triệu chứng khi không có thêm bằng chứng về biomarker của bệnh [ 274 ] [ 275 ]. Điều trị bằng Hydro cũng tỏ ra hữu ích trong việc ngăn ngừa xơ vữa động mạch liên quan đến RA [ 274 ].

Các thử nghiệm lâm sàng bổ sung với bệnh nhân RA cũng được chứng minh. Một thử nghiệm mù đôi, kiểm soát giả dược ở 24 bệnh nhân nhận 500 ml / ngày nước muối H₂tiêm truyền tĩnh mạch (1 ppm) trong 5 ngày và trong thời gian 4 tuần cho thấy tác động lên các biomarker đối với RA, chẳng hạn như 8-OHdG, DAS28, yếu tố hoại tử khối u, interleukin-6 và matrix metallicoproteinase 3 . Giảm 30% DAS28 trong nhóm điều trị Hydro so với giả dược sau thời gian điều trị 4 tuần (p <0,05). Các bệnh nhân kiểm soát giả dược cho thấy không có sự thay đổi về mức độ DAS28. Ngoài ra, interleukin-6, matrix metallicoproteinase-3 và 8-OHdG tiết niệu cũng giảm lần lượt 37,3%, 19,2% và 4,7% trong nhóm điều trị Hydro (p <0,05). Ngược lại, nồng độ interleukin-6 và matrix metallicoproteinase-3 tăng trong nhóm giả dược lần lượt là 33,6% và 16,9% (p <0,05). Nồng độ yếu tố hoại tử khối u không thay đổi đáng kể trong nhóm nước muối H₂hoặc giả dược [ 276 ].

Ngoài ra còn có các điều kiện khác liên quan đến RA. Chẳng hạn, các tổn thương da như bệnh vẩy nến thường được quan sát thấy ở bệnh nhân RA. Cho dùng nước muối giàu H₂ (1 ppm) bằng cách tiêm truyền tĩnh mạch, uống nước giàu H₂ (5 ppm), hoặc sử dụng hít 3% khí H₂ trong khoảng thời gian 4 tuần cải thiện tất cả các triệu chứng của bệnh vẩy nến (psoriasis chỉ số mức độ nghiêm trọng của khu vực, PASI, hoặc biomarker DAS28 và interleukin-6) trung bình 20% ở 3 bệnh nhân (p <0,05). Các tổn thương vảy nến gần như biến mất ở tất cả các bệnh nhân được điều trị bằng hydro [ 277 ].

Điều trị hydro cũng đã được thử nghiệm trong các mô hình phân tử và nói chung về viêm ở động vật. Hydro đã được chứng minh rằng can thiệp vào oxit nitric (NO) chuỗi phán ứng hóa sinh được cho là liên quan đến việc tạo ra peroxynitit. Cụ thể, việc sản xuất NO lipopolysacarit / interferon-gây ra trong các tế bào RAW264 ở đại thực bào đã bị giảm khi tiếp xúc với hydro. Kết quả này, thay đổi, có liên quan đến việc giảm đồng phân cảm ứng của nitric oxide synthase (iNOS). Điều trị bằng H₂ ức chế lipopolysacarit / interferon-do phosphoryl hóa của kinase điều hòa tín hiệu apoptosis 1 (ASK1) và các phân tử tín hiệu xuôi dòng của nó, như p38 MAP kinase, JNK và IκBα. Uống nước H₂ cũng cải thiện mức độ viêm khớp tạo kháng thể chống lại collagen loại II ở chuột (một mô hình động vật thay thế viêm khớp dạng thấp RA ở người) [ 278 ].

Tiêm polysacarit carrageenan vào bàn chân chuột có thể gây tình trạng viêm cấp tính với phù nề, sự hiện diện của các đại thực bào được kích hoạt lipopolysacarit, bài tiết yếu tố hoại tử khối u bằng đại thực bào và xâm nhập của bạch cầu trung tính [ 279 ]. Tất cả các thông số này đã được giảm nhẹ trung bình 40% sau 4 giờ tiêm nước muối giàu H₂ (2,5 đến 10 ml / Kg) (p <0,05) [ 279 ]. Chuột uống nước H₂ chuột cũng được cải thiện tình trạng viêm thần kinh do lipopolysacarit ( nội độc tố) gây ra [ 280]. Phân tử Hydro làm giảm các triệu chứng thúc đẩy bằng cách tiêm lipopolysacarit. Nó cũng liên quan đến việc thúc đẩy biểu hiện gen chống viêm, chẳng hạn như điều chỉnh giảm yếu tố hoại tử khối u, điều chỉnh tăng interleukin-10 và điều chỉnh chung biểu hiện cytokine đối với hồ sơ chống viêm. Kết quả cho thấy, ngoài vai trò của nó trong việc giảm stress oxy hóa trong quá trình viêm, Hydro còn có lợi trong việc thúc đẩy những thay đổi trong biểu hiện của các tác nhân điều biến của viêm [ 280 ]. Trong nuôi cấy tế bào, H₂ cũng thúc đẩy sự biểu hiện của gen heme-oxyase-1 (HO-1). Kết quả này chứng minh rằng H₂Góp phần vào tác dụng chống viêm trong các đại thực bào được kích thích bằng lipopolysacarit (RAW 264.7) bằng cách gây ra sự biểu hiện của các phân tử chống viêm [ 281 ].

Trong quá trình viêm, lớp nội mạc của các mạch máu phải chịu những thay đổi mạnh mẽ, chẳng hạn như sự kết dính bạch cầu và tính thấm của nội mạc mạch máu. Trong các tế bào nội mô tĩnh mạch được điều trị bằng lipopolysacarit, người ta đã thấy rằng môi trường giàu H₂ đẩy mạnh giảm protein bám dính tế bào mạch máu (VCAM-1), phân tử bám dính giữa các tế bào-1 (ICAM-1) và mức độ E-selectin, cũng như kháng xuyên qua nội mô. Điều này chỉ ra rằng Hydro có thể làm giảm tính thấm của các tế bào nội mô được tìm thấy trong quá trình viêm do lipopolysacarit gây ra. Ngoài ra, sự biểu hiện của VE-cadherin, làm giảm tính thấm của nội mạc, cũng được tăng lên [ 282 ]. Phù hợp với những kết quả này, gần đây đã cho thấy H₂có khả năng ức chế sự bám dính của bạch cầu đơn nhân và bạch cầu đa nhân trung tính với endothelia, trong khi mức độ biểu hiện của dấu hiệu tiền viêm liên quan đến chuỗi liên kết Rho kinase (ROCK) bị giảm bởi môi trường giàu Hydro [ 283 ].

Vai trò của hydro trong việc giảm viêm ở các cơ quan cụ thể cũng đã được nghiên cứu chi tiết trong một số mô hình động vật. Ở cấp độ đường tiêu hóa, người ta đã báo cáo rằng nước muối giàu hydro có tác dụng bảo vệ, chẳng hạn, trong viêm loét đại tràng ở chuột gây ra bởi axit axetic [ 284 ]. Sử dụng hydro trong màng bụng ở 10 - 20 ml / Kg dung dịch muối giàu H₂ trong thời gian 2 tuần làm giảm các chỉ số vĩ mô và vi mô khác nhau về tổn thương niêm mạc đại tràng. Một khía cạnh thú vị của công việc này là nó cũng chứng minh rằng, ngoài vai trò chống oxy hóa, hydro còn ức chế sự biểu hiện của yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu [ 284]. Trong các mô hình chuột sơ sinh, người ta đã chứng minh rằng nước muối giàu hydro làm giảm tỷ lệ viêm ruột hoại tử (NEC) từ 85% xuống còn 54,5%, trong khi tỷ lệ sống tăng từ 25% lên đến 68,2% (p <0,05) [ 265 ]. Nước muối giàu Hydro cũng ức chế sự biểu hiện của các chất trung gian gây viêm, như iNOS, yếu tố hoại tử khối u, interleukin-6 và peroxid hóa lipid, đồng thời tăng cường khả năng chống oxy hóa [ 265 ]. Nước muối giàu Hydro và nước giàu Hydro cũng có hiệu quả trong việc giảm viêm dạ dày do aspirin hoặc viêm phúc mạc cấp tính ở chuột [ 285 ] [ 286 ].

Viêm các tuyến quan trọng ở tiêu hóa và trao đổi chất, chẳng hạn như gan và tuyến tụy, cũng đã được báo cáo là có thể điều trị bằng Hydro. Liên quan đến gan, nó được xác minh rằng làm giảm stress oxy hóa giúp cải thiện tiên lượng trong viêm gan cấp tính và mãn tính [ 287 ]. Các nghiên cứu về Hydro cũng đã được thực hiện ở người bị nhiễm viêm gan B [ 288 ]. Trong một nghiên cứu, 30 bệnh nhân đã uống nước giàu H₂ (1200 - 1800 ml / ngày, hai lần một ngày), trong 6 tuần. Sau khoảng thời gian đó, các dấu hiệu stress oxy hóa đã được đo và các giá trị được so sánh với các giá trị trước khi điều trị và với những bệnh nhân uống nước bình thường. Tất cả các dấu hiệu stress oxy hóa đã giảm xuống đáng kể ở tất cả các bệnh nhân uống nước giàu H₂ (p <0,01). Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã báo cáo rằng các kết quả liên quan đến chức năng gan và nồng độ DNA của virus viêm gan B không đồng nhất, đặc biệt là sau khi điều trị lâu dài [ 288 ]. Biomarkers của viêm tụy cấp tính ở chuột, gây ra bởi taurocholate, đã được cải thiện đáng kể bằng cách tiêm ở tĩnh mạch nước muối giàu Hydro (p <0,05). Một số dấu hiệu được khám phá là yếu tố khối u hoại tử -α, interleukin-6 và interleukin-18 [ 289 ]. Trong tuyến tụy, nước muối H₂ đã giảm số điểm mô bệnh cũng như mức độ malondialdehyde (MDA), myeloperoxidase (MPO) và sự biểu hiện của khối u yếu tố hoại tử-α và các phân tử bám dính giữa các tế bào -1 mRNA [ 289]. Nó cũng được báo cáo ở chuột rằng nước muối giàu Hydro ức chế sự kích hoạt của tế bào NLRP3, đồng thời cải thiện viêm tụy cấp [ 290 ].

Ở cấp độ tim mạch, Hydro đã được sử dụng để điều trị cụ thể như viêm tim và phổi. Viêm tim, tổn thương do thiếu máu cục bộ / tái tưới máu, đã được thảo luận trong phần tương ứng của đánh giá này. Nó cũng đã được thử nghiệm trên các mô hình chuột của chấn thương tái tưới máu cơ tim khu vực. Dung dịch muối giàu hydro làm giảm mức độ các biomarkers của tình trạng viêm, chẳng hạn như xâm nhập bạch cầu trung tính, 3-nitrotyrosine, hoạt động myeloperoxidase, yếu tố hoại tử khối u, interleukin-1β và biểu hiện của ICAM-1. Phù hợp với điều này, các thông số chức năng tim cũng đã cải thiện ở chuột được điều trị bằng nước muối giàu Hydro [ 82 ].

Gần đây, đã có báo cáo rằng nước muối giàu Hydro làm giảm các triệu chứng ở chuột bị bỏng nặng và viêm với quá trình hồi sức chậm [ 29 ]. Tỷ lệ tử vong, nồng độ cytokine và biomarkers do stress oxy hóa đều được cải thiện sau khi điều trị bằng nước muối giàu H₂. Một tín hiệu trung gian có khả năng trong quá trình này là sự ức chế của yếu tố hạt nhân NF-κB [ 291 ].

Stress oxy hóa cũng đóng một vai trò quan trọng trong các bệnh tắc nghẽn phổi mạn tính (COPD). Người ta đã đưa ra giả thuyết rằng việc hít khí Hydro có thể cải thiện chức năng phổi trong COPD [ 292 ]. Nó đã được chứng minh trong các mô hình hen suyễn rằng nước muối giàu H₂ cải thiện sự tái tạo đường thở và viêm thông qua ức chế của NF-B yếu tố phiên mã chuỗi phản ứng hoá sinh [ 293 ].

Liên quan đến viêm đường tiết niệu, các giải pháp Hydro đã được sử dụng ở những bệnh nhân bị viêm bàng quang kẽ và hội chứng đau bàng quang (IC / PBS). Trong nghiên cứu này, 30 bệnh nhân chủ yếu là nữ, ở độ tuổi trung bình 64 tuổi, với điểm lâm sàng ổn định cho IC / PBS kéo dài hơn 12 tuần. Họ được điều trị bằng uống nước giàu H₂ hoặc giả dược trong 8 tuần. Mặc dù lượng hydro không thay đổi đáng kể điểm lâm sàng IC / PBS trong nghiên cứu, nhưng đã có những cải thiện về cảm nhận đau ở bệnh nhân là 11% [ 294 ].

Người mẹ bị Viêm là một yếu tố quyết định quan trọng trong sinh non, mang lại sự suy hô hấp ở trẻ sinh non. Điều này đã được nghiên cứu ở những con chuột mang thai nơi mà tình trạng viêm nhiễm của mẹ được gây ra bằng cách tiêm lipopolysacarit trong phúc mạc. Nước giàu hydro được sử dụng 24 giờ trước khi tiêm lipopolysacarit làm giảm các Biomarkers liên quan đến viêm, tổn thương oxy hóa và sự chết tế bào so với những con chuột bị viêm do liposacarit mà không được xử lý bằng hydro [ 112 ].

Nó cũng đã được báo cáo rằng việc sử dụng nước muối giàu H₂ ở chuột bảo vệ chức năng hệ thống miễn dịch và viêm lách do bức xạ. Biomarkers của stress oxy hóa, viêm, sự chết tế bào và khả năng đáp ứng miễn dịch đều được cải thiện sau khi uống nước muối giàu Hydro [ 295 ].

16. Hydrogen trong chấn thương

Chấn thương có thể gây tổn thương cho cơ thể, các cơ quan, mô hoặc tế bào và có thể được tạo ra bằng vật lý, hóa học hoặc phương pháp sinh học. Một nguyên nhân quan trọng của chấn thương trên toàn cầu là chấn thương cơ thể, dẫn đến tàn tật hoặc tử vong [ 296 ]. Hydrogen đã được sử dụng thử nghiệm như một chất bổ trợ để điều trị chấn thương ở các cơ quan khác nhau của cơ thể, đặc biệt là ở não, phổi, thận, võng mạc và các tuyến, như gan và tuyến tụy.

Chấn thương sọ não (TBI) là nguyên nhân chính gây tử vong và tàn tật ở người trẻ, và là một vấn đề lớn đối với xã hội hiện đại. Phù não, phá vỡ hàng rào máu não và rối loạn chức năng thần kinh có thể được quan sát thấy trong TBI. Ngoài ra, TBI cấp tính có thể biến thành chấn thương mãn tính và đây là yếu tố nguy cơ của các bệnh thoái hóa thần kinh, như bệnh Parkinson và Alzheimer [ 296 ]. Thử nghiệm phơi nhiễm chuột với TBI khi hít 2% khí H₂ từ 5 phút đến 5 giờ sau khi bị thương (hoặc phẫu thuật để điều trị tổn thương) kết quả giảm đáng kể các biomarker do stress oxy hóa và phù não, phá vỡ hàng rào máu não và thần kinh rối loạn chức năng gây ra [ 126 ] [ 127]. Những con chuột bị TBI gây ra bởi tác động vỏ não có kiểm soát cũng được cho uống nước giàu H₂. Nước giàu hydro đã phản ứng đảo ngược chứng phù não khoảng một nửa, ngăn chặn biểu hiện TAU, làm giảm biểu hiện của các cytokine gây viêm và phục hồi biểu hiện và hoạt động của Matrix metallicoproteinase-2 và Matrix metallicoproteinase-9. Ngoài ra, nồng độ ATP đã được khôi phục, cho thấy nước giàu hydro có thể có ích như một tác nhân phòng ngừa để tránh những thay đổi thoái hóa thần kinh liên quan đến TBI cấp tính [ 297 ].

Chấn thương não cũng có thể được quan sát sau khi xuất huyết, chẳng hạn như xuất huyết dưới khoang nhện (SAH). Tình trạng này có liên quan đến quá trình gây chết tế bào thần kinh được kích hoạt bởi yếu tố phiên mã hạt nhân NF-B. Trong những trường hợp như vậy, chấn thương não sớm đóng vai trò gây bệnh chủ yếu cho sự phát triển của SAH. Tiêm vào màng bụng bằng nước muối giàu hydro ở thỏ làm giảm đáng kể quá trình gây chết tế bào sau SAH, làm giảm hoạt động của NF-κB và các dấu ấn sinh học apoptosis khác, như Bcl-xL và caspase-3 [ 298 ]. Kết quả thu được ở chuột được xử lý bằng nước muối giàu Hydro cho thấy vai trò bảo vệ của hydro trong quá trình gây chết tế bào SAH có thể được giải thích bằng cách sử dụng con đường Akt / GSK3β [ 299]. Một báo cáo gần đây nhấn mạnh vai trò quan trọng trong quá trình gây chết tế bào SAH do sự ức chế các phản ứng viêm thông qua NF-κB và NLRP3 inflammasomes [ 300 ]. Những lợi ích khác của điều trị bằng Hydro cũng đã được báo cáo trong các mô hình động vật đối với các loại chấn thương não khác nhau, chẳng hạn như những trường hợp được thúc đẩy bằng ngừng tim và hồi sức tim phổi [ 128 ], sự sống sót của các tế bào thần kinh hạch võng mạc sau tai biến thần kinh thị giác [ 301 ] và viêm dây thần kinh thị giác [ 301 ] 130 ].

Phổi có thể bị tổn thương bởi một loạt các cơ chế. Nước muối giàu Hydro đã được chứng minh là làm giảm tổn thương phổi do thiếu máu cục bộ đường ruột / tái tưới máu ở chuột. Điều trị bằng nước muối giàu Hydro làm giảm thâm nhiễm bạch cầu trung tính, peroxid hóa màng lipid, kích hoạt NF-κB, và tăng các cytokine tiền viêm (interleukin-1β và yếu tố hoại tử khối u) trong các mô phổi, so với điều trị bằng hydro [ 103 ]. Tổn thương phổi do bỏng rộng [ 109 ], chiếu xạ [ 111 ] hoặc điều trị lipopolysarit [ 113] cũng được cải thiện bằng cách xử lý hydro trong mô hình động vật (chuột và chuột). Tổn thương phổi cấp tính (ALI) cũng có thể được quan sát trong khi nhiễm trùng máu. Thắt manh tràng và thủng là một mô hình tạo ra ALI. Xử lý nước muối giàu hydro trong mô hình này cho ALI đã cải thiện đáng kể chức năng phổi và trao đổi khí, và làm giảm stress oxy hóa và các biomarker viêm [ 302 ]. Hồi sức bằng truyền dịch sớm và hít khí hydro ở chuột bị tổn thương do nhiễm trùng máu cũng đã được chứng minh là ít bị tổn thương phổi và ruột [ 303 ]. Thật thú vị là hít oxit nitric đã được sử dụng để điều trị ALI với thành công có mức độ. Tuy nhiên, tác động ngoài ý muốn là việc tạo ra một số gốc tự do độc hại (ROS và RNS) vẫn còn. Vì hydro như là người dọn rác các loài ROS / RNS, nên liệu pháp kết hợp NO cùng với H₂ ở chuột mắc ALI đã được sử dụng để cải thiện kết quả tốt hơn khi hít một mình NO [ 114 ].

Hút thuốc lá là nguyên nhân hàng đầu của bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) và là nguyên nhân chính gây tổn thương phổi trên toàn cầu. Stress oxy hóa là một yếu tố quan trọng quyết định tạo ra chất nhầy bất thường trong các bệnh phổi được thúc đẩy bởi hút thuốc lá. Tiền xử lý nước muối giàu Hydro bằng cách tiêm vào màng bụng chuột trước khi tiếp xúc với khói thuốc làm stress oxy hóa và các biomarker viêm ở cấp độ của biểu mô phổi và phổi [ 112]. Các phép đo mô bệnh học cũng chỉ ra rằng tiền xử lý nước muối giàu hydro ức chế tổn thương khói thuốc lá gây ra chất nhầy bất thường và tổn thương biểu mô phổi. Tác dụng này được giải thích một phần bởi các đặc tính chống oxy hóa của hydro và khả năng ức chế sự biểu hiện của các tác nhân gây viêm [ 304 ]. ALI được sản sinh ra khi hút thuốc lá sẽ bị suy giảm khi được tiêm nước muối Hydro vào màng bụng ở chuột, ức chế quá trình pro-apoptotic [ 304]. Cuối cùng, khí thải của máy in laser và máy photocopy có liên quan đến các vấn đề sức khỏe phổi ở bệnh nhân mắc hội chứng mệt mỏi mãn tính vì chấn thương phổi. Một loạt các kim loại và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi trong mực được cho là nguyên nhân gây ra chấn thương phổi. Điều này đã được đưa ra giả thuyết rằng việc điều trị bằng Hydro có thể có ích trong hướng điều trị này [ 306 ].

Chấn thương thận là một trường hợp khá phổ biến và có thể được tạo ra bởi nhiều cơ chế, chẳng hạn như hóa trị liên quan đến ung thư, tắc nghẽn niệu quản, tăng huyết áp, hội chứng tiêu cơ vân, bỏng nặng, chất lỏng tương phản để được các kỹ xảo hình ảnh, viêm tụy, các trường hợp khác. Trong hóa trị liệu, cisplatin là một loại thuốc được sử dụng rộng rãi, nhưng ứng dụng của nó bị hạn chế bởi tác dụng có hại cho thận. Nước giàu Hydro và hít khí Hydro đã được chứng minh trên chuột là giảm tổn thương thận bởi cisplatin gây ra, mà không làm giảm các đặc tính chống khối u của cisplatin [ 47]. Các chất gây ung thư như sắt nitrilotriacetate thúc đẩy sự xuất hiện của các khối u ở thận sau chấn thương thận. Tiêu thụ nước giàu hydro ở chuột sau khi tiêm nội khí quản làm giảm nitrilotriacetate gây tổn thương thận và việc đẩy mạnh ban đầu các khối u ở thận. Tác dụng này được đánh giá bởi các biomarker mô học và chức năng đối với thận cũng như các biomarker đối với stress oxy hóa và viêm. Các dấu hiệu stress oxy hóa đều giảm khi uống nước Hydro [ 336 ]. Nước muối giàu Hydro (5 ml / Kg trong 10 ngày) cũng làm giảm điểm tổn thương thận do sự tắc nghẽn niệu quản một bên ở chuột [ 307 ].

Chứng tăng huyết áp là một nguyên nhân chính gây chấn thương ở thận trên toàn cầu. Stress oxy hóa là một nhân tố quan trọng trong tăng huyết áp và bệnh thận. Ở chuột việc tăng huyết áp một cách tự phát, uống nước giàu H₂ trong 3 tháng làm giảm chấn thương thận bằng cách giảm căng thẳng oxy hóa, được đo bằng cách giảm các biomarker do stress oxy hóa. Ngoài ra, các biomarker gây viêm cũng giảm khi uống Hydro. Kết quả từ báo cáo này cho thấy rằng việc uống nước giàu Hydro là một chiến lược đầy hứa hẹn để giảm tổn thương thận ở bệnh nhân tăng huyết áp [ 308 ] [ 309 ]. Một nguyên nhân chính khác của chấn thương thận cấp tính (AKI) là phản ứng tiêu cơ vân, xảy ra với sự gia tăng stress oxy hóa thận và viêm [ 310]. Rhabdomyolysis có thể được gây ra ở chuột bằng cách tiêm glycerol trong cơ, và tác dụng của Hydro có thể được đánh giá bằng cách đo mức độ creatine-kinase. Trong mô hình chuột này chức năng thận và mô học được theo dõi bằng phân tích creatinine huyết thanh, urê và phân tích mô. Các dấu ấn sinh học đối với stress oxy hóa và phản ứng viêm cũng được đo ở thận. Việc tiền xử lý chuột với một trong hai liều thấp hoặc liều cao bằng nước muối giàu hydro đã cải thiện sức khỏe của thận và giảm các dấu ấn sinh học trong cơ thể đối với stress oxy hóa và viêm, cho thấy vai trò bảo vệ hydro trong tổn thương do phản ứng tiêu cơ vân [ 310 ].

AKI cũng có thể được tìm thấy ở những bệnh nhân hoặc động vật bị bỏng nặng. Xử lý nước muối giàu Hydro làm giảm sự xuất hiện của NTH ở chuột bị bỏng nặng thông qua việc kết hợp làm giảm stress oxy hóa, cytokine tiền viêm, và các tác nhân gây chết tế bào, được đo bằng cách làm giảm các chỉ dấu sinh học khác nhau sau khi dùng nước muối giàu H₂ [ 311 ]. AKI có thể được quan sát bằng cách sử dụng phương tiện tương phản và phân tích hình ảnh. Ở những con chuột được tiêm Loversol và các chất ức chế tổng hợp prostaglandin và nitric oxide, AKI có thể được gây ra và theo dõi bằng các phương pháp trên. Trong mô hình chuột này, hít khí hydro làm giảm các dấu ấn sinh học của các apoptosis và stress oxy hóa và giảm cảm ứng của AKI [ 312]. AKI cũng được tìm thấy trong viêm tụy. Một mô hình chuột viêm tụy cấp được phát triển bằng cách tiêm taurocholate. Sử dụng chuột mô hình viêm tụy đã được tiêm nước muối giàu hydro, và điều này đã được tìm thấy là làm giảm stress oxy hóa và các dấu ấn sinh học gây viêm ở thận so với động vật không được điều trị bằng nước muối giàu Hydro[ 313 ].

Ở bệnh nhân tiểu đường, võng mạc có thể bị tổn thương và gây ra bệnh võng mạc tiểu đường. Bệnh võng mạc tiểu đường là nguyên nhân chính gây mù ở các nước phát triển [ 314 ]. Sử dụng chuột một bệnh giống với bệnh tiểu đường loại I có thể thu được bằng cách tiêm streptozotocin. Nước muối giàu Hydro (5 ml / Kg, 4 tuần) được tiêm vào màng bụng chuột tiểu đường do streptozotocin gây ra và kiểm soát chúng. Sự chết tế bào võng mạc và dấu ấn sinh học tính thấm thành mạch máu được đánh giá sau khi điều trị bằng Hydro và đã được giảm bởi khí hydro. Các kết quả cho thấy một tiềm năng của việc sử dụng hydro để điều trị bệnh võng mạc tiểu đường [ 315 ].

Viêm ở võng mạc cũng tạo ra tổn thương mô. Kích hoạt microglia võng mạc do lipopolysacarit đã được phát hiện ở chuột có và không có điều trị bằng khí Hydro. Các dấu ấn sinh học gây viêm đã giảm rõ rệt ở võng mạc bị tổn thương bằng cách chuột được điều trị bằng khí Hydro, cho thấy vai trò của khí Hydro trong việc kiểm soát biểu hiện của các tác nhân gây viêm và pro-apoptotic [ 121 ]. Nguồn ánh sáng cũng có thể thúc đẩy tổn thương võng mạc và thoái hóa thông qua việc thúc đẩy stress oxy hóa, và tổn thương này có thể được theo dõi thông qua điện não đồ và điểm số mô học [ 316 ]. Tiêm dung dịch muối H₂ vào màng bụng của chuột đã cải thiện chức năng võng mạc và hình thái học sau tổn thương võng mạc do ánh sáng [ 63]. Thoái hóa thần kinh thị giác glaucoma (tăng nhãn áp) là một nguyên nhân chính gây tổn thương võng mạc. Các quá trình oxy hóa và nitrative đóng một vai trò quan trọng trong cơ chế phát sinh bệnh của tổn thương này. Sử dụng tế bào võng mạc chuột trưởng thành nuôi cấy đã bị stress oxy hóa tăng lên bằng cách bước đầu làm quen oxit nitric S-nitroso-N-acetylpenicillamine, phản ứng của các tế bào võng mạc có thể được thí nghiệm khi có Hydro hoặc không có Hydro. Prooptotic trong thí nghiệm này, Hydro làm giảm thiệt hại do stress oxy hóa trong các tế bào võng mạc nuôi cấy và làm giảm bớt sự mất mát của điện thế màng bên trong ty thể và làm giảm gây chết tế bào, có lẽ thông qua vai trò đào thải của peroxynitrite. Thí nghiệm in vitro này cho thấy rằng Hydro có thể được sử dụng trong điều trị và ngăn ngừa tổn thương võng mạc do bệnh tăng nhãn áp ( cườm nước) gây ra[ 122 ].

Cuối cùng, Hydro đã được sử dụng để điều trị chấn thương gan, tuyến tụy và tim, hoặc tổn thương vừa phải đối với các tế bào từ các cơ quan này trong nuôi cấy mô. Chấn thương gan thường được quan sát sau khi sử dụng các loại thuốc phổ biến như acetaminophen. Nước muối giàu H₂ trong màng bụng(5 ml / Kg), dùng cho chuột, làm giảm các tổn thương gan do acetaminophen gây ra; Các dấu ấn sinh học gan oxy hóa và proinflmmatory cũng đã giảm trong các động vật đã được tiêm acetaminophen. Điều này cho thấy vai trò bảo vệ gan của Hydro và bảo vệ chống nhiễm độc gan do thuốc [ 317 ]. Viêm tụy cũng có thể được gây ra bởi chấn thương. Nước muối Hydrogen đã được sử dụng để làm giảm các dấu ấn sinh học gây ra do stress oxy hóa và giảm mức độ nghiêm trọng của viêm tụy do chấn thương ở chuột [ 318]. Trong các dòng tế bào tim nuôi cấy (H9c2), Hydro đã được báo cáo là làm giảm tổn thương do glucose và thiếu hụt huyết thanh qua trung gian thông qua con đường truyền tín hiệu liên quan đến yếu tố 2-N (Nrf2) / heme oxyase 1 [ 319 ].

17. Hydrogen trong tập luyện và y học thể thao

Quá sức trong quá trình tập luyện thể chất cấp tính dẫn đến tăng nồng độ ROS / RNS trong cơ xương. Stress oxy hóa như vậy trong cơ xương có thể dẫn đến yếu cơ và mệt mỏi, chấn thương vi mô và viêm. Những thay đổi gây bệnh do stress oxy hóa trong cơ xương có thể bao gồm đột biến DNA, peroxid hóa lipid, rối loạn chức năng ty lạp thể và gây chết tế bào / hoại tử [ 320 ] [ 321 ].

Hầu hết các nghiên cứu về tác dụng của Hydro đối với căng thẳng và tập thể dục liên quan đến việc sử dụng nước muối hoặc nước giàu hydro [ 322 ] - [ 324 ]. Những lợi ích của nước muối giàu hydro trong thiếu máu cục bộ - tái tưới máu cơ xương đã được nghiên cứu trong một mô hình chuột. Thiếu máu cục bộ đã được gây ra ở chuột bằng cách áp dụng garo chân sau trong 3 giờ, sau đó là 4 giờ tái tưới máu. Ba nhóm thí nghiệm của chuột đực Sprague-Dawley đã được sử dụng: kiểm soát giả (nhóm 1); I / R được điều trị bằng nước muối bình thường (nhóm 2); và I / R được xử lý bằng dung dịch muối H₂ (nhóm 3) [ 322 ]. Nước muối thường hoặc Nước muối giàu H₂(1,0 ml / 100g) được tiêm trong màng bụng 10 phút trước khi tái tưới máu, và các mẫu cơ và huyết thanh đã được phân tích về mức độ myeloperoxidase (MPO), superoxide effutase (SOD), malondialdehyd (MDA), và gốc hydroxyl (MDA) ) tại các thời điểm khác nhau trong mô hình [ 322 ].

Trong mô hình cơ chuột thiếu máu cục bộ / tái tưới máu, tỷ lệ ướt / khô tăng đáng kể ở nhóm I / R so với nhóm giả (p <0,01) và giảm đáng kể ở nhóm nước muối giàu Hydro (p <0,01). Các mô cơ và huyết thanh của nhóm I / R cho thấy hàm lượng MPO, MDA và • OH tăng đáng kể và giảm hoạt động SOD, so với nhóm kiểm soát giả. Hoạt động của SOD trong nhóm I / R được điều trị bằng nước muối giàu H₂ đã tăng rất nhiều so với nhóm I / R (p <0,01), trong khi đó hàm lượng MPO, MDA và • OH giảm rõ rệt trong các mô cơ và huyết thanh. Mật độ quang tích hợp của nhuộm thạch anh tím dương tăng đáng kể ở nhóm I / R, so với nhóm kiểm soát giả, và mức giảm này đáng kể ở nhóm 3 (I / R với dung dịch muối giàu H ₂ ) so với nhóm 2 (I / R không có nước muối giàu H₂). Các mô cơ của chuột nhóm 2 (nhóm I / R) có mức tăng đáng kể sau đây: Protein X liên kết BCL2 (BAX); cytochrom c, một thành phần của chuỗi vận chuyển điện tử trong ty thể; và hàm lượng kháng thể LC3B. Cũng có mức độ hoạt động BCL2 giảm so với những người trong nhóm 1 (kiểm soát giả). Hoạt tính của BCL2 trong nhóm 3 (I / R với dung dịch muối giàu H₂ ) đã tăng đáng kể, so với I / R không có nước muối giàu H₂ , trong khi đó hàm lượng BAX, cytochrom c và LC3B đã giảm (p <0,01). Các nhà nghiên cứu kết luận rằng Nước muối giàu H₂ là một tác nhân hiệu quả để làm giảm chấn thương I / R trong cơ xương chuột thông qua chất chống oxy hóa, chống sự chết tế bào và tác dụng chống bệnh giun đũa [ 322 ].

Một nghiên cứu khác trên động vật được thiết kế để xác định những thay đổi về mức độ oxy hóa và mức độ chống oxy hóa ở 5 con ngựa thuần chủng được luyện tập trên máy chạy bộ (từ 3 đến 7 tuổi) [ 323 ]. Xét nghiệm BAP (Tiềm năng chống oxy hóa sinh học) được sử dụng để ước tính các chất chống oxy hóa trong máu và các chất chuyển hóa oxy phản ứng diacron (d-ROM) được sử dụng để xác định tổng lượng gốc tự do trong máu và dịch não tủy. Cả hai đều là chỉ số của stress oxy hóa. Nghiên cứu ảnh hưởng của Nước giàu H₂, động vật được cung cấp nước giàu hydro hoặc nước giả dược trước khi tập thể dục. Mỗi con ngựa phải chịu một mức độ mệt mỏi tối đa của bài tập máy chạy bộ và mẫu máu được lấy ở nhiều thời điểm khác nhau. Trong tất cả các con ngựa, d-ROM có xu hướng tăng lên, bắt đầu ngay sau khi tập thể dục trên máy chạy bộ; tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể giữa những con ngựa được cho dùng nước giàu H₂ so với nước giả dược. Các giá trị BAP tăng lên ở tất cả các con ngựa sau tập thể dục, và có sự khác biệt đáng kể giữa các thử nghiệm nước giả dược và nước H₂ .

Kết quả cho thấy rằng sự gia tăng đáng kể của cả stress oxy hóa và chức năng chống oxy hóa xảy ra đồng thời ở tất cả những con ngựa tập thể dục cường độ cao, nhưng sự gia tăng ít hơn ở những con ngựa được cung cấp nước giàu H₂, cho thấy nước H₂ có chất chống oxy hóa hữu ích tác dụng gián tiếp trong khi tập thể dục [ 323 ].

Trong các đối tượng thể thao bị thương đã được can thiệp xử lý bằng Hydro, hiệu quả của Hydro là tăng cường phục hồi chấn thương cơ xương đã được nghiên cứu. Nghiên cứu đầu tiên bao gồm một cuộc điều tra thí điểm kéo dài hai tuần về tác dụng của hydro đối với tình trạng viêm và phục hồi sau chấn thương mô mềm cấp tính ở các vận động viên chuyên nghiệp nam. 36 vận động viên chuyên nghiệp đã được kiểm tra bởi một nhà chuyên khoa y học thể thao và được chứng nhận trong phạm vi 24 giờ đầu tiên sau khi bị chấn thương, và sau đó họ được phân bổ thành 3 nhóm được chỉ định ngẫu nhiên trong một thử nghiệm lâm sàng mù đơn [ 324]. Nhóm đối chứng được điều trị truyền thống đối với chấn thương mô mềm trong suốt nghiên cứu, bao gồm một giao thức (RICE) trong 48 giờ đầu (nghỉ ngơi, chườm đá trong 20 phút 2 giờ chườm 1 lần, băng bó ép chặt, nâng cao phần bị chấn thương lên cao hơn mức của lồng ngực bất cứ lúc nào có thể) và một giao thức bán cấp tính (thụ động kéo dài 3 lần mỗi ngày trong 90 giây, tập luyện cùng độ mạnh với 3 bộ và lặp lại 15 lần và 30 phút luyện tập chịu sức nặng mà không cảm thấy đau đớn).

Các đối tượng bị thương trong nhóm thử nghiệm đầu tiên tuân theo cùng giao thức với nhóm đối chứng, nhưng với việc bổ sung tiêu thụ 2g viên nén sản phẩm hydro mỗi ngày. Các đối tượng trong nhóm thử nghiệm thứ hai cũng nhận được các quy trình của nhóm đối chứng và được cho uống cả 2, viên nén sản phẩm H₂ (2g mỗi ngày) cộng với các gói giàu hydro bôi thoa trực tiếp lên bề mặt (6 lần mỗi ngày, mỗi lần 20 phút). Những người được tham gia đánh giá tại thời điểm chấn thương lúc 7 và 14 ngày sau khi thử nghiệm cơ bản. Nhóm điều trị tại chỗ bằng Hydro cho thấy độ nhớt của huyết tương giảm, khi so sánh với nhóm đối chứng, và nhóm này cũng cho thấy trở lại nhanh hơn so với phạm vi chuyển động khớp bình thường cho cả sự co gấp và duỗi thẳng chi bị tổn thương, khi so sánh với nhóm đối chứng [ 324 ].

Trong nghiên cứu lâm sàng tiếp theo, 10 cầu thủ bóng đá nam (tuổi 20,9 ± 1,3 tuổi) đã được kiểm tra hai lần về mô-men xoắn cực đại và hoạt động cơ bắp trong một thử nghiệm mù đôi, thử nghiệm chéo [ 325]. Các đối tượng được cho uống nước giàu Hydro (CTNH) hoặc nước giả dược (PW) trong khoảng thời gian một tuần. Các đối tượng được cung cấp 3 chai nước uống 500 ml và được chĩ dẫn đặt hai que magiê trong mỗi chai 24 giờ trước khi uống, và những người tham gia được yêu cầu uống một chai vào lúc 10:00 tối của ngày trước khi thử nghiệm, và 1 chai lúc 5 : 00 sáng, và 1 chai lúc 6:20 sáng vào ngày kiểm tra. Các đối tượng được cho ăn trong khoảng thời gian từ 9:00 tối đến 10:00 tối trước ngày thử nghiệm và họ nhịn ăn qua đêm. Các đối tượng trước tiên được yêu cầu nghỉ ngơi trong tư thế ngồi trong 30 phút trước khi kiểm tra bài tập. Bài tập kiểm bao gồm các nội dung sau: 1) Bài tập tăng dần tối đa để xác định mức hấp thụ oxy tối đa (VO ₂ max); 2) đạp xe đo tốc độ trong 30 phút ở mức tối đa khoảng 75% VO₂ (Bài tập-1); và 3) thực hiện 100 lần mở rộng đầu gối duỗi thẳng ở 90˚ mỗi giây (Bài tập-2). Các mẫu máu được thu thập ngay trước và sau Bài tập 1, ngay sau Bài tập 2, và 30 và 60 phút sau Bài tập 2. Các dấu hiệu stress oxy hóa và creatine kinase trong máu ngoại vi được theo dõi trong thử nghiệm [ 325 ].

Mặc dù tập luyện cấp tính dẫn đến tăng mức độ lactate trong máu ở những người được cho uống nước giả dược, nhưng việc uống nước giàu H₂ đã ngăn chặn sự gia tăng của lượng lactate trong máu khi tập luyện nặng. Nồng độ lactate trong máu của các vận động viên được cung cấp nước giả dược tăng đáng kể ngay sau khi tập luyện, so với mức trước khi tập luyện, nhưng nước H₂ làm giảm đáng kể mức độ lactate máu sau tập luyện, sử dụng công cơ kế xe đạp (p <0,05). Mô -men xoắn cực đại của các đối tượng được điều trị bằng giả dược nhưng không phải nước giàu H₂ cũng giảm đáng kể trong 40 - 60 cơn co thắt ban đầu khoảng 20% - 25% giá trị ban đầu, sau đó là giai đoạn với sự thay đổi rất ít[ 325]. Nghiên cứu này tiết lộ rằng đầy đủ nước cùng với nước giàu hydro trước khi tập luyện làm giảm mức độ lactate trong máu. Sự can thiệp bằng nước giàu H₂ cũng cải thiện sự suy giảm chức năng cơ bắp do tập luyện.

Vì liệu pháp Hydro đã được chứng minh là rất có lợi cho việc điều trị viêm, chấn thương do thiếu máu cục bộ và stress oxy hóa trong mô cơ, Nước H₂ có ích trong việc tăng cường hiệu suất, cũng như rút ngắn thời gian chấn thương cho vận động viên.

18. Công dụng khác của Hydro

Có nhiều cách sử dụng khác của Hydro. Chẳng hạn, nước muối giàu Hydro đã được sử dụng để làm giảm đau thần kinh. Một mô hình chuột hữu ích của đau thần kinh đã được phát triển được gây ra bởi thắt dây thần kinh cột sống. Ge et al. [ 327 ] đã đưa nước muối bình thường giàu H₂ vào khoang ống sống chuột của chuột bị thắt dây thần kinh cột sống và thấy rằng Hydro làm giảm chứng loạn cảm đau cơ học và tăng thân nhiệt. Họ cũng phát hiện ra rằng việc điều trị trước bằng nước muối giàu hydro đã ngăn chặn sự phát triển của hành vi đau thần kinh và phân tích các lát cắt cho thấy điều trị bằng nước muối H₂làm giảm đáng kể sự gia tăng của các tế bào miễn dịch 8-hydroxy- guanosine ở sừng sau tủy sống do thắt dây thần kinh cột sống. Phân lập, phân tách và phân tích Western blot tách protein của tyrosine nitrat thuộc tủy chỉ ra thấy việc điều trị bằng Hydro dẫn đến tăng biểu hiện, nhưng không biểu hiện quá mức của superoxide effutase Mn chứa nitrat tynine (MnSOD) trong tủy sống. Truyền nước muối bình thường giàu H₂cũng có tác dụng giảm đau có liên quan đến việc giảm kích hoạt tế bào hình sao và microglia, cùng với giảm biểu hiện của interleukin-1 factor và yếu tố hoại tử khối u trong tủy sống [ 326 ].

Bằng cách bước đầu làm quen hydro trong nước uống của họ, Kawaguchi et al. [ 327 ] đã có thể làm giảm đau thần kinh ở chuột do thắt dây thần kinh tọa từng phần. Họ đã chỉ ra rằng, trong khi tiêm chất chống oxy hóa mạnh vào màng bụng hoặc trong nội tủy mạc lặp đi lặp lại là không hiệu quả trong việc giảm đau thần kinh, việc đưa nước uống hydro vào làm giảm đau thần kinh, được đánh giá bằng loạn cảm đau cơ học và tăng huyết áp. Khi những con chuột được phép uống liên tục nước uống H₂ sau khi thắt cột sống, chứng loạn cảm đau và chứng tăng huyết áp đã giảm bớt. Các triệu chứng đau cũng giảm khi cung cấp nước giàu H₂ trong giai đoạn cảm ứng từ ngày 0 đến ngày thứ 4, nhưng chỉ giảm tình trạng tăng huyết áp khi được cung cấp nước giàu H₂ trong giai đoạn bảo trì từ ngày thứ 4 đến ngày thứ 21 [ 327 ]. Sử dụng phương pháp nhuộm hóa mô miễn dịch cho các dấu hiệu stress oxy hóa 4-hydroxy-2 nonenal và 8-hydroxydeoxyguanosine, Kawaguchi et al. [ 327 ] đã chứng minh rằng stress oxy hóa gây ra bởi thắt cột sống có thể được giảm bằng cách uống nước giàu Hydro.

Hyperalgesia đã được gây ra bởi thực nghiệm bằng cách sử dụng remifentanil ở động vật và con người [ 328 ]. Quá trình nitrat hóa và bất hoạt MnSOD là do ROS gây ra và việc kích hoạt thụ thể N-methyl-D-aspartate (NMDA) được biết là có liên quan đến việc gây cảm ứng và duy trì cơn đau thần kinh trung ương, Hydro đã được sử dụng để chọn lọc làm giảm ROS, loại bỏ superoxide và giảm đau thần kinh. Do đó, Zhang et al. [ 328 ] sử dụng nước muối giàu H₂trong màng bụng ở mô hình chuột hyperalgesia sau phẫu thuật gây ra bởi chứng đau thần kinh (remifentanil) để chứng minh rằng hydro có thể làm giảm đáng kể tình trạng tăng thân nhiệt và loạn trương lực cơ. Trong mô hình chuột này, remifentanil gây ra chứng tăng huyết áp kéo dài phụ thuộc vào liều liên quan đến tăng biểu hiện của các phân tử NR2B và vận chuyển từ tế bào chất đến bề mặt tế bào, cũng như quá trình nitrat hóa MnSOD. Một cách độc lập, họ đã sử dụng mô hình lát cắt tủy sống và một hệ thống kẹp trong ống nghiệm để xác nhận vai trò của việc vận chuyển màng của các cấu trúc siêu phân tử NR1 và NR2B trong việc kiểm soát biên độ và tần số của dòng điện do thụ thể NMDA gây ra [ 329 ]. Tiền xử lý chuột bằng nước muối giàu H₂trong màng bụng làm giảm tác dụng của remifentanil và giảm loạn trương lực cơ và tăng thân nhiệt. Các tác giả đã kết luận rằng nước muối giàu H₂ có thể đảo ngược chứng tăng huyết áp do Remifentanil gây ra bằng cách điều chỉnh vận chuyển thụ thể NMDA chứa NR2B và bằng cách kiểm soát quá trình nitrat hóa và hoạt động của MnSOD [ 329 ].

Hydrogen cũng đã được đề xuất như là một phương pháp điều trị ngộ độc carbon monoxide cấp tính [ 5 ]. Hydrogen được cho là có tác dụng đối với ngộ độc CO bằng cách giảm stress oxy hóa, các gốc tự do, tổng hợp oxit nitric tế bào thần kinh và viêm [ 330 ] - [ 332 ]. Những tác dụng này xảy ra từ từ sau khi ngộ độc CO. Chuột tiếp xúc với 1000 - 3000 ppm CO trong không khí cuối cùng bị mất ý thức và sau khi hồi sức, chúng được tiêm vào màng bụng bằng nước muối giàu H₂ liên tục trong 3 ngày để giảm hiệu ứng chậm trễ của CO, bao gồm viêm mô, rối loạn chức năng nhận thức và sự chết tế bào [ 330]. Trong vòng một tuần sau khi ngộ độc CO, chuột cho thấy mức độ protein cơ bản myelin bị suy giảm, phân tử bộ điều hợp liên kết canxi bị ion hóa (iba1), oxy hóa DNA và tăng protein gây viêm ở vỏ não và mô đồi thị, so với điều khiển bình thường. Tuy nhiên, tiêm nước muối giàu hydro đã cải thiện sự xuất hiện mô học của mô não và làm giảm các dấu hiệu ngộ độc CO được liệt kê ở trên. Điều quan trọng là, các động vật bị nhiễm độc CO đã được tiêm nước muối H₂ cho thấy trí nhớ đã được cải thiện và cải thiện khả năng nhận thức trong thử nghiệm mê cung nước Morris (Morris water maze ) so với các biện pháp kiểm soát không nhiễm độc CO [ 332 ]. Kiểm tra tổn thương não trong mô hình chuột nhiễm độc CO, Shen et al. [ 333 ] thấy rằng tiêm nước muối giàu H₂ làm giảm các sản phẩm peroxid hóa lipid và số lượng tế bào apoptotic được tìm thấy sau khi nhiễm độc CO, đồng thời làm tăng mức độ của các chất chống oxy hóa tế bào nội sinh trong vỏ não và hồi hải mã.

Một ứng dụng khác trong nước muối giàu hydro là làm giảm tác động của sốc xuất huyết, gây ra tưới máu thấp các cơ quan nội tạng, thiếu máu cục bộ và thiếu oxy mô, cùng với việc tạo ra ROS và rối loạn chức năng đa cơ quan [ 334 ]. Sử dụng mô hình chuột để sốc xuất huyết không kiểm soát được gây ra bằng cách chảy máu động mạch và cắt cụt đuôi, Du et al. [ 334 ] đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc tiêm vào màng bụng và tiêm tĩnh mạch dung dịch nước muối giàu H₂ về sự sống còn và sản xuất interleukin-6 huyết tương, yếu tố hoại tử khối u, superoxide effutase và malondialdehyd. Mặc dù tỷ lệ sống sót giữa các nhóm động vật là tương tự, nhưng có sự khác biệt đáng kể về mức độ của các dấu hiệu oxy hóa và mức độ viêm trong máu. Nước muối giàu H₂tiêm vào tĩnh mạch có tác dụng chống viêm và chống oxy hóa vượt trội hơn so với tiêm nước muối giàu H₂ trong màng bụng (p <0,01), mặc dù cả hai đều cung cấp sự bảo vệ chống lại sự giải phóng các chất trung gian gây viêm và tăng các enzyme chống oxy hóa [ 334 ]. Trong một nghiên cứu tiếp theo, Du et al. [ 335 ] so sánh tác dụng bảo vệ của 3 chất lỏng giàu H₂ (dung dịch Ringer giàu H₂, dung dịch tinh bột hydroxyethyl giàu H₂ và dung dịch tinh bột hydroxyethyl hypertonic giàu H₂ ) trên sốc xuất huyết ở mô hình chuột đang nghiên cứu. Người ta phát hiện ra rằng tất cả các giải pháp giàu H₂có hiệu quả hơn so với các chuột đối chứng không dùng hydro của nghiên cứu trong việc giảm các chất trung gian gây viêm và tăng các enzyme chống oxy hóa (p <0,01), và giảm tích lũy bạch cầu đa nhân trung tính trong phế nang, rò rỉ mao mạch và phù nề (p <0,01) [ 335 ].

Hydrogen cũng đã được sử dụng để bảo vệ các dây thần kinh khỏi tác động của chấn thương cơ học và tổn thương do ánh sáng. Chẳng hạn, bệnh thần kinh thị giác do chấn thương là một trong những nguyên nhân phổ biến hơn gây mất thị giác và mù lòa [ 336 ]. Sử dụng mô hình chuột trong chấn thương thần kinh thị giác, đè thần kinh thị giác, Sun et al. [ 301 ] đã xem xét các tác dụng bảo vệ của việc sử dụng các phương pháp điều trị hàng ngày bằng nước muối giàu H₂ lên chức năng thần kinh và các dấu hiệu tổn thương mô. Chức năng thần kinh thị giác được đánh giá thông qua các tiềm năng thị giác gợi lên (Tiềm năng gợi lên hình ảnh) và phản xạ của đồng tử với ánh sáng. Tổn thương mô được đánh giá bằng cách kiểm tra các phần mô cho sự hiện diện của độc tố toxin và gamma synuclein. Nhuộm Deoxynucleotidyl transferase qua trung gian DUTP và nhuộm nhãn (TUNEL) đã được sử dụng để đánh giá quá trình apoptosis của tế bào thần kinh. Những con vật được nhận Nước muối giàu H₂ hàng ngày đã chứng minh là có tổn thương dây thần kinh thị giác ít hơn đáng kể đối với nhuộm gamma synuclein và apoptosis được đánh giá bằng nhuộm TUNEL. Chúng cũng có nồng độ malondialdehyd trong mô thấp hơn (tương ứng, p <0,01 và p <0,05). Động vật uống nước giàu H₂ cho thấy sự cải thiện đáng kể về chức năng thần kinh thị giác, so với động vật đối chứng (p <0,05). Kết quả chỉ ra rằng nước muối giàu H₂ có tác dụng bảo vệ đáng kể đối với các dây thần kinh thị giác sau chấn thương cơ học [ 301 ].

Ánh sáng gây ra tổn hại cho võng mạc cũng đã được cải thiện khi sử dụng nước muối giàu H₂ [ 316 ]. Ánh sáng có cường độ mạnh có thể làm hỏng các tế bào cảm quang trong võng mạc và điều này có liên quan đến tổn thương dư thừa gốc tự do [ 337 ]. Để nghiên cứu ảnh hưởng của nước muối giàu H₂ lên tổn thương võng mạc do ánh sáng, Tian et al. [ 316 ] đã sử dụng ánh sáng có cường độ mạnh đặt vào mắt phải của chuột, trong khi mắt trái được sử dụng làm đối chứng. Động vật không được điều trị hoặc điều trị được tiêm trước bằng nước muối H ₂ vào phúc mạc (nhóm phòng ngừa) hoặc hàng ngày sau khi tiếp xúc với ánh sáng trong 5 ngày (nhóm điều trị), và sau đó thu được các bản chụp điện não đồ (ERG) và mắt của động vật được chuẩn bị cho việc phân chia và kiểm tra bằng kính hiển vi ánh sáng. Tổn hại do ánh sáng có thể được đánh giá bằng ERG và cả hai nhóm động vật dùng nước muối giàu H ₂ đều bị tổn hại ít hơn, do được đánh giá bằng cách giảm biên độ ERG. Chẳng hạn, thiệt hại ánh sáng dẫn đến giảm 70% biên độ ERG, trong khi nhóm phòng ngừa cho thấy giảm 50% biên độ (p <0,001) và nhóm điều trị chỉ giảm 30% (p <0,001). Mô học chỉ ra rằng các động vật bị tổn hại do ánh sáng có tổn thất đáng kể trong biểu mô sắc tố võng mạc, nhưng biểu mô võng mạc trong nhóm điều trị bằng nước muối giàu H₂ là gần như bình thường, và nhóm tiền xử lý H₂ là trung gian giữa các động vật chưa được xử lý và xử lý bằng nước muối giàu H₂ . Sự mất mát trong biểu mô sắc tố võng mạc gần như hoàn toàn do tổn thương nhẹ đối với các tế bào cảm quang võng mạc [ 337 ].

Việc sử dụng Hydro trong y học khẩn cấp đã được nghiên cứu bởi Shen et al. [ 80 ]. Các nhà nghiê cứu báo cáo rằng sử dụng Hydro có một số ứng dụng trong chấn thương khẩn cấp và các tình huống nguy cấp khác. Sau khi thảo luận về các cách thức phân phối hydro khác nhau, Các nhà nghiên cứu kết luận rằng uống nước giàu H₂ là cách thiết thực nhất để tiêu thụ Hydro trong cuộc sống hàng ngày.

Cuối cùng, người ta đã đề xuất rằng các bệnh tâm thần, chẳng hạn như rối loạn lưỡng cực và tâm thần phân liệt, được điều trị bằng hydro. Việc sử dụng hydro để điều trị rối loạn tâm thần đã được đề xuất gần đây bởi Ghanizadeh và Berk [ 338 ]. Vì các bệnh như rối loạn lưỡng cực và tâm thần phân liệt có liên quan đến sự gia tăng quá trình oxy hóa và viêm, nên liệu pháp Hydro hữu ích như một phương pháp trị liệu mới [ 339 ]. Mặc dù các thử nghiệm lâm sàng chưa được tiến hành trong lĩnh vực này, nhưng vấn đề chỉ còn là thời gian trước khi điều này được nghiên cứu với tư cách là một ứng dụng lâm sàng tiềm năng của liệu pháp Hydro.

19. Những nghiên cứu và Kết luận trong tương lai

Tổng quan này và các nghiên cứu khác [ 1 ] [ 2 ] [ 29 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 73 ] [ 77 ] [ 79 ] [ 212 ] đã ghi nhận rằng việc sử dụng Hydro trên lâm sàng hứa hẹn khá nhiều trong điều trị nhiều bệnh cấp tính và bệnh mãn tính và cần thiết, cũng như tiện ích của nó để hỗ trợ duy trì tốt cho sức khỏe. Những gì bắt đầu tại Nhật Bản và Viễn Đông (các quốc gia Đông Á) như là kết quả sơ bộ về việc sử dụng hydro trên lâm sàng hiện vẫn tiếp tục tại đó và ở những nơi khác, đến mức hiện nay có một số nghiên cứu khoa học và lâm sàng quan trọng đã sử dụng hydro để hỗ trợ như một thành phần chính hoặc hỗ trợ chăm sóc lâm sàng.

Với đặc tính chống oxy hóa mạnh mẽ và độc đáo, khả năng điều hòa gen và tốc độ khuếch tán nhanh qua các hàng rào mô và tế bào, cũng như hồ sơ an toàn tuyệt vời của nó, hydro có nhiều đặc điểm độc đáo khiến nó rất có giá trị sử dụng trong y học và sức khỏe. Tính chất tác động lên cả cơ thể và khả năng thâm nhập tuyệt vời của Hydro, cho phép Hydro trở nên hiệu quả trong điều kiện lưu lượng máu kém và các tình huống khác làm hạn chế nhiều loại phương pháp điều trị toàn thân khác.

Biện minh lâm sàng cho sử dụng Hydro đang phát triển là bởi vì:

1) Mất cân bằng oxi hóa khử và sản sinh quá mức của ROS và RNS (làm tăng stress oxy hóa) có liên quan đến nhiều cơ chế sinh lý bệnh dẫn đến nhiều tình trạng bệnh lý và bệnh tật. Hydrogen rất hữu ích vì các đặc tính mạnh mẽ của nó là làm sạch gốc tự do, điều đó làm giảm đáng kể các chất oxy hóa tế bào khỏe, nhưng nó không ảnh hưởng đến các tín hiệu chuỗi phản ứng hóa sinh quan trọng mà tùy thuộc vào các chất oxy hóa tế bào yếu.

2) Hydrogen hiệu quả trong việc giảm các dấu hiệu và triệu chứng và cải thiện chất lượng cuộc sống trong nhiều tình trạng lâm sàng. Bởi vì hầu hết các tác động của nó thường là gián tiếp, chẳng hạn như giảm stress oxy hóa dư thừa, hydro rất hữu ích cho nhiều tình trạng lâm sàng rõ ràng không liên quan có liên quan đến mất cân bằng oxy hóa khử. Thông thường những điều kiện này không có phương pháp điều trị dứt điểm để loại bỏ bệnh tật. Trong những trường hợp như vậy, hydro có thể được sử dụng kết hợp với các liệu pháp ít hiệu quả hơn để cải thiện kết quả lâm sàng.

3) Có lẽ tính chất hữu ích nhất của nó là hydro không can thiệp vào các cơ chế cơ bản của hầu hết các phương pháp điều trị lâm sàng. Do đó, giá trị thực sự của nó có thể là trong liệu pháp bổ trợ, cùng với các phương pháp điều trị tiêu chuẩn cho nhiều tình trạng lâm sàng.

4) Một yếu tố quan trọng là sự an toàn của Hydro và không có tác dụng phụ nào của hydro được mô tả. Điều này cũng rất phù hợp, bởi nhiều loại thuốc bị hạn chế sử dụng vì độc tính, phản ứng bất lợi và đặc điểm đáp ứng liều không thuận lợi. Hydrogen hoàn toàn không có những vấn đề này.

5) Sự dễ dàng của việc sử dụng hydro là một đặc tính hữu ích. Đây là nơi mà nước giàu H₂ có lợi thế hơn các phương pháp phân phối hydro khác. Uống nước giàu H₂ có thể được thực hiện trên cơ sở lâu dài mà không có bất kỳ yêu cầu đặc biệt nào đối với việc áp dụng.

Nghiên cứu cơ bản và lâm sàng về việc sử dụng Hydro cho các bệnh cấp tính và mãn tính sẽ tiếp tục cải thiện sự am hiểu của chúng ta về cơ chế hoạt động của liệu pháp Hydro:

1) Hydrogen có thể thúc đẩy những thay đổi trong biểu hiện và mức độ của các protein cụ thể bằng cách điều chỉnh biểu hiện gen. Đặc biệt quan trọng là Hydro có thể ức chế hoặc thay đổi mô hình biểu hiện của protein pro-viêm, pro-dị ứng, prooptotic và pro-oxy hóa. Nhiều, nếu không phải hầu hết, các protein này được biểu hiện vượt mức trong một loạt các bệnh mãn tính và bệnh cấp tính. Hydro thay đổi biểu hiện của các protein như thế nào, cụ thể vẫn là một câu hỏi quan trọng hiện đang là một chủ đề nghiên cứu trong một số phòng thí nghiệm.

2) Các thụ thể tế bào đối với hydro và các cơ chế hoạt động của hydro ở cấp độ màng tế bào, enzyme, tổng hợp protein và điều hòa gen sẽ phải được nghiên cứu. Người ta thực sự biết rất ít về những tương tác phân tử liên quan đến hydro bên trong tế bào và mô. Điều này cũng sẽ phải được nghiên cứu đầu tiên trong các mô hình in vitro đơn giản để cuối cùng hiểu được các môi trường in vivo phức tạp hơn.

3) Hydrogen có thể nhanh chóng thâm nhập vào các mô và tế bào. Cần nghiên cứu thêm để theo dõi mức độ hydro thực tế trong các mô vi tuần hoàn và mô đích, đặc biệt là khi hydro được sử dụng trong thời gian dài. Chúng ta chưa biết mức độ sử dụng Hydro phân phối trạng thái ổn định và nồng độ hydro hiệu quả trong các mô và tế bào khác nhau.

4) Việc sử dụng lâm sàng của Hydro phải được nghiên cứu thêm. Hầu hết các nghiên cứu được công bố về hydro đã sử dụng các mô hình động vật. Mặc dù điều này đã vô cùng hữu ích, nhưng giờ là lúc chuyển trọng tâm nghiên cứu sang những bệnh nhân mắc bệnh lâm sàng cấp tính và mãn tính.

5) Có một số ưu điểm và nhược điểm theo nhiều cách khác nhau mà hydro được sử dụng, và điều này cần được nghiên cứu thêm. Mặc dù hít khí H₂ có một lợi thế ở chỗ nó dễ sử dụng; nó cũng có một số nhược điểm, chẳng hạn như khả năng tái tạo của việc cung cấp cùng một liều H₂ ở những bệnh nhân khác nhau do sự thay đổi về số lượng có hiệu quả đạt đến vi tuần hoàn và mô. Nó cũng đòi hỏi các bình chứa áp suất cao và bộ điều chỉnh áp suất để cung cấp lượng khí Hydro cần thiết và bệnh nhân phải sử dụng mặt nạ hoặc ống thông mũi. Mặt khác, Nước giàu H₂có thể được phân phối dễ dàng và chính xác mà không cần bất kỳ thiết bị đặc biệt nào. Với bất kỳ phương pháp phân phối nào, có vấn đề về việc biết nồng độ hydro hiệu quả đến được các mô đích và đây sẽ vẫn là một chủ đề nghiên cứu quan trọng.

6) Việc tăng cường sử dụng các thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên có kiểm soát sẽ cải thiện kiến thức của chúng ta về lợi ích của Hydro đối với các tình trạng cấp tính và mãn tính khác nhau. Cho đến gần đây, một vài thử nghiệm lâm sàng đã sử dụng các tiêu chí khắt khe để đánh giá hiệu quả lâm sàng. Nhiều thử nghiệm đã được liệt vào trong dự kiến, và điều này được dự kiến cho các nghiên cứu lâm sàng ban đầu. Trong tương lai, người ta hy vọng rằng các thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên, mù đôi, được kiểm soát giả dược được thiết kế cẩn thận hơn (và đắt tiền hơn) sẽ cần thiết để xác nhận lợi ích lâm sàng của hydro.

Cuối cùng, việc sử dụng hydro cho các tình trạng y tế cấp tính và mãn tính đang nhanh chóng bị chặn lại khi sử dụng hydro để duy trì sức khỏe, tập thể dục và hoạt động thể chất, cũng như lão hóa. Những lĩnh vực sử dụng hydro này sẽ tiếp tục tăng lên và sau cùng sẽ làm giảm bớt việc sử dụng hydro trong lâm sàng trong xã hội hiện nay của chúng ta.

Sự Công nhận

Công trình này đã được tài trợ một phần từ các khoản tài trợ và quyên góp của Viện Y học phân tử (GLN), các khoản tài trợ từ Chương trình hợp tác quốc tế ANII-PEDECIBA-CSIC Udelar (từ GLN và GF), CSIC I + D 146 (từ GF) và 1 khoản trợ cấp từ Naturally Plus Hoa Kỳ (USA) - cung cấp nước IZUMIO (từ RS và GLN).

Các từ viết tắt

8-OHdG - 8 hydroxydeoxyguanosine;

AKI - Chấn thương thận cấp tính;

ALI - Chấn thương phổi cấp tính;

BAP - Tiềm năng chống oxy hóa sinh học;

CO - Carbon monoxide;

DMD - loạn dưỡng cơ;

ERG - Điện não đồ;

GMH - Ma trận mầm;

GvHD - Bệnh ghép so với vật chủ;

H - Hydrogen;

HDL - Lipoprotein mật độ cao;

HO-1 - Heme oxyase-1;

IC / PBS - Viêm bàng quang kẽ / hội chứng bàng quang đau;

I / R - Thiếu máu cục bộ/tái tưới máu;

LDL - Lipoprotein mật độ thấp;

MDA - Malondialdehyd;

MetSyn syndrome - Hội chứng chuyển hóa;

mKATP ― kênh ATP-kali;

MM - Bệnh cơ lạp thể;

NEC - Viêm ruột hoại tử;

Nrf2 - Yếu tố hạt nhân-erythroid 2 yếu tố liên quan đến p45;

mPTP - Lỗ chân lông thấm qua ti thể;

mKATP - kênh ATP-kali;

MMP - Matrix metallicoproteinase;

mPTP – Sự mở lỗ chân lông của ty thể;

MPO - Myeloperoxidase;

NMDA - N-methyl-D-aspartate;

NO - Oxit nitơ;

PD - Bệnh Parkinson;

PM / DM - Viêm đa cơ / viêm da cơ;

QOL - Chất lượng cuộc sống;

RA - Viêm khớp dạng thấp;

RNS - Loài nitơ phản ứng;

ROS - Loài oxy phản ứng;

SOD - Superoxide disutase;

T2DM - Đái tháo đường týp 2;

TBI - Chấn thương sọ não;

Deoxynucleotidyl transferase qua trung gian DUTP và dán nhãn TUNEL

Tài liệu tham khảo

[ 1]	Ohta, S. (2015) Phân tử Hydrogen như một chất chống oxy hóa mới lạ: Tổng quan về những lợi thế của hydro cho các ứng dụng y tế. Các phương pháp trong Enzymology, 555, 289-317. http://dx.doi.org/10.1016/bs.mie.2014.11.038

[ 2 ]	Ohta, S. (2014) Oxy phân tử như một loại khí y tế dự phòng và trị liệu: Khởi đầu, phát triển và tiềm năng của y học hydro. Dược lý và Liệu pháp, 144, 1-11. http://dx.doi.org/10.1016/j.pharmthera.2014.04.006

[ 3 ]	Zhai, X., Chen, X., Ohta, S. và Sun, X. (2014) Đánh giá và triển vọng về tác dụng y sinh của hydro. Nghiên cứu về khí y tế, 4, Điều 19. http://dx.doi.org/10.1186/s13618-014-0019-6

[ 4 ]	Pilcher, JE (1888) Về chẩn đoán thủng đường tiêu hóa bằng cách bơm trực tràng của khí hydro. Hàng năm của phẫu thuật, 8, 190-204. http://dx.doi.org/10.1097/00000658-188807000-00087

[ 5 ]	Ohsawa, I., Ishikawa, M., Takahashi, K., Watanabe, M., Nishimaki, K., Yamagata, K., Katsura, K., Katayama, Y., Asoh, S. và Ohta, S. ( 2007) Hydrogen hoạt động như một chất chống oxy hóa trị liệu bằng cách chọn lọc giảm các nguyên tố oxy gây độc tế bào. Y học tự nhiên, 13, 688-694. http://dx.doi.org/10.1038/nm1577

[ 6 ]	Christensen, H. và Sehested, K. (1983) Phản ứng của Hydroxyl Radicals với hydro ở nhiệt độ cao. Tạp chí Hóa học vật lý, 87, 118-120. http://dx.doi.org/10.1021/j100224a027 .................................