Duyuru

***maturidi*** · 27 June 2019, 13:41

Antioksidandır ve Beyin Hasarına Karşı Önleyicidir

Koruyucu ve tedavi edici bir tıbbi gaz olarak moleküler hidrojen: hidrojen tıbbının başlatılması, geliştirilmesi ve potansiyeli

Soyut

Moleküler hidrojen (H2) vücudumuzda atıl ve işlevsel olmayan bir molekül olarak kabul edilmiştir. H2'nin hücrelerde hidroksil radikalleri gibi güçlü oksidanlarla reaksiyona girdiğini ve önleyici ve terapötik uygulamalar için potansiyelini önerdiğini göstererek bu kavramı değiştirdik. H2'nin kapsamlı etkiler sergileyen bir takım avantajları vardır: H2 hızla dokulara ve hücrelere yayılır ve ne metabolik redoks reaksiyonlarını rahatsız etmek ne de sinyal reaktif oksijen türlerini etkilemek için yeterince hafiftir; bu nedenle, H2'nin hiçbir olumsuz etkisi olmamalıdır. H2'yi tüketmek veya tüketmek için birkaç yöntem vardır; H2 gazı solumak, H2-çözünmüş su (H2-su) içmek, H2-çözünmüş salin enjekte etmek (H2-salin), bir H2 banyosu almak veya gözlere H2-salin damlatmak. Biyolojik ve tıbbi yararları üzerine sayısız yayın, H2'nin oksidatif stresi yalnızca güçlü oksidanlarla doğrudan reaksiyonlarla değil, aynı zamanda çeşitli gen ifadelerini düzenleyerek dolaylı olarak azalttığını da ortaya koydu. Ayrıca, gen ifadelerini düzenleyerek H2, bir anti-enflamatuar ve anti-apoptotik olarak işlev görür ve enerji metabolizmasını uyarır. Model hayvan deneyleri ile elde edilen artan kanıtlara ek olarak, kapsamlı klinik incelemeler yapıldı veya inceleme altında. Çoğu ilaç özellikle hedeflerine göre hareket ettiğinden, H2 geleneksel farmasötik ilaçlardan farklı görünmektedir. Büyük etkinliği ve yan etkisi olmaması nedeniyle H2, birçok hastalığa karşı klinik kullanım için umut verici bir potansiyele sahiptir.

1. Giriş

Moleküler hidrojen (H2, dihidrojen veya hidrojen gazı), memeli hücrelerinde vücut sıcaklığında etkisiz bir gaz gibi davrandığı kabul edilmiştir. Aslında, H2 vücut sıcaklığında katalizör yokluğunda oksijen gazı dahil olmak üzere hiçbir biyolojik bileşikle reaksiyona girmediği görülüyor. Öte yandan, bazı bakterilerde H2, elektron sağlamak için bir enerji kaynağı olarak enzimatik olarak katabolize edilir veya bazı anaerobik metabolizmaların bir ürünüdür. Bu reaksiyonlar genellikle hidrojenaz adı verilen demir veya nikel içeren enzimler tarafından katalize edilir. Aksine, memelilerin fonksiyonel hidrojenaz genleri yoktur (Fritsch ve diğerleri, 2013). Bu nedenle, H2'nin hücrelerimizde işlevsel olmadığı düşünülmektedir.

Bu kavramı, 2007’deki bir yayında, H2’nin, hidroksil radikal (OH) ve peroksinit (ONOO -) gibi yüksek güçlü oksidanları selektif olarak azaltarak ve H2’nin oksidatif strese karşı sitoprotektif etkiler gösterdiğini belirterek terapötik ve önleyici bir antioksidan olarak davrandığını açıkladık. Ohsawa ve diğerleri, 2007). O zamandan beri, çok sayıda çalışma H2'nin terapötik ve önleyici etkilerini araştırmıştır. Bu yayınlanmış makaleler, neredeyse tüm organlarda oksidatif strese karşı birçok biyolojik etkiyi kapsamaktadır (Ohta, 2011, Ohta, 2012). Ayrıca, H2'nin, anti-enflamatuar, anti-apoptotik ve anti-alerjik etkileri içeren daha fazla fonksiyona sahip olduğu ve H2'nin, model hayvanların çoğu dokusunda enerji metabolizmasını uyardığı ortaya konmuştur. 2013 yılına kadar, biyolojik veya tıbbi açıdan faydalı etkilerine ilişkin yayınların sayısı artmıştır ve Şekil 1'de gösterildiği gibi ~ 300'ü aşmıştır. Önceki derleme makalelerinde, temel olarak çeşitli hücresel ve hayvan deneyleri tanıtılmıştır (Ohta, 2011, Ohta, 2012).

Şekil 1. Her yıl moleküler hidrojenin biyolojik etkileri üzerine yapılan yayınların sayısı.

Model hayvan deneyleri ile ilgili yayınlara ek olarak, klinik muayenelerle ilgili 10'dan fazla makale yayınlanmıştır. Bu nedenle, bu makale gerçek uygulamalara yönelik son klinik muayenelerin sonuçlarını gözden geçirecektir. Dahası, bu derleme makalede H2'nin biyolojik etkilerinin keşif süreci geriye bakacak ve H2'nin etkilerini açıklamak için olası mekanizmalar önerilecektir.

2. Patojenik kaynaklar ve fizyolojik roller olarak oksidatif stres

2.1. Patojenik kaynaklar olarak oksidatif stres
Her aerobik organizmada oksidatif fosforilasyon ile enerji metabolizmasının bir yan ürünü olarak günlük yaşamımız boyunca vücudun içinde reaktif oksijen türleri (ROS) üretilir. Bazen, sigara içme veya hava kirliliği, ultraviyole ışınlarına veya ışınlama ışınlarına maruz kalma, sert egzersiz, fiziksel veya psikolojik stres vb. Gibi fazla ROS üretilir (Liu ve diğerleri, 1996, Agarwal, 2005, Harma ve diğerleri, 2006). , Tanriverdi ve diğerleri, 2006, Grassi ve diğerleri, 2010). ROS aşırı üretildiğinde veya endojen antioksidan kapasitesi azaldığında, ayırt edici olmayan oksidasyon zararlı etkiler yaratarak “oksidatif stres” ile sonuçlanır. Akut oksidatif stres çeşitli farklı durumlardan kaynaklanır: iltihaplanma, kalp veya beyin enfarktüsünde iskemi reperfüzyonu, organ transplantasyonu ve operatif kanamanın kesilmesi veya diğerleri (Ferrari ve diğerleri, 1991, Vaziri ve Rodriguez-Iturbe, 2006, Reuter ve ark. , 2010). Montaj delilleri, kronik oksidatif stres ile malign hastalıklar, diyabetes mellitus, ateroskleroz ve kronik enflamatuar süreçlerin yanı sıra birçok nörodejeneratif hastalıklar ve yaşlanma süreci de dahil olmak üzere çok çeşitli patolojiler arasında güçlü bağlantılar olduğunu göstermiştir (Andersen, 2004, Bagul ve Banerjee, 2013). , El Assar ve diğerleri, 2013, Kim ve Byzova, 2014). Normal koşullar altında, yorucu egzersiz tarafından indüklenen ROS, kas yorgunluğuna neden olur (Westerblad ve Allen, 2011).

2.2. Oksijen türlerinin oluşum süreci

ROS üretilmesinde ilk adım olarak, süperoksit anyon radikalleri (O2−), çoğunlukla mitokondriyal elektron taşıma zincirinden elektron sızıntısı sonucu oluşan birincil ROS'dur (Finkel ve Holbrook, 2000, Turrens, 2003, Andersen, 2004, Lin ve Beal, 2006). ). Superoksit dismutaz (SOD) enzimatik olarak O2'yi hidrojen (peroksit (H2O2) 'ye dönüştürür, bu su (H20) üretmek için metabolize edilir. Fe2 + ve Cu + gibi katalitik olarak aktif metallerin varlığında Fenton veya Weiss reaksiyonu yoluyla H2O2'den çok reaktif OH üretilir (Halliwell ve Gutteridge, 1992). O2−'nin nitrik oksitle (NO) reaksiyonu çok aktif bir azot türü olan (RNS) ONOO− üretir (Radi, 2013). OH, doğrudan reaksiyonla veya serbest radikallerin zincir reaksiyonunu tetikleyerek biyomoleküllerin oksidasyon ve tahribatının ana nedenidir (Lipinski, 2011). Kozmik ışınlar da dahil olmak üzere iyonlaştırıcı radyasyon, radyoliz olarak adlandırılan bir işlem olan su ile etkileşimi yoluyla zararlı bir ara madde olarak da OH üretir (Schoenfeld ve diğerleri, 2012, Schoenfeld ve diğerleri, 2011).

NADPH oksidazlar, sitokrom p450'ler, lipoksijenaz, siklooksijenaz ve ksantin oksidaz dahil olmak üzere diğer enzimler de immüno veya detoksifiye sisteminde ROS oluşumuna katılırlar (Droge, 2002).

2.3. H2O2'nin fizyolojik rolleri

Yukarıda bahsedildiği gibi, ROS'un tarihsel olarak hücresel hasara neden olduğuna ve fizyolojik işlevlerin bulunmadığına inanılıyordu. Gerçekten de, ROS tarafından oksidatif hasarın birikmesi, yukarıda bahsedildiği gibi birçok patolojiye bağlanmıştır. Bununla birlikte, hücresel redoks homeostazı, ROS üretimi ve antioksidan sistem arasında hassas bir dengedir (Bashan ve diğerleri, 2009, Brewer ve diğerleri, 2013). Oksidatif stres şimdi çok çeşitli fizyolojiyi düzenleyen sinyal molekülleri olarak işlev görmektedir (Liu ve diğerleri, 2005, Bell, Klimova, Eisenbart, Moraes ve diğerleri, 2007, Bell, Klimova, Eisenbart, Schumacker ve Chandel, 2007). ). H2O2'nin sitokin, insülin, büyüme faktörü, AP-1, c-Jun N-terminal kinaz 1 (JNK1), p53 ve nükleer faktör kappa B (NF-κB) sinyalleşmesi ve fosfataz inaktivasyonunu teşvik etmesi için gerekli olduğu gösterilmiştir. sistein oksidasyonu (Finkel, 1998, Chandel, Trzyna, McClintock ve Schumacker, 2000, Chandel, Vander Heiden, Thompson ve Schumacker, 2000). Bu reaksiyonlar, ROS'un sinyal yollarına çarpabileceği makul bir biyokimyasal mekanizma sağlar. ROS'a bağlı sinyallemenin çeşitli sistemlerde önemini vurgulayan çok sayıda rapor vardır (Salganik, 2001, Sauer ve diğerleri, 2001, Collins ve diğerleri, 2012).

Ek olarak, H2O2 ve NO kaynaklı oksidatif stres, oksidatif strese karşı hücreleri korumak için anti-oksidasyon ve toleransla ilgili enzimleri indükler (Endo vd., 2009, Ristow ve Zarse, 2010). Örneğin, NF-E2 ile ilişkili faktör 2'nin (Nrf2) çekirdeğe translokasyonu, oksidatif strese karşı savunma sistemlerinde yer alan gen ekspresyonunun düzenlenmesini sağlar (Jazwa & Cuadrado, 2010) ve ağır metaller (Gan & Johnson, 2013) Ayrıca, H2O2 hücresel farklılaşmayı düzenleyen kilit bir faktördür (Tsukagoshi ve ark., 2010, Tormos ve ark., 2011), bağışıklık sistemi (West ve ark., 2011, Zhou ve ark., 2011), otofaji (Li ve ark. ve diğerleri, 2012, Garg ve diğerleri, 2013) ve apoptoz (Mates ve diğerleri, 2012). Bu nedenle, homeostazı korumak için H2O2'yi tamamen ortadan kaldırmamak çok önemlidir.

2.4. İdeal bir antioksidanın keşfi

Her ne kadar antioksidan tedavi veya çeşitli hastalıkların önlenmesi, oksidatif hasarın klinik önemi nedeniyle beklense de, antioksidanlar sınırlı bir terapötik başarıya sahiptir (Steinhubl, 2008). Antioksidan takviyeleri, kanser, miyokard enfarktüsü ve aterosklerozun önlenmesi üzerinde çok az etki göstermiştir, ancak bunun tersine mortaliteyi arttırmıştır (Bjelakovic ve ark., 2007, Hackam, 2007, Brambilla ve ark., 2008, Steinhubl, 2008, Hercberg ve ark., 2010). ); bu nedenle, oksidatif strese bağlı hastalıkların önlenmesi için etkili bir antioksidan geliştirmedeki yan etkilerin farkında olmak çok önemlidir.

Bu koşullar altında, ideal bir antioksidan molekülün aşırı oksidatif stresi hafifletmesi bekleniyor, ancak redoks homeostazını rahatsız etmiyor. Başka bir deyişle, ideal molekül H2O2 gibi sinyal moleküllerini azaltmamalı, OH gibi güçlü oksidanları etkili bir şekilde azaltmalıdır. Deneylerden sonra, ideal antioksidanın H2 olabileceği sonucuna vardık.

3. Moleküler hidrojenin biyolojik etkilerinin keşfi

İdeal antioksidan arama işlemi sırasında, pH'ı, O2 ve CO2 konsantrasyonlarını veya diğer koşulları değiştirmeden H2'yi kültür ortamına verdik. Kültürlenmiş PC12 hücreleri, mitokondriyal elektron translokasyon zincirinin bir önleyicisi olan antimisin A ile muamele edilerek oksidatif strese maruz bırakıldığında, hücreler görünüşte oksidatif strese cevap olarak kısa lifleri küçültür ve uzatır (Şekil 2A). Buna karşılık, hücreler H2 varlığında inhibitör ile tedavi edildiğinde, hücreler şekillerini değiştirmedi (Şekil 2B). H2-ortamından H2 gazı giderilmiş ortamda, hücreler tekrar oksidatif strese cevap verdi. Bu bulgu, H2'nin orijinal ortamda hiçbir bileşeni etkilemediğini ancak hücrelere doğrudan etki ettiğini göstermektedir. İlk denemenin bu bulgusu ile H2'nin gerçek klinik kullanım için büyük potansiyele sahip olduğunu öngörüyoruz.

Şekil 2. Ortamda (A) veya (B) hidrojensiz antimisin A ile muamele edilerek oksidatif strese maruz kalmış kültürlenmiş PC12 fotoğrafları.

Bu deneyden sonra, kültürlenmiş hücrelerde H2'nin hedefini belirlemeye çalıştık. Kültür ortamında çözünen H2, sırasıyla MitoSOX ve diklorofloresein-diasetat (DCF-DA) 'nın floresan sinyalleri tarafından değerlendirildiği üzere, O2− ve H202'nin hücresel seviyelerini değiştirmedi. Ek olarak, H2 hücresel NO seviyesini düşürmedi. Buna karşılık, H2 işlemi, hidroksifenil floresan (HPF) 'nin floresan sinyalindeki düşüşe göre değerlendirildiği gibi, OH seviyelerini önemli ölçüde düşürmüştür (Setsukinai et al., 2003). Ayrıca, hücresel OH seviyesindeki H2'deki azalma, döndürme yakalama teknolojisi ile doğrulandı (Halliwell ve Gutteridge, 1992).

ROS'un seçici indirgemesi, yayınlanan verilere göre profillenmiş Şekil 3'te gösterildiği gibi OH'nin belirgin oksidatif kuvveti ile açıklanabilir (Setsukinai et al., 2003). Bu, OH'nin inert H2 ile bile reaksiyona girecek kadar güçlü olduğu, fakat faaliyetlerine göre O2−, H2O2 ve NO'nın H2 ile reaksiyona girmediği anlamına gelir. Başka bir deyişle, H2, ne metabolik redoks reaksiyonlarını bozacak ne de hücresel sinyalleşmede işlev gören ROS'u etkileyecek kadar hafiftir.

Fiekil 3. Her reaktif oksijen ve azot türünde nispi oksidatif faaliyetler. Bu grafik, önceki bir yayındaki verilere dayanarak gösterilmektedir (Setsukinai ve ark. 2003).

4. Moleküler hidrojen alımının yöntemleri
4.1. Moleküler hidrojen güvenliği
Önceki derlemelerde, H2'nin kimyasal bir element olarak doğası özetlenmiştir (Ohta, 2011, Ohta, 2012). Burada, tıbbi kullanım için H2'nin güvenliği ile ilgili olarak şu noktaya dikkat edilmelidir: H2 gazı yalnızca 527 ° C'den yüksek sıcaklıklarda yanıcıdır ve yalnızca patlayıcı H2 konsantrasyonu aralığında O2 ile hızlı zincir reaksiyonu ile patlar (4- % 75, hacim / hacim). Bu nedenle, H2 fazla endişe duymadan tıbbi uygulamalar için çeşitli alım yöntemleriyle kullanılabilir, çünkü% 1-4 H2 gazı solunması büyük etkinlik gösterir (Ohsawa ve diğerleri, 2007, Hayashida ve diğerleri, 2008).

4.2. Hidrojen gazının solunması

H2 gazının solunması basit bir terapötik yöntemdir. H2 gazı bir ventilatör devresi, yüz maskesi veya burun kanülü yoluyla solunabilir. Solunan H2 gazı hızlı etki ettiğinden, akut oksidatif strese karşı savunma için uygun olabilir. Özellikle, gazın solunması kan basıncını etkilemez (Ohsawa et al., 2007); Öte yandan, ilaçların damla infüzyonu kan basıncını arttırmakta ve miyokard enfarktüsünün tedavisi sırasında ciddi engellere neden olmaktadır.

Bir klinik inceleme ile Ono ve ark. % 3-4 H2 gazı solunmasının sırasıyla 20 dakika içinde arteriyel ve venöz kanda yaklaşık 10–20 μM'de platoya ulaştığını ve herhangi bir olumsuz etki göstermediğini gösterdi (Ono ve ark., 2012a). .

4.3. Hidrojen suyu içerek ağızdan alım

H2 gazının solunması, günlük kullanımda koruyucu kullanım için sürekli H2 tüketimi için uygun olmayabilir veya pratik olmayabilir. Buna karşılık, çözündürülmüş H2 (H2 ile çözünmüş su; yani H2-su) H2'yi almanın portatif, kolay uygulanan ve güvenli bir yol olması nedeniyle faydalı olabilir (Nagata ve diğerleri, 2009, Nakashima-Kamimura ve diğerleri, 2009). ). H2, pH değiştirmeden oda sıcaklığında atmosferik basınç altında 0,8 mM'ye (1,6 mg / L) kadar suda çözünebilir. Her ne kadar doymuş H2-su içen ad libitum seyreltikten daha etkiliyse de, 80 μM H2-su obezitenin iyileştirilmesinde hala etkili olmuştur (Kamimura ve ark., 2011).

H2-su birkaç yöntemle yapılabilir: H2 gazını yüksek basınç altında suya akıtmak, H2'yi üretmek için elektrolize su ve magnezyum metalinin ya da hidrürünün su ile reaksiyona sokulması. Bu yöntemler sadece suya değil diğer solventlere de uygulanabilir. H2, herhangi bir teknenin camına ve plastik duvarlarına kısa sürede nüfuz ederken, alüminyum kaplar hidrojen gazını uzun süre tutabilir.

4.4. Hidrojen salin enjeksiyonu

H2 intravenöz veya periton içine enjekte edilebilir, bu da H2'nin salin (H2 ile çözünmüş salin) olarak enjekte edilebilir, bu da H2'nin model hayvanlarda büyük bir etkinliğe sahip olmasını sağlar (Cai ve diğerleri, 2009, Sun ve diğerleri, 2011a, Sun ve diğerleri, 2011b). , Li, Ji ve arkadaşları, 2013).

Nagatani ve diğ. Akut iskemik inme nedeniyle hastaneye yatırılan 38 hastada açık etiketli, prospektif, randomize olmayan bir intravenöz H2 uygulaması çalışması gerçekleştirildi. Tüm hastalara akut iskemik inme tanısı konduktan hemen sonra bir H2 intravenöz solüsyonu (günde iki kez 200 mL) verildi. Bu çalışmadan elde edilen veriler, bir H2 intravenöz çözeltisinin, doku-plazminojen aktivatörü (t-PA) ile tedavi edilen hastalar da dahil olmak üzere, akut serebral enfarktüslü hastalar için güvenli olduğunu göstermiştir (Nagatani ve ark., 2013).

4.5. Moleküler hidrojenin difüzyonla doğrudan dahil edilmesi: Göz damlası, banyo ve kozmetik

Alternatif olarak, H2 yüklü göz damlaları, H2'nin salin içerisinde çözündürülmesi ve doğrudan oküler yüzeye tatbik edilmesiyle hazırlandı (Oharazawa ve diğerleri, 2010, Kubota ve diğerleri, 2011).

Hidrojenin desteklediği bir su banyosu kullanarak soğuk muhafaza sırasında kalp greftlerine H2 verilmesi, soğuk iskemi ve reperfüzyona bağlı olarak etkili bir şekilde iyileştirilmiş miyokard hasarı. Soğuk hava deposu sırasında organları H2 ile doyuran bu cihaz, nakil sırasında olası terapötik ve önleyici kullanım için daha fazla araştırma yapılmasını sağlar (Noda ve diğerleri, 2013).

H2 cilde kolayca nüfuz etmeli ve vücutta kan akımıyla dağılmalıdır. Bu nedenle, çözünmüş H2 ile ılık su banyosu almak, H2'yi günlük yaşamda vücuda dahil etme yöntemidir. Aslında, H2 banyoları üreten tozlar Japonya'da ticari olarak temin edilebilir.

5. Moleküler hidrojen hareketinin izlenmesi

H2'nin potansiyel bir antioksidan olarak birçok avantajı vardır. Biyo-zarlara nüfuz etme ve sitozole yayılma kendi fiziksel kabiliyetine sahip olan uygun dağılım özelliklerine sahiptir. H2, nükleer DNA ve mitokondriyi korumak için hızla çekirdeğe ve mitokondriye ulaşır (Ohsawa et al., 2007). Üstelik, çoğu antioksidan bileşiğin yapamamasına rağmen, H2 kan-beyin bariyerinden geçer.

Kandaki H2, aşağıdaki yöntemle izlenebilir; venöz veya arteriyel kan, ölü boşluğu olmayan kapalı bir alüminyum çantada toplanır, ardından belirli bir hacim Torbanın içine hava. Kandan aktarılan hava fazındaki H2, gaz kromatografisi ile ölçülebilir. H2'nin inhalasyonu, aslında H2 gaz konsantrasyonuna bağlı bir şekilde arter kanında çözünen H2'yi arttırdı ve venöz kandaki H2 seviyeleri, arter kanından daha düşüktü; arteriyel ve venöz kan arasındaki farklı seviye dokulara dahil edilen ve tüketilen H2 miktarını gösterir (Ohsawa et al., 2007).

Bir klinik muayenede, Ono ve ark. ayrıca arteriyel ve venöz kan arasında H2 konsantrasyonlarında bir fark olduğunu göstermiştir (Ono ve ark., 2012a).

H2'nin gaz difüzyonu, belirli bir elektrot ile tespit edilerek çeşitli dokular içerisinde izlenebilir. Örneğin, sıçan miyokardında H2 konsantrasyonu izlenmiştir. Elektrot, koroner arter tıkanmasından sonra H2'nin iskemik miyokard alanına difüzyonunu tahmin etmek için enfarktüs için “risk altındaki” bölgeye yerleştirildi. H2 konsantrasyonu, koroner arter tıkanmasıyla bile difüzyonuyla artmıştır (Hayashida ve ark., 2008).

Dahası, H2'yi doğrudan retinaya uygulamak için çözünmüş H2 ile göz damlaları tasarladık ve sklera boyunca sıçanlarda vitreus gövdesine sokulan iğne şeklindeki bir hidrojen sensörü elektrotu kullanarak H2 seviyelerindeki değişimlerin zamanını izledik. H2, normal salin içindeki doymuş H2'yi uygulayarak vitröz gövdeye ulaşabilir. Sürekli olarak H2 göz damlası tatbik edildiğinde, oküler yüzeyde yaklaşık% 70 H2 tespit edildi (Oharazawa ve ark. 2010).

Bir sıçanın midesine H2 ile doymuş su yerleştirildiğinde, kanda birkaç μM'de H2 tespit edildi (Nagata ve diğerleri, 2009, Nakashima-Kamimura ve diğerleri, 2009). Dahası, hepatik H2, iğne tipi bir hidrojen elektrotu ile izlendi ve hepatik glikojen, H2-suyla oral uygulamadan sonra H2'yi muhafaza etti; kısmen, kısa bir bekleme süresi boyunca az miktarda bir H2'nin tüketilmesinin neden çeşitli hastalık modellerini etkili bir şekilde iyileştirebileceğini açıkladı ( Kamimura ve arkadaşları, 2011).

Yedi yetişkin gönüllü H2-su içtiğinde, soluk alma sürelerinin H2 içeriği yarı iletken bir gaz kromatografisi ile ölçülmüştür (Shimouchi ve ark., 2012). H2-su alımı hızlı bir şekilde nefes alımını takiben H2 içeriğini maksimum 10 dakika sonra maksimum seviyeye yükseltti ve daha sonra 60 dakika içinde başlangıç seviyesine düştü. Deneysel işlemler sırasında sudaki H2 kaybı, H2'nin% 3 veya daha azını oluşturmaktadır. Deri yüzeyinden H2 salınımının yaklaşık% 0.1 olduğu tahmin edildi. Kalan H2 kütle dengesine dayanarak, içilen H2'nin yaklaşık% 40'ı vücutta tüketilmiştir. Bu rapor, eksojen H2'nin en azından kısmen OH gibi oksijen radikalleri tarafından yakalandığını göstermektedir (Shimouchi ve diğerleri, 2012).

6. Moleküler hidrojenin etkileri ve klinik muayeneler

6.1. İnsanlar için moleküler hidrojenin güvenliği

H2, toksisite açısından avantajlara sahiptir: H2, yüksek konsantrasyonda bile sitotoksisiteye sahip değildir (Abraini ve diğerleri, 1994, Lillo ve diğerleri, 1997, Fontanari ve diğerleri, 2000, Lillo ve Parker, 2000). Solunum için yüksek H2 gazı konsantrasyonları için güvenlik standartları belirlenmiştir, çünkü yüksek basınçlı H2 gazı, dekompresyon hastalığını ve arter gazı trombüsünü önlemek için derin dalış gazı karışımlarında kullanılır (Fontanari et al., 2000). Klinik kullanım için önemli olan, H2'nin insanlar için güvenliği,% 49 H2,% 50 helyum ve% 1 O2 olan,% 49 H2,% 50 helyum ve% 1 O2 içeren egzotik, nefes alan bir gaz karışımı olan Hydreliox'ta son derece yüksek bir H2 gazı konsantrasyonunun uygulanmasıyla gösterilmiştir. çok derin teknik dalışlarda dekompresyon hastalığı ve azot narkozunu önleyin (Abraini ve diğerleri, 1994, Lillo ve diğerleri, 1997, Fontanari ve diğerleri, 2000, Lillo ve Parker, 2000). H2'nin inert bir gaz olduğu ve vücudumuzda işlevsel olmadığı düşünüldüğünde, toksik etkilerinin olmaması kolayca anlaşılabilir. Yukarıda belirtildiği gibi,% 1-4 H2 gazı solunması büyük etkinlik gösterir (Ohsawa ve diğerleri, 2007, Hayashida ve diğerleri, 2008).

Birçok rapor, H2'nin, Şekil 4'te özetlendiği gibi, H2'nin alım yöntemlerinden bağımsız olarak, yaygın hastalık modellerinde büyük etkinlik gösterdiğini desteklemektedir. Bu derleme makalesi, esasen klinik muayenelere odaklanmaktadır.

Şekil 4. H2'nin çeşitli koruyucu ve terapötik etkilerinin potansiyelinin özeti.

6.2. Reperfüzyon hasarına karşı koruyucu etkiler

İskemi / reperfüzyon ciddi oksidatif strese neden olur ve birçok klinik tedavide yaralanmaları dikkate alınmalıdır. H2 gazının solunması, serebral (Ohsawa ve ark. 2007) ve miyokard enfarktüsünde iskemi / reperfüzyon hasarlarını iyileştirmiştir (Hayashida ve ark., 2008, Yoshida ve ark., 2012). Hidrojen-salin korumalı renal iskemi-reperfüzyon hasarı (Wang ve diğerleri, 2011). Kalp durması durması (CA) sendromu ile ilgili tüm klinik bulgular, beyin ve kalp de dahil olmak üzere çeşitli organlarda iskemi / reperfüzyon hasarına atfedilir. H2 gazı inhalasyonu, sıçan modelinde CA sonrası sendromda sağkalım ve nörolojik eksiklik skorunda büyük iyileşme sağlamıştır (Hayashida ve ark., 2012).

H2 ayrıca çeşitli organların nakli sırasında H2 gazı (Buchholz ve diğerleri, 2008) veya H2-su (Cardinal ve diğerleri, 2010) ve H2 koruma çözeltisi (Noda ve diğerleri, 2013) tarafından verilen hasarı hafifletti.

Ono ve diğ. intravenöz olarak uygulanan, klinik olarak onaylanmış bir radikal temizleyici olan Edaravone ile H2-salin, akut beyin sapı enfarktüsü olan 8 hastada ve sadece Edaravone alan 26 hastanın manyetik rezonans görüntüleme (MRG) indekslerini karşılaştırdı. Göreceli difüzyon ağırlıklı görüntüler (rDWI'ler), bölgesel görünür difüzyon katsayıları (rADC'ler) ve rDWI ve rADC'nin sahte normalizasyon süresi, Edaravone ile H2'nin kombine infüzyonu ile geliştirilmiştir (Ono vd., 2011).

6.3. Nörodejenerasyona karşı koruyucu etkiler

Kronik oksidatif stres, demans ve Parkinson hastalığı (PD) dahil olmak üzere nörodejenerasyonun nedenlerinden biri olarak yaygın olarak kabul edilmektedir (Andersen, 2004, Federico ve diğerleri, 2012). Beyindeki deneysel oksidatif stres, kronik fiziksel kısıtlama stresi ile indüklenebilir ve öğrenme ve hafızayı bozabilir (Liu ve diğerleri, 1996, Abrous ve diğerleri, 2005). Ek olarak, hipokampusun dentat girusundaki nöral proliferasyon, kısıtlama stresi ile baskılanır (Abrous ve ark. 2005). H2-su içmek bu oksidatif stresdeki artışı bastırdı ve bu bilişsel bozulmayı engelledi (Nagata ve ark., 2009). Ayrıca, H2-su, bu model hayvanda hipokampusun dentat girusundaki nöral proliferasyonu restore etmiştir (Nagata ve ark., 2009). Antidepresanlar erişkin nörojenezini arttırdığından (Becker ve Wojtowicz, 2007, Sahay ve Hen, 2007), H2-suyu depresyon ve bazı zihinsel bozuklukların iyileştirilmesi için uygulanabilir.

PD'de mitokondriyal disfonksiyon ve buna bağlı oksidatif stres, essentialia nigra'da dopaminerjik hücre kaybının başlıca nedenleridir (Yoritaka ve diğerleri, 1996, Schapira, 2008). İçme suyunda H2, 6-hidroksidopamine bağlı nigrostrital dejenerasyon için PD sıçan modelinde stereotaktik cerrahi öncesi veya sonrasında verildi. H2-su, sıçanlarda nigrostriatal dejenerasyonun gelişmesini ve ilerlemesini önlemiştir (Fu ve diğ., 2009). Ayrıca, H2-su içmek, MPTP (1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridin) tarafından indüklenen bir başka PD faresi modelinde dopaminerjik nöronal kaybı da bastırdı (Fujita ve diğerleri, 2009).

Plasebo-kontrollü, randomize, çift-kör, paralel-grup klinik pilot bir çalışmada, levodopa ile tedavi edilen PD hastalarında H2-suyun etkinliği değerlendirildi (Yoritaka ve ark., 2013). Katılımcılar 48 hafta boyunca günde 1 L H2-su veya sahte su içtiler. H2-su grubundaki (n = 9) Toplam Birleşik Parkinson Hastalığı Değerlendirme Ölçeği (UPDRS) skorları iyileşirken, plasebo grubundaki (n = 8) UPDRS skorları kötüleşti. Hasta sayısının az olmasına ve çalışmanın kısa sürmesine rağmen, fark anlamlı bulundu (P <.05).

6.4. Metabolik sendroma karşı koruyucu etkiler

H2-su içmek enerji metabolizmasını uyarır (Kamimura ve ark., 2011). H2-su, obeziteye sahip bir tip 2 diyabet model fareler olan db / db farelerdeki yağlı karaciğeri ve vahşi tip farelerde yüksek yağ diyetine bağlı yağlı karaciğeri önemli ölçüde hafifletti. Uzun süreli H2-su içme, diyet ve su tüketiminde bir artış olmamasına rağmen, db / db farelerde yağ ve vücut ağırlığını önemli ölçüde azaltmıştır. Ayrıca, H2-su içmek, enerji metabolizmasını uyararak plazma glukoz, insülin ve trigliserit seviyelerini düşürmüştür (Kamimura ve ark., 2011).

Potansiyel metabolik sendromun önlenmesinde H2-suyun faydalı rolleri, aşağıdaki 3 bağımsız klinik çalışma ile bildirilmiştir.

Kajiyama ve diğ. diabetes mellitus tip II olan 30 hastada ve bozulmuş glukoz toleransı olan 6 hastada randomize, çift kör, plasebo kontrollü, çapraz bir çalışma gerçekleştirdi. Hastalar, 8 haftalık bir yıkama periyodu ile 8 hafta boyunca 900 mL H2-su veya plasebo suyu tükettiler. Elektronegatif yük modifiyeli düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL)-kolesterol, küçük yoğun LDL ve idrar 8-izoprostanların geliştirilmesinde istatistiksel olarak anlamlılık gözlendi. Bozulmuş glukoz toleransı olan altı hastanın dördünde H2, oral glukoz tolerans testi endekslerini normal seviyeye çıkarmıştır (Kajiyama ve ark., 2008).

Nakao ve diğ. Potansiyel metabolik sendromu olan 20 denekte açık etiketli bir çalışma gerçekleştirdi (Nakao ve ark. 2010b). Katılımcılar 8 hafta boyunca H2-su (1.5-2.0 L / gün) içtiler ve idrar SOD'sinde bir artış gösterdiler; lipit peroksidasyonunun bir belirteci olan idrar tiyobarbitürik asit reaktif maddelerinde (TBARS) bir azalma; yüksek yoğunluklu lipoprotein (HDL) kolesterolünde bir artış; ve toplam kolesterolde bir azalma.

Song ve diğ. Potansiyel metabolik sendromu olan 20 hastada H2-suyun (0.9-1.0 L / gün) serum lipoproteinlerin içeriği, bileşimi ve biyolojik aktiviteleri üzerindeki etkilerini karakterize eder. Serum analizi, 10 hafta boyunca H2-su içmenin serum total kolesterol (TC) ve LDL-kolesterol seviyelerinin düşmesine neden olduğunu gösterdi. Ek olarak, H2-suyu önemli ölçüde düzeldi i) LDL oksidasyonuna karşı koruma, ii) tümör nekroz faktörü-a (TNF-a) kaynaklı monositin endotel hücrelerine yapışmasının önlenmesi, iii) makrofaj köpük hücrelerinden kolesterol akışının uyarılması ve iv endotel hücrelerin TNF-a ile indüklenen apoptozdan korunması (Song ve diğerleri, 2013).

Birlikte ele alındığında, bu sonuçlar metabolik sendromlu hastalarda H2-su içmenin faydalarını şiddetle önermektedir.

6.5. İltihap üzerindeki baskılayıcı etkiler

H2, konsanavalin A (Kajiya ve diğerleri, 2009), dekstran sodyum sülfat (Kajiya ve diğerleri, 2009), lipopolisakarit (LPS) tarafından indüklenen deneysel model hayvanlarda iltihabı azaltmıştır (Xu ve diğerleri, 2012, Chen ve diğerleri, 2013). ), Genelleştirilmiş iltihaplanın bir uyarıcısı olan Zymosan (Xie ve diğerleri, 2010b) ve polimikrobiyal sepsis (GM Li ve diğerleri, 2013). H2 gazı, H2-salin ve H2-su, iltihaplanmayı baskılamak için pro-inflamatuar sitokin seviyelerini düşürmüştür.

Romatoid artrit (RA), kemik ve kıkırdak yıkımı ile karakterize kronik bir enflamatuar hastalıktır. Ishibashi ve diğ. 4-5 mg / L H2 (yüksek H2-su) (0.5 L / gün) içeren H2-4 ila 20 haftalık RA hastalarına uygulandı. Üriner 8-hidroksi-deoksiguanin (8-OHdG), ortalama olarak% 14.3 (P <0.01) oranında önemli ölçüde azaltıldı. Hastalık aktivitesi (DAS28, aynı zamanda C-reaktif protein seviyeleri kullanarak da azaldı (P <0.01). Yıkama periyodundan sonra, hem idrar 8-OHdG hem de ortalama DAS28, içme periyodunun sonuna göre azalmıştı. ikinci içme periyodu, ortalama DAS28 azaldı (P <0.01), siklik sitrüline peptidlere (ACPA) karşı antikor göstermeyen erken RA'lı (süresi <12 ay) 5 hastanın tümü remisyona girmiş ve 4'ü semptom haline gelmiştir. - Çalışmanın sonunda ücretsizdir, bu nedenle, RA semptomları H2-su ile belirgin şekilde iyileşmiştir (Ishibashi ve ark., 2012, Ishibashi, 2013).

6.6. Kanser tedavilerinde yan etkilerin azaltılması

H2 gazının içilmesi ve H2-suyunun içilmesi, bir anti-kanser ilacı, sisplatin ve farelerde hafifletilmiş nefrotoksisite ile yapılan tedaviden kaynaklanan ölüm ve vücut ağırlığı kaybını arttırdı. Sisplatin kaynaklı toksisiteye karşı koruyucu etkilerine rağmen, H2, in vitro ve tümör taşıyan farelerin in vivo olarak kanser hücre çizgilerine karşı sisplatinin anti-tümör aktivitesini etkilememiştir (Nakashima-Kamimura ve ark., 2009).

Kang ve diğ. Malign karaciğer tümörleri için radyasyon tedavisi alan 49 hastada 6 hafta boyunca randomize, plasebo kontrollü bir H2-su (0.55-0.65 mM, 1.5-2.0 L / gün) klinik çalışma gerçekleştirildi. H2, toplam hidroperoksit seviyelerinin yükselmesini bastırdı, serum antioksidan kapasitesini korudu ve yaşam kalitesi (QOL) skorlarını iyileştirdi. Özellikle, H2-su verimli bir şekilde iştah kaybını önledi. İki grup arasında radyoterapiye tümör yanıtı arasında bir fark yoktu (Kang ve ark. 2011).

6.7. Dermatomiyozit ve mitokondriyal hastalıklara etkileri

Ito ve diğ. kas distrofileri, polimiyozit / dermatomiyozit ve mitokondriyal miyopatiler dahil olmak üzere kas hastalıkları bulunan 14 hastada 12 hafta boyunca açık etiketli bir H2-su (1.0 L / gün) denemesi yapıldı. Açık etiketli denemede laktat: piruvat oranı, açlık kan şekeri, serum matris metaloproteinaz-3 (MMP3) ve trigliseritlerde önemli gelişmeler gözlendi. Özellikle, tehlikeye atılmış bir mitokondriyal elektron taşıma sisteminin hassas bir biyolojik belirleyicisi olan laktat: piruvat oranı, mitokondriyal miyopatilerde% 28 oranında azalmıştır. Ayrıca, inflamasyonun aktivitesini temsil eden MMP3, dermatomiyozitte% 27 oranında azalmıştır (Ito ve ark., 2011).

Daha sonra dermatomiyozit ve mitokondriyal miyopatili 22 hastada 8 hafta boyunca randomize, çift kör, plasebo kontrollü, H2-su veya plasebo-dehidrojenize su (0.5 L / gün) çaprazlama deneyi yaptılar. Çift kör denemede, H2-su tüketimi ile mitokondriyal miyopatilerde sadece serum laktatta istatistiksel olarak anlamlı bir iyileşme gözlenirken, mitokondriyal miyopatilerde laktat: piruvat oranı ve dermatomiyozitte MMP3'ün de H2-su tüketiminde azalma eğiliminde olduğu gözlenmiştir. Ito ve arkadaşları, 2011).

6.8. Hemodiyalizin hafifletici etkileri

Nakayama ve diğ. açık etiketli bir plasebo-kontrol gerçekleştirdi

Şekil 5. Çeşitli hastalık modellerinde ve hastalarda, H2'nin belirgin etkinliğinin olası mekanizmaları.

7.1. Moleküler hidrojen ile hidroksil radikallerinin doğrudan indirgenmesi

Seyreltilmiş sulu çözeltilerde OH'nin H2 ile reaksiyon hızı dikkate alındığında, reaksiyon hızı yararlı rollerini sergilemek için OH'da bir düşüşü tamamen mümkün kılmak için çok yavaş olabilir (Buxton ve diğerleri, 1988). Bununla birlikte memeli hücreleri, karmaşık biyo-zarlar ve konsantre çoklu bileşenlere sahip viskoz çözeltiler ile yüksek düzeyde yapılandırılmıştır. Çarpışma frekansı viskoz bir ortamda hız sınırlayıcı olduğundan, işaretli H2 difüzyon hızı, yavaş reaksiyon hızı sabitinin üstesinden gelmek için avantajlı olabilir.

H2'nin kültür hücreleri kullanılarak yapılan bir deneyde OH'yi düşürdüğü gösterilmiştir (Ohsawa ve diğerleri, 2007); Bununla birlikte, OH'nin terapötik ve önleyici etkiler sergilemesinde azalma, bu zamanda doku seviyesinde doğrudan gösterilmemiştir. Daha sonra, H2 göz damlacıklarının doğrudan retinalarda iskemi reperfüzyonunun neden olduğu OH'yi azalttığı gösterilmiştir (Oharazawa ve ark. 2010). Ayrıca, doku düzeyinde, HFP sinyalinin azaldığı gibi testislerde iyonlaştırıcı ışınlama ile indüklenen H2'nin nötrleştirilmiş H2'nin nötralize ettiği ve H2'nin bir radyo-koruyucu rolü sergilediği gösterilmiştir (Chuai ve ark., 2012).

OH, serbest radikallerin zincirleme reaksiyonunun ana tetikleyicisi olarak bilinir (Niki, 2009). Zincir reaksiyonu biyo-zarlarda meydana geldiğinde hücrelere ciddi hasar verecek şekilde genişler ve genişler. H2, lipit fazında sulu fazdan daha fazla, özellikle de ilk zincir reaksiyonunun ana hedefi olan doymamış lipit bölgelerinde birikir. Bu nedenle, H2, lipid peroksit üreten ve 4-hidroksil-2-nonenal (4-HNE) ve malondialdehit (MDA) (Niki, gibi) oksidatif stres markörlerinin oluşmasına yol açan zincir reaksiyonunu baskılayarak bir avantaja sahip olabilir. 2014). Gerçekten de, H2 birçok çalışmada bu oksidatif belirteçleri azaltmıştır (Ohsawa ve ark., 2008, Ning ve ark., 2013, Zhou ve ark., 2013). Ek olarak OH, deoksi-guanin (dG) 'yi 8-OHdG ile değiştirebilir (Delaney ve diğerleri, 2012, Kawai ve diğerleri, 2012). H2, incelenen hastaların ve hayvanların çoğunda 8-OHdG seviyesini azaltmıştır (Ishibashi ve diğerleri, 2012, Kawai ve diğerleri, 2012).

Bu nedenle, bu gözlemler, yeterli H2'nin OH tarafından indüklenen doku oksidasyonunu etkili bir şekilde azaltabildiğini desteklemektedir. Bununla birlikte, hayvanlar veya insanlar H2-su içtiğinde, sorun, H2-suyun, normal ve hastalık durumlarında sürekli olarak üretilen OH'yi verimli bir şekilde temizlemek için yeterli miktarda H2 sağlayıp sağlamadığıdır.

7.2. Gen ifadelerini düzenlemek için peroksinitritin moleküler hidrojen ile doğrudan indirgenmesi

Başka bir moleküler mekanizma olarak, ONOO−’nin H2 tarafından süpürülmesi dikkate alınmalıdır. ONOO−'nun nitro-tirozin üretmesi için protein tirozinini değiştirdiği bilinmektedir (Radi, 2013). Çeşitli çalışmalar, H2-su içmenin, H2-su (Cardinal ve diğerleri, 2010), H2 gazı (Shinbo ve diğerleri, 2013) veya H2-salin (Chen, Manaenko,) ne olursa olsun hayvan modellerinde nitro-tirozini etkin bir şekilde azalttığını göstermiştir. ve diğerleri, 2010, Yu ve diğerleri, 2011, Zhang ve diğerleri, 2011, Zhu ve diğerleri, 2011). Ayrıca, H2-su içmek RA hastalarında nitro-tirozini azaltmıştır (Ishibashi ve ark., 2012). Böylece, H2 etkisinin en azından bir kısmı, proteinlerin nitro-tirozin üretiminin azalmasına bağlanabilir.

Transkripsiyonel kontrolde yer alan birçok protein faktörü nitrolasyonlu (-0-N02) veya nitrosolatır (-S-N02). -O-N02 veya -S-N02'deki düşüşün çeşitli gen ifadelerini düzenleyebilmesi mümkündür (Radi, 2013). Ancak, ana hedefler tespit edilmemiştir ve araştırılmaktadır.

7.3. Gen ekspresyonunu düzenleyerek oksidatif stresin dolaylı indirgenmesi

H2, hemioksijenaz-1 (HO-1) dahil olmak üzere, oksidatif stresi sadece doğrudan değil aynı zamanda dolaylı olarak da düşürmektedir (Huang ve diğerleri, 2010, Park ve diğerleri, 2010), SOD (Zhai ve diğerleri, 2013). ), katalaz (Cai ve diğerleri, 2013) ve myeloperoksidaz (Zhang ve diğerleri, 2011). Nrf2'nin, HO-1 de dahil olmak üzere çeşitli genleri indükleyerek oksidatif strese ve çeşitli zehirlere karşı bir savunma sistemi olarak işlev gördüğü bilinmektedir. Karbon monoksit, serbest demir ve biliverdin düzeyine zarar veren bir mikrozomal enzim olan HO-1 oksidatif strese karşı hücre savunmasına katılır (Jazwa ve Cuadrado, 2010).

Nrf2 eksikliği olan farelerde, H2 gazının solunmasıyla hafifletici etkiler, H-1'deki bir düşüşe eşlik eden hiperoksik akciğer hasarında, H2 gazının Nrf2'ye bağımlı bir şekilde hiperoksik akciğer hasarını iyileştirebileceğini gösteren azalmıştır (Kawamura ve diğerleri, 2013). . Nrf2'nin aktivasyonu, sıçanlarda serebral iskemi-reperfüzyon hasarının H2 ile düzelmesi için de gereklidir (Zhai ve diğerleri, 2013).

7.4. Proinflamatuar sitokinlerin ve hormonların gen ekspresyonunun düzenlenmesi

H2, gen ekspresyonunun yukarı veya aşağı regülasyonu yoluyla dolaylı olarak çeşitli patojenik durumlara karşı çeşitli etkiler gösteriyor gibi görünmektedir.

Enflamatuar modellerin çoğunda, H2, proinflamatuar faktörlerin ifadelerini azaltarak anti-inflamasyon işlevi görür (Ohta, 2011). Bu pro-enflamatuar faktörler arasında NF-B (H. Chen ve diğerleri, 2010), TNF-α, interlökin (IL) -1, IL-6, IL-10, IL-12, CCL2 ve interferon (INF) bulunur. IC, ICAM-1 (Buchholz ve diğerleri, 2008), PGE2 ve PGE2, (Kawasaki ve diğerleri, 2010) ve yüksek mobilite grubu kutusu 1 (HMGB-1) (Xie ve diğerleri, 2010a),

H2-water yukarıda belirtilen obezite ve metabolik parametreleri iyileştirir. Gen ekspresyonunun analizi, hepatik bir hormon olan fibroblast büyüme faktörü 21'nin (FGF21) H2-su içerek ekspresyonunu arttırdığını ortaya koydu. FGF21, yağ asidi ve glikoz harcamalarını uyarma işlevi görür (Kamimura ve diğerleri, 2011).

H2-su takviyesi, bir büyüme hormonu salgılayan ghrelini kodlayan mRNA'nın gastrik ekspresyonunu ve ghrelin salgılanmasını arttırdı. Çarpıcı şekilde, H2-suyun nöroprotektif etkisi, grelin reseptörüne bir antagonistin verilmesiyle ortadan kaldırıldı. Bu nedenle, H2'nin nöroprotektif etkisine, arttırılmış ghrelin üretimi aracılık edebilir (Matsumoto ve ark., 2013).

H2'nin, Şekil 5'te gösterildiği gibi gen ekspresyonlarını düzenlemek için transkripsiyonel faktörlerle doğrudan reaksiyona girmesi olası değildir.

7.5. Diğer genlerin düzenlenmesi

H2, anti-apoptotik faktörlerin yukarı regülasyonu ve / veya çeşitli patojenik statülere karşı pro-apoptotik faktörlerin aşağı regülasyonu yoluyla apoptozun baskılanmasına karşı işlev görür. Gerçekten de, H2, Bcl-2 ve Bcl-xL'nin anti-apoptoptik faktörlerinin ifadelerini uyardı (Kawamura ve diğerleri, 2010) ve casapaz 3 dahil olmak üzere proapoptotik faktörlerin ifadelerini bastırdı (Cai ve diğerleri, 2008, Sun ve diğerleri). ve diğerleri, 2009), kaspaz 8 (Kawamura ve diğerleri, 2010) ve kaspaz 12 (J. Cai ve diğerleri, 2008). Pro-apoptotik Bax'ta, H2 sadece gen ekspresyonunu aşağı doğru düzenlemekle kalmadı (Kawamura ve ark., 2010, Huang ve ark., 2011), aynı zamanda Bax'un mitokondri'ye translokasyonunu inhibe etti (Terasaki ve ark., 2011). bilinmeyen bir mekanizma.

Sıçan karaciğerinin ekspresyon profili, H2-suyun normal sıçanlarda tek tek genlerin ekspresyon seviyeleri üzerinde minimal bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir (Nakai ve ark., 2011); Bununla birlikte, hastalık modellerinde ve hastalarda patojenik uyaranlara karşı bireysel genlerin daha belirgin bir şekilde aşağı veya yukarı regülasyonu gözlendi.

H2, çeşitli gen ifadelerini düzenleyerek birçok patojenik durumu iyileştirmeye yönelik çeşitli fenotipler sergilemektedir. H2 tarafından yukarı veya aşağı regüle edilen genler aşağıdaki gibidir; MMP2 ve MMP9 (C.H. Chen ve diğerleri, 2010); MMP3 ve MMP13 (Hanaoka ve diğerleri, 2011); beyin natriüretik peptidi; hücreler arası yapışma molekülü-1 (ICAM-1) ve myeloperoksidaz; siklooksijenaz 2 (COX-2), nöronal nitrik oksit sentaz (nNOS) ve konneksinler 30 ve 43 (Hugyecz ve diğerleri, 2011); kolajen III (Terasaki ve diğerleri, 2011); ve iyonize kalsiyum bağlayıcı adaptör molekülü 1 (İba1) (Sun ve diğerleri, 2011b).

Ek olarak, son raporlar, H2 ile ventilasyonun, akciğer greftlerinde yüzey aktif madde ile ilişkili moleküllerin, ATP sentezlerinin ve strese cevap veren moleküllerin ekspresyonunu önemli ölçüde arttırdığını gösterdi (Tanaka ve diğerleri, 2012) ve H2, osteoklast'a özgü belirteçlerin mRNA seviyelerini düşürdü. tartata dayanıklı asit fosfataz, kalsitonin reseptörü, katepsin K, metaloproteinaz-9, karbonik anhidraz tip-II ve vakumla tip H + -ATPaz (DZ Li ve diğerleri, 2013).

Bu moleküller muhtemelen H2'ye birincil cevaplayıcı değildir, ancak dolaylı olarak H2'nin çeşitli etkilerini mümkün kılmak için hareket eder. H2'nin birincil hedefi bilinmemektedir.

7.6. Sinyalizasyonun modülasyonu

H2, FcyRI ile ilişkili Lyn ve onun aşağı akış sinyal moleküllerinin fosforilasyonunu hafifletir (Itoh ve diğerleri, 2009). H2, NADPH oksidazdan türetilen ROS üretimini etkilemeden ASK1 ve aşağı akış sinyal molekülleri olan p38 MAP kinaz, JNK ve IκB'nin fosforilasyonunu inhibe eder. Diğer çalışma, H2'nin, MEK, p38, ERK, JNK dahil olmak üzere bazı sinyal proteinlerinin fosforilasyonunu inhibe ettiğini de göstermiştir (Cardinal ve diğerleri, 2010). H2 ile ön muamele, HepG2 hücrelerinde palmitat aşırı yüklenmesinden sonra JNK aktivasyonunun inhibisyonu ile ilişkili olan yağ asidi alımını ve lipit birikimini azaltmıştır (Iio ve diğerleri, 2013). H2, NFκB ligandının indüklediği osteoklast farklılaşmasının reseptör aktivatörü ile uyarılan p38, hücre dışı sinyalle düzenlenmiş kinaz, JNK ve protein kinaz B'nin fosforilasyonunu azaltmıştır (D.M. Li ve diğerleri, 2013). Bu çalışmalar H2'nin bazı sinyal iletimlerini dolaylı bir modülatör olarak etkilediğini göstermektedir; bununla birlikte, H2'nin sinyal iletiminde yer alan bazı alıcılara doğrudan bağlanması muhtemel değildir. H2'nin birincil hedef molekülü bu sinyal iletim yollarında tanımlanmamıştır.

8. Diğer tıbbi gazlarla karşılaştırılması

Birkaç tıbbi gazın daha etkili terapötik müdahaleler ve koruyucu ilaçlar sağlaması beklenir. Hidrojen sülfit (H2S), karbon monoksit (CO) ve NO aşırı toksik moleküllerdir; ancak, sinyal molekülleri olarak önemli roller oynarlar (Kimura, 2010, Motterlini ve Otterbein, 2010). CO oksijen alımına müdahale etme kabiliyeti nedeniyle düşük konsantrasyonlarda bile zehirlidir, oysa endojen CO organların fizyolojik işleyişinde önemlidir ve antienflamatuar özelliklere sahiptir (Motterlini ve Otterbein, 2010). Buna karşılık H2, sitotoksisiteye sahip olmaması avantajlıdır.

Son on yılda, gaz molekülleri bilgisinde belirgin, hızlı bir büyüme olmuştur. Hastalık tedavisi olarak gaz solunması son zamanlarda ilgi görmüştür (Szabó, 2007, Kajimura ve ark. 2010). Son zamanlarda, heme bazlı proteinlerin, bu gaz moleküllerinin birincil hedefi olarak üretim ve alım mekanizmalarında merkezi bir rol oynadığı ortaya çıkmıştır. Bu gazların etkileşimi için bütünleşik bir yaklaşım, önemli bir hedef olan ve mitokondriyal solunumun merkezi bir aracı olan H2S, CO ve NO'nun mitokondriyal sitokrom c oksidaz üzerindeki fizyolojik önemini ortaya koydu (Kajimura ve ark., 2010). Kısaca incelendiğinde (Ohsawa ve ark., 2007), H2, sitokrom okside olmuş heme miktarını azaltmamıştır c. Bu nedenle, H2'nin birincil hedefi, diğer tıbbi gazlarınkinden farklı görünüyor.

H2 ile diğer toksik tıbbi gazlar arasındaki etkileşimle ilgili olarak, H2 ve CO ile kombine terapi, hem oksidan hem de anti-enflamatuar mekanizmalar yoluyla arttırılmış terapötik etkinlik göstermiştir ve miyokarddaki iskemi / reperfüzyon hasarını önlemek için klinik olarak uygulanabilir bir yaklaşım olabilir ( Nakao ve diğerleri, 2010a).

İskemi / reperfüzyon sırasında NO + H2'nin solunması enfarktüs boyutunu düşürdü ve kalp fonksiyonunu sürdürdü ve NO inhalasyonu ile ilişkili miyokard nitrotirosin oluşumunu azalttı. Solunum için NO artı H2 gazlarının uygulanması, planlı koroner girişimler veya iskemi / reperfüzyon hasarının tedavisi için faydalı olabilir (Shinbo ve ark., 2013).

NO, H2S veya CO üretimi, sırasıyla NO sentazları, sistatiyonin γ-liyaz ve sistatiyonin β-sentaz veya HO-1 ile katalizlenir (Kashfi ve Olson, 2013). Buna karşılık, memeli hücrelerinde hücre içi H2 üretilmesi için enzim yoktur.

9. Son sözler

Bu makale, hidrojen tıbbının başlangıcından klinik uygulamalara doğru ilerlemesini gözden geçirdi. H2 kolayca uygulanabilir, çünkü oksidatif stres ve iltihaplanma ile ilgili hemen hemen tüm patojenik durumlar üzerinde olumsuz etkileri yoktur ve büyük etkinliği vardır. Nitekim, 10'dan fazla çeşitli hastalığı olan hastalarda H2'nin klinik etkileri pozitifti. Farmakolojik ilaçların çoğu spesifik olarak hedeflerine göre hareket ettiğinden, H2, yaygın ve çeşitli etkilerinden dolayı geleneksel ilaçlardan farklı görünmektedir. H2, yüksek etkinliği ve yeni konsepti sayesinde birçok hastalıkta önleyici ve terapötik uygulamalar için büyük potansiyele sahiptir.

Çıkar Çatışması Beyanı
Yazar, MitoGene, LLC (Little Rock, AR, ABD) 'nin Bilimsel Şefidir.

KAYNAK

***maturidi*** · 27 June 2019, 13:44

Hidrojen, sitotoksik oksijen radikallerini seçici bir şekilde azaltarak terapötik bir antioksidan görevi görür.

Ohsawa I1, Ishikawa M, Takahashi K, Watanabe M, Nishimaki K, Yamagata K, Katsura K, Katayama Y, Asoh S, Ohta S.

Yazar bilgileri
1- Biyokimya ve Hücre Biyolojisi Anabilim Dalı, Gelişim ve Yaşlanma Bilimleri Enstitüsü, Nippon Tıp Fakültesi, Tıp Fakültesi, 1-396 Kosugi-cho, Nakahara-ku, Kawasaki Şehri 211-8533, Japonya.

SOYUT

İskemi-reperfüzyon veya iltihaplanma ile indüklenen akut oksidatif stres dokulara ciddi zarar verir ve kalıcı oksidatif stres, kanser de dahil olmak üzere birçok yaygın hastalığın nedenlerinden biri olarak kabul edilir. Burada, hidrojenin (H (2)) koruyucu ve terapötik uygulamalarda bir antioksidan olarak potansiyele sahip olduğunu gösteriyoruz. Kültür hücrelerinde akut oksidatif stresi üç bağımsız yöntemle uyardık. H (2) hidroksil radikalini, reaktif oksijen türlerinin (ROS) en sitotoksik olanını ve etkili bir şekilde korunan hücreleri seçici olarak indirmiştir; ancak, H (2), fizyolojik rolleri olan diğer ROS'larla reaksiyona girmedi. Beyinde oksidatif stres hasarının fokal iskemi ve reperfüzyon ile uyarıldığı akut bir sıçan modeli kullandık. H (2) gazının solunması oksidatif stresin etkilerini tamponlayarak beyin hasarını belirgin şekilde bastırdı. Böylece H (2) etkili bir antioksidan tedavi olarak kullanılabilir; Membranlar arasında hızlı bir şekilde yayılma kabiliyeti sayesinde sitotoksik ROS'a ulaşabilir ve bu reaksiyona girebilir ve böylece oksidatif hasara karşı koruma sağlayabilir.

KAYNAK:

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:14

Hidrojen suyu içmek ve aralıklı hidrojen gazına maruz kalma, ancak laktuloz veya sürekli hidrojen gazına maruz kalma, sıçanlarda 6-hidroksidopamin kaynaklı Parkinson hastalığını önler

Mikako Ito, 1 Masaaki Hirayama, 2 Kazuaki Yamai, 3 Sae Goto, 2 Masafumi Ito, 4 Masatoshi Ichihara, 3 ve Kinji Ohnocorpponponding yazar

SOYUT

Arka fon

Lactulose, insanlar ve kemirgenlerde yalnızca bağırsak bakterileri tarafından katalize edilebilen sentetik bir disakkarittir ve laktulozun bakteriyel kataliziyle büyük miktarda hidrojen üretilir. Ad libitum hidrojen suyunun su verilmesine Parkinson hastalığının (PD) sıçan modelinin önlenmesi üzerindeki belirgin etkilerini daha önce bildirmiştik.

Yöntemler

End alveolar nefes hidrojen konsantrasyonları 28 sağlıklı denekte ve 37 PD hastasında ve ayrıca 9 sıçanda hidrojen suyu veya laktüloz alındıktan sonra ölçüldü. Altı hidroksidopamin (6-OHDA) kaynaklı hemi-PD modeli, farelerde stereotaktik olarak üretildi. Hidrojen suyu ve laktülozun PD'nin önlenmesindeki etkilerini karşılaştırdık. Ayrıca sürekli ve aralıklı% 2 hidrojen gazı uygulamasının etkilerini analiz ettik.

Sonuçlar

Hidrojen suyu, sağlıklı deneklerde 10 dakikada nefes hidrojen konsantrasyonlarını 8,6 ± 2,1'den 32,6 ± 3,3 ppm'ye (ortalama ve SEM, n = 8) yükseltti. Lactulose sağlıklı deneklerin% 86'sında ve PD hastalarının% 59'unda nefes hidrojen konsantrasyonlarını arttırdı. Monofazik hidrojen artışlarına kıyasla sağlıklı deneklerin% 71'inde, PD'li hastaların% 32 ve% 41'inde bifazik ve sırasıyla bir artış görülmedi. Lactulose ayrıca 9 sıçanda monofazik olarak nefes hidrojen seviyelerini arttırdı. Bununla birlikte, lakuloz, sıçanlarda 6-OHDA ile indüklenen PD'yi marjinal olarak iyileştirmiştir. % 2 hidrojen gazının sürekli olarak verilmesi benzer şekilde marjinal etkilere sahiptir. Öte yandan, aralıklı% 2 hidrojen gazı uygulaması, 6 sıçanın 4'ünde PD'yi önlemiştir.

Sonuçlar

Hidrojenin doz yanıtlarının eksikliği ve hidrojen suyu ve aralıklı hidrojen gazı ile olumlu etkilerin varlığı, hidrojenin sinyal modüle edici aktivitelerinin PD'ye karşı koruyucu bir etki oluşturmada etkili olabileceğini düşündürmektedir.

Anahtar Kelimeler: Lactulose, Hidrojen suyu, Sürekli hidrojen gazı, Aralıklı hidrojen gazı, Parkinson hastalığı, 6-Hidroksidopamin

Arka fon

Lactulose, fruktoz ve galaktozdan yapılmış sentetik bir şekerdir ve disakkariti katalize eden bir enzim eksikliği nedeniyle insanlar veya kemirgenler tarafından emilmez. Bununla birlikte, laküloz kolondaki bakteriler tarafından sindirilebilir ve hidrojen bir yan ürün olarak üretilir [1]. Oral laktuloz uygulamasından sonra yapılan bir hidrojen nefes testi, irritabl barsak sendromunun altta yatan bir mekanizması olan ince bağırsakta bakteriyel aşırı büyümeyi incelemek için klinik olarak uygulanır [2]. Lactulose ayrıca kronik kabızlığı [3] ve hepatik ensefalopatiyi [4] tedavi etmek için kullanılır. Lactulose, sıçanlarda dekstran sülfat sodyum (DSS) kaynaklı intestinal enflamasyonu iyileştirebilir [5]. Etkisi, bağırsak mikroflorasının değişmesinden kaynaklanmaktadır, çünkü lakküloz, Lactobacillus'un [6] bağırsak seviyesini arttırır ve Lactobacillus, interlökin 10 eksikliği olan farelerde kolit gelişimini önler [7]. Lankulozun DSS'nin neden olduğu kolit üzerindeki etkisi kolondaki hidrojen üretimine de atfedilebilir, çünkü oksidatif stres markörleri lakküloz verilen sıçanlarda azalır [5]. Ek olarak, Chen ve meslektaşları yakın zamanda laktülozun intestinal hidrojen üreterek beyin enfarktüsünü potansiyel olarak iyileştirdiğini öne sürmüşlerdir [8].

Ad libitum hidrojen suyunun uygulanmasının, 6-hidroksidopamin (6-OHDA) kaynaklı Parkinson hastalığının (PD) sıçan modelinde parkinson semptomlarının gelişimini ortadan kaldırdığını bildirmiştik [9]. Çok miktarda su içmek, PD hastaları tarafından kolayca uyuşmadığından, laktülozun, PD hastalarında nefes hidrojen seviyesini yükseltip yükseltemediğini inceledik. Ek olarak, laktülozun nefes hidrojen seviyeleri ve sıçanlarda 6-OHDA kaynaklı PD gelişimi üzerindeki etkilerini test ettik. Lactulose, sağlıklı deneklerde, PD hastalarında ve sıçanlarda nefes hidrojen seviyesini verimli şekilde arttırdı. Bununla birlikte, lakuloz, sıçanlarda PD gelişimini marjinal olarak iyileştirmiştir. Ayrıca sürekli hidrojen gazı solunmasının marjinal etkilere sahip olduğunu gösterdik, aralıklı soluma ise sıçanlarda PD'nin önlenmesinde değişken fakat açık etkilere sahip olduğunu gösterdik.

Malzemeler ve yöntemler

Hidrojen preparatları

AquelaBlue elektroliz cihazını (Miz Co. Ltd., Fujisawa, Japonya) kullanarak insanlar için hidrojen doymuş su (1.6 ppm veya 0.8 mM) yaptık. Sıçanlar için hidrojen suyu Blue Mercury Inc. (Tokyo, Japonya) tarafından sağlandı. Saf hava (200 mi, Japan Fine Products, Kawasaki, Japonya), 1 ml hidrojen suyu ile dengelendi ve havadaki hidrojen konsantrasyonu, bir yarı iletken gaz detektörüne (EAGanalyzer GS-23, SensorTec Co) bağlı bir gaz kromatografı ile ölçüldü. Ltd., Ritto, Shiga, Japonya). AquelaBlue suyunun hidrojen konsantrasyonları 1.4-1.6 ppm ve Blue Mercury suyunun konsantrasyonları 1.0-1.2 ppm idi. Laktulozu Kowa Pharmaceuticals'dan (Nagoya, Japonya) satın aldık.

Daha sonra 28 sağlıklı denekte laktuloz kaynaklı hidrojen üretimini inceledik. 50 ml su içinde 6 g laktuloz aldıktan sonra, uç alveoler nefes hidrojen konsantrasyonları 70 dakikada artmaya başlamış ve 180 dakikada 38.0 ± 4.2 (ortalama ve SEM, n = 28) ppm'ye ulaşmıştır (Şekil (Şekil 1B) .1B). Hidrojen konsantrasyonları, 180 dakikalık gözlem süresinde bir platoya ulaşmamıştır. PD hastaları (n = 37) da nefeste hidrojen konsantrasyonlarında benzer artışlar gösterdi, ancak ortalama artışlar sağlıklı deneklerin yaklaşık yarısı kadardı (iki yönlü ANOVA ile P <0.0001) (Şekil (Şekil 1B) .1B). Sağlıklı deneklerde ve PD hastalarında temporal hidrojen profillerinin incelenmesi, üç temporal patern olduğunu ortaya çıkardı (Şekil 1C, D ve E). İlk olarak, 20 kontrolde (% 71) ve 10 PD hastasında (% 27), hidrojen konsantrasyonları monofazik bir şekilde kademeli olarak artmıştır (Şekil (Şekil1C) .C). İkincisi, 4 kontrolde (% 14) ve 12 PD hastasında (% 32), hidrojen konsantrasyonları iki fazlı bir şekilde artmıştır (Şekil (Şekil 1D) .1D). Üçüncüsü, 4 kontrolde (% 14) ve 15 PD hastasında (% 41), hidrojen konsantrasyonları laktuloz alımından sonra esasen değişmeden kalmıştır (Şekil (Şekil 1E). E). Fisher’ın kesin testi, temporal yapıların sağlıklı denekler ve PD hastaları arasında farklı olduğunu ortaya koydu (P <0.005).

Lactulose sıçanlarda nefes hidrojenini arttırdı

Daha sonra, laktuloz kaynaklı hidrojen üretiminin sıçanlarda PD'nin önlenmesi üzerindeki etkilerini incelemeyi umduk. İlk olarak, sıçanlarda laktülozun nefesi hidrojen konsantrasyonlarını arttırıp arttırmadığını inceledik. İntragastrik olarak 1.3 g / kg laktulozu ~ 300 g sıçanlara uyguladık ve nefes hidrojen konsantrasyonlarını ölçtük (Şekil (Şekil 2) .2). Bazal hidrojen konsantrasyonları 23.3 ± 6.4 ppm idi (ortalama ve SEM, n = 9). Konsantrasyonlar, laktuloz alımından sonra 1.5 saatte artmaya başlamış ve 6 saatte 124.5 ± 39.5 ppm'e ulaşmıştır (Şekil (Şekil 22).

Lactulose, sıçanlarda PD'yi marjinal olarak iyileştirir

Sıçanlarda lakkülozun PD'nin önlenmesi üzerindeki etkilerini inceledik. 7 haftalık erkek SD sıçanlarının sağ striatumunda 6-OHDA'yı hemi-PD yapmak için infüze ettik. İntraperitoneal metamfetamin enjeksiyonu, striatumdaki dopaminerjik sinir terminallerinde sinaptik dopamin salınımını kolaylaştırır ve bu, sıçanın saat yönünde dönmesine neden olur. Ameliyattan 4 hafta sonra saat yönünde dönüş sayısını 30 dakika içinde saydık ve hidrojenin PD gelişimini önleme üzerindeki etkilerini ölçtük (Şekil (Şekil 3A) .3A). Daha önce kontrol suyunun PD gelişimini engellemediğini ve farelerin 30 dakika içinde 230 ya da daha fazla kez döndüğünü bildirmişken, hidrojen suyu PD gelişimini etkili bir şekilde önledi ve sıçanlar 30 dakika içinde 50 kezden daha az döndüğünü bildirdi [9]. Hidrojen suyunun deneysel sistemimizde hala belirgin etkileri olduğunu doğrulamak için kontrol suyuyla iki, hidrojen suyuyla iki sıçan inceledik (Şekil (Şekil3A3A)).

PD modeli sıçanlar (n = 5) ameliyattan bir hafta önce içme suyunda ~ 3.0 g / kg / gün laktuloz almaya başladı. 60 kg insanlar hepatik ensefalopati için maksimum 36 g / gün laktuloz aldığından, 3.0 g / kg / gün insanlar için kullanılan miktardan 5 kat fazladır. Ancak, sıçanlar hiçbir yan etki göstermedi. PD model sıçanlarda 4 haftadaki nefes hidrojen konsantrasyonlarının 120.0 ± 12.6 ppm (ortalama ve SEM, n = 3) kadar yüksek olduğunu doğruladık. Metamfetaminin neden olduğu saat yönünde dönüşlerin sayısını saydık ve laktülozun marjinal olarak iyileştirilmiş motor açıklarını bulduk, ancak istatistiksel olarak anlamlı değildik (Şekil (Şekil 3A) .3A). Daha önce 6-OHDA infüzyonunun, absolia nigra'daki TH-pozitif hücre sayısını% 40.2 ± 10.6'ya düşürdüğünü (ortalama ve SD, n = 5), hidrojen su oranını% 83.0 ± 10.2'ye çıkardığını bildirmiştik [9] . Lactulose, fundia nigra'da dopaminerjik hücrelerin ölümünü kurtaramadı ve TH-pozitif hücre sayısı, kontrol suyundan istatistiksel olarak farklı olmayan,% 37.0 ± 6.5 (ortalama ve SD, n = 5) kadar düşük kaldı.

Sürekli ve aralıklı hidrojen gazının PD sıçan modeline etkisi

Lankuloz uygulamasını simüle etmek için PD modeli sıçanlar (n = 5), ameliyattan bir hafta önce% 2'lik bir hidrojen odasına yerleştirildi ve ameliyattan sonra dört hafta kaldı. Laktuloz ile gözlemlendiğimiz gibi, sürekli hidrojen gazı uygulaması marjinal olarak saat yönünde dönüşlerin sayısını iyileştirdi, ancak istatistiksel olarak anlamlı değildi (Şekil (Şekil 2A2A)).

Hidrojen suyunun farklı etkileri ve sürekli olarak hidrojen ve laktüloz ve hidrojen gazı verilmesi, hidrojene aralıklı olarak maruz kalmanın PD için yararlı etkiler ortaya koymak için gerekli olabileceğini varsaymamıza neden oldu. Böylece, sıçanlar seri olarak 15 dakika boyunca% 2 hidrojene ve ardından kalan 45 dakika boyunca oda havasına maruz bırakılan zaman kontrollü bir gaz odası sistemi geliştirdik (Şekil (Şekil 2B) .2B). Bir saatlik döngü sabah saat 6'dan akşam 6'ya kadar tekrarlandı ve farelerin karanlıkta içme suyu alışkanlıklarını özetledi. Ameliyattan bir hafta önce sıçanlar (n = 6) aralıklı hidrojen gazı odasına yerleştirildi ve ameliyattan sonra dört hafta kaldı. Altı sıçandan dördü aralıklı hidrojen uygulamasına olumlu cevap verdi ve saat yönünde dönüşlerin sayısı 50'nin altına düşürüldü, geri kalan iki sıçan ise hiçbir etki göstermedi (Şekil (Şekil 2A) .2A). Sıra sayısının ortalaması ve SD değeri 151.8 ± 216.3 idi ve kontrol grubundan anlamlı derecede düşüktü (P <0.05).

PD modeli sıçanlar (n = 5) ameliyattan bir hafta önce içme suyunda ~ 3.0 g / kg / gün laktuloz almaya başladı. 60 kg insanlar hepatik ensefalopati için maksimum 36 g / gün laktuloz aldığından, 3.0 g / kg / gün insanlar için kullanılan miktardan 5 kat fazladır. Ancak, sıçanlar hiçbir yan etki göstermedi. PD model sıçanlarda 4 haftadaki nefes hidrojen konsantrasyonlarının 120.0 ± 12.6 ppm (ortalama ve SEM, n = 3) kadar yüksek olduğunu doğruladık. Metamfetaminin neden olduğu saat yönünde dönüşlerin sayısını saydık ve laktülozun marjinal olarak iyileştirilmiş motor açıklarını bulduk, ancak istatistiksel olarak anlamlı değildik (Şekil (Şekil 3A) .3A). Daha önce 6-OHDA infüzyonunun, absolia nigra'daki TH-pozitif hücre sayısını% 40.2 ± 10.6'ya düşürdüğünü (ortalama ve SD, n = 5), hidrojen su oranını% 83.0 ± 10.2'ye çıkardığını bildirmiştik [9] . Lactulose, fundia nigra'da dopaminerjik hücrelerin ölümünü kurtaramadı ve TH-pozitif hücre sayısı, kontrol suyundan istatistiksel olarak farklı olmayan,% 37.0 ± 6.5 (ortalama ve SD, n = 5) kadar düşük kaldı.

Sürekli ve aralıklı hidrojen gazının PD sıçan modeline etkisi

Lankuloz uygulamasını simüle etmek için PD modeli sıçanlar (n = 5), ameliyattan bir hafta önce% 2'lik bir hidrojen odasına yerleştirildi ve ameliyattan sonra dört hafta kaldı. Laktuloz ile gözlemlendiğimiz gibi, sürekli hidrojen gazı uygulaması marjinal olarak saat yönünde dönüşlerin sayısını iyileştirdi, ancak istatistiksel olarak anlamlı değildi (Şekil (Şekil 2A2A)).

Hidrojen suyunun farklı etkileri ve sürekli olarak hidrojen ve laktüloz ve hidrojen gazı verilmesi, hidrojene aralıklı olarak maruz kalmanın PD için yararlı etkiler ortaya koymak için gerekli olabileceğini varsaymamıza neden oldu. Böylece, sıçanlar seri olarak 15 dakika boyunca% 2 hidrojene ve ardından kalan 45 dakika boyunca oda havasına maruz bırakılan zaman kontrollü bir gaz odası sistemi geliştirdik (Şekil (Şekil 2B) .2B). Bir saatlik döngü sabah saat 6'dan akşam 6'ya kadar tekrarlandı ve farelerin karanlıkta içme suyu alışkanlıklarını özetledi. Ameliyattan bir hafta önce sıçanlar (n = 6) aralıklı hidrojen gazı odasına yerleştirildi ve ameliyattan sonra dört hafta kaldı. Altı sıçandan dördü aralıklı hidrojen uygulamasına olumlu cevap verdi ve saat yönünde dönüşlerin sayısı 50'nin altına düşürüldü, geri kalan iki sıçan ise hiçbir etki göstermedi (Şekil (Şekil 2A) .2A). Sıra sayısının ortalaması ve SD değeri 151.8 ± 216.3 idi ve kontrol grubundan anlamlı derecede düşüktü (P <0.05)....

Hidrojenin doz tepkisi eksikliğini destekleyen başka bir kanıt dizisi, bağırsakta hidrojen üretimidir. Hiçbir memeli hücresi endojen olarak hidrojen üretemese de, hidrojenaz taşıyan bağırsak bakterileri tarafından hidrojen üretilir. Bu bakteriler tarafından lakkülozla hidrojen üretimi de sağlanır. Biz insanlar bağırsaklarımızda en fazla 12 litre hidrojen üretebiliyoruz [12,13]. Bununla birlikte, az miktarda hidrojenin oral yoldan verilmesi belirgin etkiler sergiler. Bir Concanavalin A kaynaklı hepatit fare modelinde, intestinal bakterilerin bir antibiyotik kokteyli ile yok edilmesi hepatiti kötüleştirmiştir [14]. E. coli'nin hidrojenaz-negatif bir suşunun yeniden oluşmasının hiçbir etkisi olmadı, oysa, E. coli'nin bir hidrojenaz-pozitif boyasının hepatiti iyileştirdi. Bu, bağırsak bakterilerinin yararlı bir etkisini ele alan tek rapordur, ancak hidrojen suyu içmenin, hidrojenaz-pozitif bakterilerin restitüsyonundan daha etkili olduğunu gösterdi. Çalışmalarımızda test ettiğimiz lactulose'a ek olarak, a-glukosidaz inhibitörü akarboz [15] ile vücudumuzdaki hidrojen konsantrasyonlarını kolayca artırabiliriz; dünya nüfusunun% 75'ini oluşturan laktaz eksikliği olan yetişkinler için süt [16]; ve bağırsak hareketini arttıran köri, zerdeçal, bir bileşeni [17]. Bununla birlikte, bu bileşiklerin PD için etkili olma olasılığı düşüktür.

Ohsawa ve arkadaşları, sıçan serebral enfarktüs modeli için inhale hidrojen gazının belirgin etkilerini bildirmişlerdir [18]. Hidrojenin belirgin etkisinin, hidroksil radikallerinin spesifik bir temizleyici aktivitesine bağlı olduğunu gösterdiler. İnhale hidrojen gazının 21 ek hastalıkta etkileri bildirilmiş ve benzer şekilde 18 hastalıkta o zamandan beri içme suyu suyunun içme etkileri bildirilmiştir [19]. Hidrojen doymuş suyun ad libitum uygulamasının ve sisplatin kaynaklı nefropatinin bir fare modeli üzerindeki% 1 hidrojen gazının solunmasının etkilerinin doğrudan karşılaştırılması, hidrojen uygulamasının iki şeklinin de benzer etkilere sahip olduğunu göstermiştir [20]. Farelerde nefropatiyi ve PD'yi iyileştirmek için küçük bir hidrojen miktarının yeterli olması muhtemeldir, ancak aşırı miktarda hidrojen, günümüzde hidrojenin olumsuz bir etkisi olmadığı bildirilmiş olsa da, PD için olumlu bir etkiyi bir şekilde olumsuzlaştırabilir. Doz tepkisi eksikliğinin hastalığa özgü olup olmadığını kanıtlamak için ileri çalışmalar gereklidir.

Hidrojenin, FcyRI ile ilişkili Lyn ve onun aşağı akış sinyal moleküllerinin fosforilasyonunu sıçan RBL-2H3 mast hücrelerinde azalttığını daha önce bildirmiştik [21]. Ayrıca, hidrojenin radikal temizleyici bir aktivite ile değil, sinyal yolu (ların) doğrudan modülasyonu yoluyla bir ani tip alerjik reaksiyonu iyileştirdiğini de gösterdik. Ek olarak, murin RAW264 makrofaj hücreleri kullanılarak, hidrojenin lipopolisakarit / interferon-indüklenmiş nitrik oksit (NO) üretimini azalttığını gösterdik [22]. Hidrojenin, NADPH oksidaz tarafından ROS üretimini etkilemeden ASK1 ve aşağı akış sinyal moleküllerinin, p38 MAP kinaz, JNK ve IκBa'nın fosforilasyonunu inhibe ettiğini bulduk. Her iki çalışma da hidrojenin bir gazlı sinyalleme modülatörü olduğu fikrine işaret etmektedir. Hidrojen suyu içen sıçanlarda hidrojen konsantrasyonlarının başlangıçtaki artışının% 2 hidrojen gazı aralıklı uygulamasından daha hızlı olması bekleniyordu, çünkü 20 litrelik bir hazneye minimum% 2 hidrojen gazı başına 8 litre ekledik. Hidrojen suyu ile gözlemlediğimiz belirgin etkiler, sıçanlarda hidrojen konsantrasyonlarının pulsatil artışına bağlanabilir.

Sonuçlar

Lactulose, sağlıklı denekler ve PD hastaları için güvenli ve tolere edilebilir bir hidrojen üretimi kaynağıdır. Her ne kadar laktuloz sıçanlarda hidrojen seviyesini arttırsa da,% 2 hidrojen gazının laktuloz ve sürekli solunması, 6-OHDA kaynaklı PD'nin önlenmesi üzerinde marjinal etkilere sahiptir. Öte yandan, aralıklı olarak hidrojen gazı solunumu değişken fakat açık bir şekilde PD'nin gelişmesini önler, fakat hidrojen suyunun ad libitum uygulaması kadar verimli değildir.

Kısaltmalar
PD: Parkinson hastalığı; 6-OHDA: 6-hidroksidopamin.

Rekabet eden ilgi alanları
Açıklamak için rakip bir ilgimiz yok.

Yazar katkıları

MI1 sıçan deneyleri gerçekleştirdi. MH ve SG hastaları inceledi ve veri aldı. KY, sıçanlarda nefes hidrojeni analiz etti. MI1, MH ve KO veri düzenledi ve makaleyi yazdı. MH, MI3, MI4 ve KO çalışmayı tasarladı. Tüm yazarlar son makaleyi okudu ve onayladı.

Teşekkür

Bu çalışma, Japonya Sağlık, Çalışma ve Refah Bakanlığı ve Japonya Eğitim, Kültür, Spor, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı Yardımları ile desteklenmiştir.

Referanslar

Florent C, Flourie B, Leblond A, Rautureau M, Bernier JJ, Rambaud JC. Erkeklerde kronik laktuloz alımının, laktulozun kolonik metabolizması üzerine etkisi (in vivo çalışma) J Clin Invest. 1985; 75: 608-613. doi: 10.1172 / JCI111738 sayılı belge. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Ford AC, Spiegel BM, Talley NJ, Moayyedi P. İrritabl barsak sendromunda ince barsakta aşırı çoğalma: sistematik inceleme ve meta-analiz. Clin Gastroenterol Hepatol. 2009; 7: 1279-1286. doi: 10.1016 / j.cgh.2009.06.031. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Voskuijl W, de Lorijn F, Verwijs W, Hogeman P, Heijmans J, Makel W, Taminiau J, Benninga M. PEG 3350 (Transipeg), çocukluk çağı fonksiyonel kabızlığının tedavisinde laktüloza karşı: çift kör, randomize, kontrollü, çok merkezli bir çalışma . Bağırsak. 2004; 53: 1590-1594. doi: 10.1136 / gut.2004.043620. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Patil DH, Westaby D, Mahida YR, Palmer KR, Rees R., Clark ML, Dawson AM, İpek DB. Hepatik ensefalopati tedavisinde laktitol ve laktülozun karşılaştırmalı etki şekli. Bağırsak. 1987; 28: 255-259. doi: 10.1136 / bağırsak.28.3.255. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Rumi G, Tsubouchi R, Okayama M, Kato S, Mozsik G, Takeuchi K. Sıçanlarda laktulozun dekstran sülfat sodyum kaynaklı kolonik enflamasyona koruyucu etkisi. Dig Dis Sci. 2004; 49: 1466-1472. [PubMed] [Google Akademik]
Hoffmann K, Mossel DA, Korus W, Van De Kamer JH. Bağırsakta Lactulose Etki Mekanizması Üzerine Çalışmalar. Klin Wochenschr. 1964; 42: 126-130. doi: 10.1007 / BF01479054. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Madsen KL, Doyle JS, Jewell LD, Tavernini MM, Fedorak RN. Lactobacillus türleri, interlökin 10 gen eksikliği olan farelerde kolit oluşumunu önler. Gastroenteroloji. 1999; 116: 1107-1114. doi: 10.1016 / S0016-5085 (99) 70013-2 sayılı belgeler. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Chen X, Zhai X, Kang Z, Sun X. Lactulose: iskemik inme için hidrojen üretimi ile etkili bir önleyici ve tedavi edici seçenek. Med Gas Res. 2012; 2: 3. doi: 10.1186 / 2045-9912-2-3. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Fu Y, Ito M, Fujita Y, Ito M, Ichihara M, Masuda A, Suzuki Y, Maesawa S, Kajita Y, Hirayama M. vd. Moleküler hidrojen, 6-hidroksidopamin kaynaklı nigrostriatal dejenerasyona karşı bir sıçan modelinde koruyucu Parkinson hastalığı. Neurosci Lett. 2009; 453: 81-85. doi: 10.1016 / j.neulet.2009.02.016. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Johnson RF, Johnson AK. Açık-karanlık döngüsü, içmeyi homeostatik zorluklara göre düzenler. Ben J Physiol. 1990; 259: R1035-R1042. [PubMed] [Google Akademik]
Kamimura N, Nishimaki K, Ohsawa I, Ohta S. Moleküler Hidrojen, db / db Farelerde Hepatik FGF21 ve Uyarıcı Enerji Metabolizmasını teşvik ederek Obezite ve Diyabeti Geliştirir. Obezite (Silver Spring) 2011; 19: 1396-1403. doi: 10.1038 / oby.2011.6. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Christl SU, Murgatroyd Halkla İlişkileri, Gibson GR, Cummings JH. Kalın bağırsakta hidrojen üretimi, metabolizması ve atılımı. Gastroenteroloji. 1992; 102: 1269-1277. [PubMed] [Google Akademik]
Strocchi A, Levitt MD. Bağırsak H2 dengesini korumak: kolonik bakterileri kredilendirmek. Gastroenteroloji. 1992; 102: 1424-1426. [PubMed] [Google Akademik]
Kajiya M, Sato K, Silva MJ, Ouhara K, PM PM, Shanmugam KT, Kawai T. Bağırsak bakterilerindeki hidrojen, Concanavalin A kaynaklı hepatit için koruyucudur. Biochem Biophys Res Commun. 2009; 386: 316-321. doi: 10.1016 / j.bbrc.2009.06.024. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Suzuki Y, Sano M, Hayashida K, Ohsawa I, Ohta S, Fukuda K. Alfa-glukosidaz inhibitörlerinin gastrointestinal kanaldaki yüksek hidrojen gazı seviyelerine bağlı kardiyovasküler olaylar üzerine etkileri var mı? FEBS Lett. 2009; 583: 2157-2159. doi: 10.1016 / j.febslet.2009.05.052. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Shimouchi A, Burun K, Yamaguchi M, Ishiguro H, Kondo T. Ticari Hidrojen Suyu ve Süt Yutulması İle Üretilen Solunum Hidrojeni. Biomarker Insights. 2009; 4: 27-32. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [Google Akademik]
Shimouchi A, Burun K, Takaoka M, Hayashi H, Kondo T. Diyet Zerdeçalının Solunum Hidrojenine Etkisi. Dig Dis Sci. 2009; 54: 1725-1729. doi: 10.1007 / s10620-008-0550-1. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Ohsawa I, Ishikawa M, Takahashi K, Watanabe M, Nishimaki K, Yamagata K, Katsura K, Katayama Y, Asoh S, Ohta S. Hidrojen, sitotoksik oksijen radikallerini seçici olarak azaltarak tedavi edici bir antioksidan görevi görür. Nat Med. 2007; 13: 688-694. doi: 10.1038 / nm1577. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Ohta S, Nakao A, Ohno K. 2011 Medikal Moleküler Hidrojen Sempozyumu: Medical Gas Research dergisinin açılış sempozyumu. Med Gas Res. 2011; 1: 10. doi: 10.1186 / 2045-9912-1-10. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Nakashima-Kamimura N, Mori T, Ohsawa I, Asoh S, Ohta S. Moleküler hidrojen, farelerde anti-tümör aktivitesinden ödün vermeden, bir anti-kanser ilacı sisplatin tarafından indüklenen nefrotoksisiteyi hafifletir. Kanser Chemother Pharmacol. 2009; 64: 753-761. doi: 10.1007 / s00280-008-0924-2. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Itoh T, Fujita Y, Ito M, Masuda A, Ohno K, Ichihara M, Kojima T, Nozawa Y, Ito M. Moleküler hidrojen, FcepsilonRI aracılı sinyal iletimini baskılar ve mast hücrelerinin degranülasyonunu önler. Biochem Biophys Res Commun. 2009; 389: 651-656. doi: 10.1016 / j.bbrc.2009.09.047. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Itoh T, Hamada N, Terazawa R, Ito M, Ohno K, Ichihara M, Nozawa Y. Moleküler hidrojen, makrofajlarda sinyal iletiminin modülasyonu yoluyla lipopolisakarit / interferon gama kaynaklı nitrik oksit üretimini inhibe eder. Biochem Biophys Res Commun. 2011; 411: 143-149. doi: 10.1016 / j.bbrc.2011.06.116. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]

KAYNAK:

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:20

Moleküler hidrojen tüketimi, farelerde kronik fiziksel kısıtlama sırasında hipokampusa bağlı öğrenme görevlerinde stres kaynaklı bozuklukları önler.

Nagata K1, Nakashima-Kamimura N., Mikami T, Ohsawa, Ohta S.

SOYUT

Hidrojenin (H (2)) gaz halinde hızlı difüzyon ile etkili bir antioksidan olarak etki ettiğini bildirdik. Hidrojen (hidrojen suyu) ile doymuş su sıçanın midesine yerleştirildiğinde, kanda birkaç mikroM seviyesinde hidrojen tespit edildi. Hidrojen gazı sürekli tüketim için uygun olmadığından, hidrojen gazı solumak yerine hidrojen suyu ve libitum içmenin, oksidatif stresi azaltarak bilişsel bozulmayı önleyip önlemediği fareleri kullanarak araştırdık. Farelere yönelik kronik fiziksel kısıtlama stresi, beyinde gelişmiş oksidatif stres belirteçleri, malondialdehit ve 4-hidroksi-2-nonenal seviyelerini ve üç farklı yöntemle değerlendirildiği gibi bozulmuş öğrenme ve hafıza: pasif kaçınma, nesne tanıma görevi Morris su labirenti. Tüm süre boyunca hidrojen suyu ve libitum tüketimi, oksidatif stres belirteçlerindeki artışı bastırdı ve üç yöntemin hepsinde görüldüğü gibi bilişsel bozulmayı önledi, oysa hidrojen suyu stres verilmediğinde bilişsel yeteneği artırmadı. Hipokampusun dentat girusundaki nöral proliferasyon, 5-bromo-2'-deoksiüridin eklenmesi ve Ki-67 immün boyama, proliferasyon belirteçleri tarafından gözlendiği gibi, kısıtlama stresi ile bastırılmıştır. Hidrojen suyunun tüketimi, nörojenezdeki hidrojene bağımlı değişiklikler ile bilişsel bozukluklar arasındaki mekanik bağlantı belirsiz kalmasına rağmen, proliferasyonun azalmasına neden oldu. Böylece sürekli hidrojen suyu tüketimi, beyindeki oksidatif stresi azaltır ve kronik fiziksel kısıtlamanın neden olduğu öğrenme ve hafızada stres kaynaklı azalmayı önler. Hidrojen suyu bilişsel veya diğer nöronal hastalıklarda koruyucu kullanım için uygulanabilir.

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:22

Moleküler hidrojenin anti-enflamatuar özellikleri: Parazite bağlı karaciğer iltihapları üzerine araştırma.

Gharib B1, Hanna S, Abdallahi OM, Lepidi H, Gardette B, De Reggi M.

SOYUT

Moleküler hidrojen, iltihaplı dokularda üretilen yüksek sitotoksik bir tür olan hidroksil radikaliyle reaksiyona girer. Bu nedenle yeni bir anti-enflamatuar stratejide gaz hidrojen kullanılması önerilmiştir. Bu fikri, profesyonel derin deniz dalışı için oksijen-hidrojen solunum karışımlarını deneyen bir grup olan Marsilya'daki COMEX SA'nın ekipmanı ve becerileri ile test ettik. Kullanılan model, schistosomiasis ile ilişkili kronik karaciğer iltihabıydı. Enfekte hayvanlar, 0.7 MPa hidrojen ile takviye edilmiş normal bir atmosferde hiperbarik bir odada 2 hafta kaldı. Tedavi, karaciğer hasarına, yani fibroz, azalmış hemodinamiğin artması, NOSII aktivitesinin artması, antioksidan enzim aktivitesinin artması, lipid peroksit seviyelerinin azalması ve dolaşımdaki TNF-alfa seviyelerinin azalmasına karşı önemli koruyucu etkilere sahipti. Aynı şartlar altında, helyum ayrıca, bazı hidroksil radikal temizlemenin tek koruyucu mekanizma olmadığını belirten bazı koruyucu etkilere de neden olmuştur. Bu bulgular önerilen anti-enflamatuar stratejinin daha fazla dikkat edilmeyi hak ettiğini göstermektedir.

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:29

Pilot çalışma: Seçkin sporcularda akut egzersizin neden olduğu hidrojen zengini su içmenin kas yorgunluğu üzerindeki etkileri

Kosuke Aoki, 1 Atsunori Nakao, ilgili yazar2 Takako Adachi, 1 Yasushi Matsui, 1 ve Shumpei Miyakawa1

SOYUT

Arka fon

Kısa süreli yoğun egzersizler sırasında yapılan kas kasılması, artan yorgunluk dahil aşırı kas semptomlarının gelişiminde rol oynayarak oksidatif strese neden olur; Son zamanlarda, hidrojenin antioksidan olarak işlev görebileceği söylenmiştir, bu nedenle akut egzersize cevap olarak hidrojen bakımından zengin suyun (HW) oksidatif stres ve kas yorgunluğu üzerindeki etkisini araştırdık.

Yöntemler

20.9 ± 1.3 yaşları arasında on erkek futbolcu egzersiz testlerine ve kan örneklemesine tabi tutuldu. Her denek iki kez çapraz-kör şeklinde bir şekilde incelendi; bir hafta aralıklarla ya HW ya da plasebo suyu (PW) verildi. Deneklerden,% 75 maksimum oksijen alımında (VO2) 30 dakika boyunca bir döngü ergometresi kullanmaları istenmiştir, ardından 100 tekrar maksimal izokinetik diz ekstansiyonu boyunca tepe torku ve kas aktivitesi ölçülmüştür. Periferik kandaki oksidatif stres belirteçleri ve kreatin kinaz sırayla ölçülmüştür.

Sonuçlar

Akut egzersiz, PW verilen deneklerde kan laktat seviyelerinde bir artışa yol açsa da, oral HW alımı, ağır egzersiz sırasında kan laktatının yükselmesini önledi. PW pik torku, maksimal izokinetik diz ekstansiyonu sırasında belirgin şekilde azaldı, kas yorgunluğunu gösterdi, ancak HW pik torku erken evrede azalmadı. Egzersiz sonrası kan oksidatif yaralanma belirteçlerinde (d-ROM ve BAP) veya kreatin kineazında önemli bir değişiklik olmamıştır.

Sonuç

Hidrojen bakımından zengin su ön egzersizi ile yapılan yeterli hidrasyon, kan laktat seviyelerini düşürdü ve egzersizin kas kaynaklı fonksiyonlarında azalmaya yol açtı. Her ne kadar kesin mekanizmaları açıklamak için daha fazla çalışma ve faydaların daha geniş çalışma serilerinde doğrulanması gerekmesine rağmen, bu ön sonuçlar, sıcak sporcuların sporcular için uygun hidrasyon olabileceğini düşündürmektedir.

Giriş

Aralıklı koşu, sprint ve sıçrama gibi süpermaximal egzersizler sırasında enerji talepleri ve oksijen tüketimi arttıkça, reaktif oksijen türlerinin (ROS) ve reaktif azot türlerinin (RNS) üretimi de artar, redoks dengesini bozar ve oksidatif strese neden olur. Normal koşullar altında, ROS ve RNS düşük oranda üretilir ve ardından antioksidan sistemler tarafından elimine edilir. Bununla birlikte, büyük oranda arttırılmış bir ROS üretimi oranı, hücresel savunma sisteminin kapasitesini aşabilir. Sonuç olarak, önemli serbest radikallerin hücre zarlarına saldırması, hücre canlılığı kaybına ve hücre nekrozuna neden olabilir ve egzoz egzersizinin neden olduğu iskelet kası hasarı ve iltihabını başlatabilir [1-3]. Her ne kadar iyi eğitimli sporcular antioksidan sistemleri adapte oldukları için daha az oksidatif stres azalmasından muzdarip olsalar da, yoğun egzersiz birikimi oksidatif streste bir artışa neden olabilir [4]. Spor sırasındaki oksidatif stresin yol açtığı advers olayları azaltmak için, sporculardaki antioksidan takviyesi iyi belgelenmiştir. Bu çalışmaların sonuçları, antioksidan bileşiklere ve miktarına bağlı olarak sıklıkla çelişkili olmakla birlikte, bazı çalışmalar, antioksidanların kas yorgunluğu veya performansı üzerindeki yararlı etkilerini ortaya koymaktadır [5,6].

Son zamanlarda, hidrojen bakımından zengin suyun (HW) faydalı etkileri deneysel ve klinik hastalık koşullarında tarif edilmiştir [7,8]. Her ne kadar HW'nin sağlık yararları üzerine araştırmalar sınırlı olsa da ve uzun vadeli etkilerle ilgili yetersiz veriler olmasına rağmen, insanlar üzerinde yapılan pilot çalışmalar, HW tüketmenin metabolik sendromu [9], diabetes mellitus [10] ve kanser hastalarının yan etkilerini önlemeye yardımcı olabileceğini göstermektedir. radyoterapi ile [11]. Hidrojenin toksik ROS'u [12] temizlediği ve bir takım antioksidan proteinleri [13,14] indüklediği bilindiğinden, HW içmenin akut egzersiz sonrası oksidatif stres kaynaklı kas yorgunluğunu azaltmada sporcular için yararlı olabileceğini varsaydık. Bu çalışmada, egzersiz sonrası kas yorgunluğu ve kan laktat seviyelerini ölçerek hidrojen yönünden zengin suyun sağlıklı denekler üzerindeki etkinliğini değerlendirdik. Kesin mekanizmaları ve faydaları açıklamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulmasına rağmen, bu rapor, hidrojen bakımından zengin suyun sporcular için uygun bir hidrasyon sıvısı olabileceğini göstermektedir.

Yöntemler

denekler
20.9 ± 1.3 yaşları arasında on erkek futbolcu egzersiz testlerine ve kan örneklemesine tabi tutuldu. Deneklerin hiçbiri sigara içmiyordu veya herhangi bir takviye / ilaç kullanıyordu. Her bir konu, katılımdan önce Tsukuba’nın İnsan Araştırmaları Etik Kurulu’na göre yazılı olarak bilgilendirilmiş onay verdi. Deneklerin fiziksel özellikleri Tablo Tablo 1.1'de gösterilmiştir. Tüm oyuncular, deneme günü dışında günlük antrenman seanslarına katıldılar.

Hidrojen bakımından zengin su üretimi

Hidrojen üretmek için metalik magnezyum (% 99.9 saf) ve polipropilen kaplarda seramikler ile birleştirilen doğal taşlardan (Doctor SUISOSUI®, Friendear, Tokyo, Japonya) oluşan plastik kabuklu bir ürün kullanılmıştır. Ürün, aşağıdaki kimyasal reaksiyonla içme suyuna yerleştirildiğinde hidrojen üretebildi: Mg + 2H20 → Mg (OH) 2 + H2. Magnezyum çubuğu veya plasebo (magnezyum içermeyen sadece döküm çubuğu), içmeden 24 saat önce mineral suya (Volvic®, Kirin Inc., Tokyo) batırıldı. Plasebo suyunun (PW) ve hidrojen bakımından zengin suyun (HW) nihai hidrojen konsantrasyonları sırasıyla 0 ve 0,92 ~ 1,02 mM idi [9,11]. Her denek, bir hafta aralıklarla HW veya PW verilen çapraz çift kör bir şekilde iki kez incelenmiştir.

Hidrojen bakımından zengin su dozu ve uygulama şekli
Deneklere, 500 ml'lik üç şişe içme suyu sağlandı ve içmeden 24 saat önce her şişeye iki magnezyum çubuğu yerleştirmeleri talimatı verildi. Katılımcılardan, sınavdan önceki gün saat 10: 00'da bir, saat 05: 00'da ve bir de sınav günü 06: 20'de bir şişe içmeleri istenmiştir. Özetle, denekler 1.500 ml HW veya PW tüketmiştir.

Protokol

Araştırma protokolü sabah 6'da başladı. Deneklere denemelerden bir gün önce 9:00 ve 22:00 arasında yemekler verildi ve gece boyunca aç bırakıldı. Deney günü hiçbir kahvaltı verilmemiştir. Deneklerin ilk önce 30 dakika oturma pozisyonunda dinlenmeleri istendi. Egzersiz testi aşağıdakilerden oluşmuştur: 1) Maksimum oksijen alımını tanımlamak için maksimum aşamalı egzersiz testi (VO2max); 2) bir ergometreyi 30 dakika boyunca yaklaşık% 75 VO2max'de (Egzersiz-1) bisiklete binmek; ve 3) 90 ° sn-1 'de 100 maksimal izokinetik diz uzantısının çalıştırılması (Egzersiz-2). Egzersiz-1'den (6:30 AM) hemen önce Egzersiz-1'den (7:15), Egzersiz-2'den (07:30) hemen sonra Egzersiz-2'den 30 dakika sonra bir antekubital damardan kan örnekleri alındı. (08: 00'da) ve Egzersiz-2'den (60: 30'da) 60 dakika sonra.

Maksimum ilerici egzersiz testi

İlk olarak, maksimum oksijen alımını (VO2max) tanımlamak için denekler bir bisiklet ergometresinde (232CL, Conbiwellness, Tokyo) maksimum progresif egzersiz testine tabi tutuldu. Test, 30 W yükte başlayan ve tükenene kadar her dakika 20 W artan sürekli adım testinden oluşuyordu. Deneklere 50 rpm / dak hızda binmeleri talimatı verildi. Akciğer gazı değişim değerleri, soluk alıp verme sistemi yoluyla soluk alınmış bir gaz sensörü (AE280S, Minato Medical®, Osaka, Japonya) kullanılarak ölçülmüş ve analiz için her 30 saniyede bir ortalama değerler hesaplanmıştır. Oksijen tüketimi platosuna ulaştığında VO2max değerine ulaşıldığını belirledik [15].

VO2 max% 75'te (yüksek yoğunlukta) sabit yük döngüsü

Test başlamadan önce denekler iki dakika dinlendi. Bir dakika boyunca 50 W'lık bir yükte ısındıktan sonra, deneklere 30 dakika boyunca submaksimal seviyelerde binmeleri talimatı verildi. VO2max'ı yaklaşık% 75'te tutmak için pulmoner gaz değişim değerleri izlendi. Deneyler sırasında, deneklere VO2max'ı yaklaşık% 75'te tutmak için hareket aralığını kontrol etmek için sık sık sözlü olarak talimat verilmiştir.

Maksimal izokinetik diz uzantıları

Maksimal izokinetik diz uzantısının 100 tekrarı boyunca tepe torku (PT) ve diz eklemi pozisyonunu ölçmek için kalibre edilmiş bir Biodex System 3 izokinetik cihazı (Biodex Medical Systems, New York, ABD) kullanıldı. Test sırasında, her bir denek 90 ° kalça fleksiyonu ile Biodex sistemine 3 oturtuldu ve sert bir sternal stabilizatörün yanı sıra bel ve göğüs boyunca yasaklama kayışları yerleştirildi. Dinamometre sabit bir 90 ° / sn hızında motorla çalıştırıldı. Her denek, sağ bacağın diz uzatıcılarını kullanarak 90 ° fleksiyondan 0 ° 'ye (tam uzatma) kadar 100 izokinetik kasılma serisi yaptı. Dinamometrenin kolu 90 ° 'den 0 °' ye yükselirken, denekler tüm hareket boyunca her kasılma için maksimum performans göstermeye teşvik edildi. Dinamometre kolu 90 ° geri hareket ettikçe denekler gevşemiş. Her kasılma ve gevşeme süresi bir saniye sürdü ve kasılma döngüsünün toplam uzunluğu bu nedenle iki saniye idi. Bütün denekler 100 kasılmanın tamamını tamamlayabildi.

Kas yorgunluğunun ölçülmesi

Kas yorgunluğunu ölçmek için, yaygın olarak kullanılan First Fourier dönüşüm tekniği (FFT), yüzey elektromiyogramının (EMG) ortalama frekansını analiz etmek için kullanılır [16]. EMG sinyalleri, 4 kanallı frekans modülasyonlu bir vericiye (Nihon Kohden, Tokyo, Japonya) bağlanan elektrotlar yoluyla rectus femoris kasından elde edildi. Tüm veriler Acknowledge 3.7.5 yazılımındaki (BIOPAC SYSTEM, Santa Barbara, ABD) FFT fonksiyonları kullanılarak depolandı ve analiz edildi. Ortalama güç frekansı (MPF) ve medyan güç frekansı (MDF) daha önce tarif edildiği gibi hesaplandı [17]. EMG sinyalinin düşük frekanslara doğru MPF kayması, periferik yorgunluğun gelişimini belirtmek için statik kasılmalarda yaygın olarak kullanılmıştır.

Kan testi

Kan laktat seviyeleri, piyasada satılan bir Lactate Pro LT17170 kiti (Arkray, Inc., Kyoto, Japonya) kullanılarak belirlendi. Periferik kandaki reaktif oksidatif metabolitlerin (dROM'lar) ve biyolojik antioksidan gücünün (BAP) türevlerinin Serbest Radikal Analitik Sistem (FRAS4; Wismerll, Tokyo, Japonya) kullanılarak değerlendirilmesi. Kotobiken Tıbbi Laboratuvar Hizmetlerinde (Tokyo, Japonya) standart prosedürler kullanılarak kreatin kinaz (CK) için laboratuar testleri yapıldı.

istatistiksel analiz

Egzersiz öncesi ve sonrası ölçümleri karşılaştırmak için tekrarlanan varyans analizi (ANOVA) testleri kullanılmıştır. Bonferroni post hoc grup karşılaştırmalarıyla yapılan F testi uygun olan yerlerde yapıldı. 0.05'ten küçük olasılık değerleri istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi. İstatistiksel analiz yapmak için SPSS 18.0 kullanıldı. Deney% 5 düzeyinde anlamlılık kazanma gücünün% 90'ına sahip olacak şekilde planlandığından, bu modeldeki örneklem büyüklüğü kan laktat seviyelerine göre 8.91 ile 9.25 (% 90 güç ve% 5 önem düzeyi) arasında hesaplanmıştır. önceki deneyimlerimiz. Bu nedenle, örnek büyüklüğünün ön verilerin toplanması için uygun olacağını varsaydık.

Sonuçlar

Laktik asit, d-ROM'lar, BAP ve CK için kan analizi

Tablo Tablo 2,2'de gösterildiği gibi, kan d-ROM'ları BAP ve CK seviyeleri, PW ve HW ile tedavi edilen her iki grupta da egzersiz sonrası artmıştır. Ancak, gruplar arasında istatistiksel bir fark yoktu. Kan laktat seviyesi, hem HW hem de PW'de egzersizden 45 ve 60 dakika sonra anlamlı şekilde artmış olsa da, bu seviyeler HW'de PW grubuna kıyasla nispeten ve anlamlı derecede düşüktü (Şekil 11).

Maksimum diz uzatma egzersizi

Maksimum diz ekstansiyonu egzersizi için analizde, izokinetik diz ekstansiyonu egzersizinin en yüksek torkunda, 100 tekrarlı diz ekstansiyonunun beş çerçevesine bölündü [18]. Her kare 20 tekrarlamaya karşılık geldi; İlk 20 tekrar için 1. Çerçeve, aşağıdaki 21-40 tekrar için 2. Çerçeve, 41-60 tekrar için 3. Çerçeve, 61-80 tekrar için 4. Çerçeve ve son 81-100 tekrar için 4. Çerçeve. Her ne kadar ilk 40 tekrarlamada PW ile tedavi edilen deneklerin tepe torku önemli ölçüde azalmış olsa da (Kare 1-2), HW verilen deneklerdeki tepe torkunun azaltılması istatistiksel olarak farklılığa ulaşamamıştır; konular (Şekil (Şekil 22 A)).

EMG analizinden MDF ve MPF

PW veya HW ile tedavi edilen deneklerdeki MDF ve MPF, egzersiz sırasında zamanla önemli ölçüde azaldı. Bu değerler Frame 1-2'de anlamlı bir şekilde düşerken, PW alan ve HW alan kişiler arasında istatistiksel bir fark yoktu (Şekil (Şekil 22 B, C)).

Tartışma

Bu ön çalışmada, HW ile hidrasyonun kan laktat seviyelerinin artmasını ve kas yorgunluğunun bir göstergesi olan egzersiz sonrası pik torkunun azalmasını önlediğini gösterdik. Kas yorgunluğuna, kas liflerinde metabolitlerin birikmesi ve motor korteksinde yetersiz motor komutunun üretilmesi de dahil olmak üzere birçok farklı mekanizma neden olur. Potasyum, laktat ve H + birikimlerinin sıklıkla kas kasılmasındaki azalmadan sorumlu olduğu öne sürülmüştür [19]. Ek olarak, aerobik, anaerobik veya karma egzersiz, ROS üretiminin artmasına neden olarak iltihaplanma ve hücresel hasara neden olur [20]. Kısa ağır egzersiz patlamaları, mitokondri içinde elektron sızıntısı, katekolaminin kendiliğinden oksidasyonu, NADPH aktivitesi veya iskemi / reperfüzyon gibi çeşitli yollardan oksidatif stres yaratabilir [21]. HW'nin etkinliğine dahil olan mekanizma net olmasa da, sonuçlarımız HW ile hidrasyonun akut egzersiz için uygun olabileceğini göstermektedir. Uygun ve yeterli hidrasyon, elit sporcuların en iyi performansı almaları için faydalıdır. HW düzenli içme suyunu rutin olarak kolayca değiştirebilir ve ağır egzersizle ilişkili olumsuz etkileri potansiyel olarak önleyebilir.

Yaş, beslenme durumu, eğitim seviyesi ve fiziksel aktivite kategorisi gibi faktörler sonuçları etkileyebilir [22,23]. Bilinen bir antioksidan olan hidrojenin, akut egzersiz sonrası oksidatif stresi azaltacağını öngörmemize rağmen, HW'nin oral alımının etkileri marjinaldi ve egzersiz sonrası oksidatif belirteçlerin seviyesini etkilemedi. Bu, çalışmamızdaki sporcuların düzenli olarak antrenman yaptıkları ve antioksidan savunma sistemlerinin daha aktif olabileceği gerçeğiyle açıklanabilir. Önceki çalışmalar, tekrarlanan aerobik antrenmanın antioksidan enzim aktivitesini arttırdığını ve ardından oksidatif stresi azalttığını bildirmiştir [2,24-26]. Ayrıca dolaşımdaki [27] hidrojen ömrünün kısa olması dikkate alındığında, egzersiz sırasında daha sık HW içilmesinin ek etkileri olabilir. Gelecekteki bir çalışmada, egzersiz kaynaklı oksidatif stresle mücadele etmek için zayıf bir şekilde kurulmuş antioksidan sistemlere sahip olabilecek eğitimsiz denekler veya rekreasyonel egzersizcilerdeki HW'nin etkinliği test edilmelidir. Ayrıca, farklı içme protokolleri araştırılmalıdır.

Kas yorgunluğunu maksimum kuvvetteki veya kasın güç kapasitesindeki bir düşüş olarak belirledik, bu da kas yorgunluğunun başlamasından sonra submaksimal kasılmaların devam edebileceği anlamına gelir. Benzer şekilde, kan laktat konsantrasyonu, klinik egzersiz testi sırasında ve sporcuların performans testi sırasında en sık ölçülen parametrelerden biridir. Laktat sıklıkla, egzersiz sırasında ve egzersiz sonrası kas ağrıları sırasında hem yorgunluğun ana nedenlerinden biri olarak kabul edilir. Kastaki glikojenin anaerobik parçalanmasından üretilen laktat sadece nispeten yüksek yoğunluklu egzersizin kısa dönemlerinde meydana gelir ve genellikle yorgunluk ve kas ağrıları ile ilişkilidir. Önceki kanıtlar kreatin fosfattan inorganik fosfatın kas yorgunluğunun ana nedeni olduğunu göstermiştir [28].

Sporculardaki dehidrasyon ayrıca yorgunluk, düşük performans, azalan koordinasyon ve kas kramplarına neden olabilir. Daha fazla araştırma yapılması garanti edilse de, HW içmek uygun bir hidrasyon stratejisi olabilir [29]. Bu çalışmada, egzersiz öncesi deneklere HW veya PW uyguladık. HW'nin etkilerini optimize etmek için içme suyunun en iyi zamanlamasını, dozunu ve hidrojen konsantrasyonunu belirlemek için daha fazla araştırma yapılması gerekir.

Sonuç olarak, ön verilerimiz HW tüketiminin kan laktat seviyelerini düşürdüğünü ve akut egzersiz sonrası kas yorgunluğunu arttırdığını göstermiştir. Daha ileri çalışmalar kesinlikle garanti edilmekle birlikte, HW içmek sporcular için yeni ve etkili bir sıvı hidrasyon stratejisi olacaktır.

Rekabet eden ilgi alanları

Yazarlar, rekabet edebilecek bir çıkarları olmadığını beyan ediyor.

Yazar katkıları

Protokol tasarımına ve veri birikimine KA, TA ve YM katıldı. AN çalışmayı tasarladı ve makaleyi hazırladı. SM, çalışmanın tasarımına ve koordinasyonuna katılmıştır. Tüm yazarlar son makaleyi okudu ve onayladı.

Teşekkür

Bu araştırma SM'ye verilen bir Daimaru Araştırma Vakfı hibesi ile desteklenmiştir.

Referanslar

Djordjevic D, Cubrilo D, Macura M, Barudzic N, Djuric D, Jakovljevic V. Genç erkek hentbol oyuncularında antrenman durumunun oksidatif stres üzerine etkisi. Mol Celi Biochem. 2011; (1-2) 351: 251-259. [PubMed] [Google Akademik]
Tanskanen M, Atalay M, Uusitalo A. Aşırı eğitimli sporcularda değiştirilmiş oksidatif stres. J Spor Bilimi. 2010; 28 (3): 309-317. doi: 10.1080 / 02640410903473844. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Jackson MJ. Egzersiz sırasındaki kas hasarı: serbest radikallerin olası rolü ve E vitamininin koruyucu etkisi. Proc Nutr Soc. 1987; 46 (1): 77-80. doi: 10.1079 / PNS19870010. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Tiidus PM. İltihaplanma ve aşırı egzersizde radikal türler. J Physiol Pharmacol. 1998; 76 (5): 533-538. doi: 10.1139 / y98-047. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Palazzetti S, Rousseau AS, Richard MJ, Favier A, Margaritis I. Antioksidan takviyesi, beden eğitimi ve düşük antioksidan alımındaki antioksidan cevabı korur. Br J Nutr. 2004; 91 (1): 91-100. doi: 10.1079 / BJN20031027 sayılı belge. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Margarit I, Palazzetti S, Rousseau AS, Richard MJ, Favier A. Antioksidan takviyesi ve konik egzersiz, egzersize antioksidan yanıtı artırır. J Coll Nutr. 2003, 22 (2): 147-156. [PubMed] [Google Akademik]
Huang CS, Kawamura T, Toyoda Y, Nakao A. Hidrojen araştırmalarında terapötik bir tıbbi gaz olarak son gelişmeler. Ücretsiz Radic Res. 2010; 44 (9): 971-982. doi: 10.3109 / 10715762.2010.500328. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Ohta S, Nakao A, Ohno K. 2011 Medikal Moleküler Hidrojen Sempozyumu: Medical Gas Research dergisinin açılış sempozyumu. Med Gas Res. 2011; 1 (1): 10. doi: 10.1186 / 2045-9912-1-10. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Açık etiket pilot çalışması olan Nakao A, Toyoda Y, Sharma P, Evans M, Guthrie N. Hidrojen bakımından zengin suyun, potansiyel metabolik sendromu olan kişilerin antioksidan durumuna etkisi. J Clin Biochem Nutr. 2010; 46 (2): 140-149. doi: 10.3164 / jcbn.09-100. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Kajiyama S, Hasegawa G, Asano M, Hosoda H, Fukui M, Nakamura N, Kitawaki J, Imai S, Nakano K, Ohta M. ve ark. veya bozulmuş glikoz toleransı. Nutr Res. 2008, 28 (3): 137-143. doi: 10.1016 / j.nutres.2008.01.008. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Kang KM, Kang YN, Choi IB, Gu Y, Kawamura T, Toyoda Y, Nakao A. Karaciğer tümörleri için radyoterapi alan hastaların yaşam kalitesi üzerine hidrojen bakımından zengin su içmenin etkileri. Med Gas Res. 2011; 1 (1): 11. doi: 10.1186 / 2045-9912-1-11. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Ohsawa I, Ishikawa M, Takahashi K, Watanabe M, Nishimaki K, Yamagata K, Katsura K, Katayama Y, Asoh S, Ohta S. Hidrojen, sitotoksik oksijen radikallerini seçici olarak azaltarak tedavi edici bir antioksidan görevi görür. Nat Med. 2007, 13 (6): 688-694. doi: 10.1038 / nm1577. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Kawamura T, Huang CS, Peng X, Masutani K, Shigemura N, Billiar TR, Okumura M, Toyoda Y, Nakao A. Sıçanlarda hidrojenle donör tedavisinin akciğer allogrefti işlevi üzerine etkisi. Ameliyat. 2011; 150 (2): 240-249. doi: 10.1016 / j.surg.2011.05.019. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Buchholz BM, Masutani K, Kawamura T, Peng X, Toyoda Y, Billiar TR, Bauer AJ, Nakao A. Hidrojen bakımından zenginleştirilmiş koruma, izogeneik intestinal grefti korur ve transplantasyon sırasında alıcı gastrik fonksiyonunu değiştirir. Transplantasyon. 2011; 92 (9): 985-992. [PubMed] [Google Akademik]
Howley ET, Bassett DR, Welch HG. Maksimum oksijen alımı için kriterler: gözden geçirme ve yorumlama. Med Sci Spor Egzersizleri. 1995; 27 (9): 1292-1301. [PubMed] [Google Akademik]
Larsson B, Karlsson S, Eriksson M, Gerdle B. Tekrarlayan maksimum eşmerkezli diz uzantıları sırasında EMG ve tepe torkunun test-tekrar test güvenilirliği. J Electromyogr Kinesiol. 2003, 13 (3): 281-287. doi: 10.1016 / S1050-6411 (03) 00022-1. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Gerdle B, Elert J. Maksimum uzamış dinamik ve statik çalışma döngüleri sırasında elektromiyogramın ortalama güç frekans kaymasının geçici olarak meydana gelmesi. Int J Spor Med. 1994; 15 (Ek 1): S32-S37. [PubMed] [Google Akademik]
Güneş G, Miyakawa S, Kinoshita H, Shiraki H, Mukai N, Takemura M, Kato H. Tekrarlayan Makaksimal İzokinetik Diz Uzatma Egzersizi Sırasında Kuadriseps Kası İçin Kas Sertliği ve Elektromiyografik Tepki Değişiklikleri. Futbol Bilimi. 2009; 6: 17-23. [Google Akademik]
Horita T, Ishiko T. İnsanlarda izokinetik kasılmalar sırasında kas laktat birikimi ile yüzey EMG aktiviteleri arasındaki ilişkiler. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1987; 56 (1): 18-23. doi: 10.1007 / BF00696370. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Finaud J, Lac G, Filaire E. Oksidatif stres: egzersiz ve antrenman ile ilişkisi. Spor med. 2006; 36 (4): 327-358. doi: 10.2165 / 00007256-200636040-00004. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Bloomer RJ. Egzersizin oksidatif stres biyobelirteçleri üzerine etkisi. Adv Clin Chem. 2008, 46: 1-50. [PubMed] [Google Akademik]
Goldfarb AH. Egzersizin yol açtığı kas hasarında tedavi edici ve önleyici yöntemler olarak beslenme antioksidanları. J Appl Physiol. 1999; 24 (3): 249-266. doi: 10.1139 / h99-021. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Clarkson PM, Thompson HS. Antioksidanlar: Fiziksel aktivite ve sağlıkta rolü nedir? Am J Clin Nutr. 2000; 72 (2 Ek): 637S - 646S. [PubMed] [Google Akademik]
Brits FD, Evelson PA, Christiansen MG, Nicol MF, Basilico MJ, Wikinski RW, Llesuy SF. Düzenli antrenman altındaki futbolcular oksidatif stres gösterir ancak plazma antioksidan statüsünde iyileşme gösterir. Clin Sci (Lond) 1999; 96 (4): 381-385. doi: 10.1042 / CS19980269. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Ortenblad N, Madsen K, Djurhuus MS. Eğitimli ve eğitimsiz insanlarda kısa süreli maksimal egzersiz sonrası antioksidan durum ve lipit peroksidasyonu. Ben J Physiol. 1997; 272 (4 Pt 2): R1258-R1263. [PubMed] [Google Akademik]
Selamoğlu S, Turgay F, Kayatekin BM, Gonenc S, Yslegen C. Kanın antioksidan enzimleri üzerinde aerobik ve anaerobik antrenman etkileri. Açta Physiol Hung. 2000, 87 (3): 267-273. doi: 10.1556 / APhysiol.87.2000.3.5. [PubMed] [CrossRef] [Google Akademik]
Shimouchi A, Burun K, Yamaguchi M, Ishiguro H, Kondo T. Ticari hidrojen suyu ve süt yutulması ile üretilen hidrojen solunumu. Biomark Insights. 2009; 4: 27-32. [PMC ücretsiz makale] [PubMed] [Google Akademik]
Westerblad H, Allen DG, Lannergren J. Kas yorgunluğu: laktik asit mi yoksa inorganik fosfat mı? Haberler Physiol Sci. 2002; 17: 17-21. [PubMed] [Google Akademik]
Maughan RJ, Shirreffs SM. Yüksek yoğunluklu sporlardaki ve tekrarlanan yoğun çabalarla spordaki sporcuların performansını optimize etmek için hidrasyon stratejilerinin geliştirilmesi. Scand J Med Sci Spor. 2010; 20 (Ek 2): 59-69. [PubMed] [Google Akademik]

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:31

Moleküler hidrojen, hepatik FGF21'i indükleyerek ve db / db farelerinde enerji metabolizmasını uyararak obeziteyi ve diyabeti geliştirir.

Kamimura N1, Nishimaki K, Ohsawa, Ohta S.

soyut

Son zamanlarda yapılan kapsamlı çalışmalar, moleküler hidrojenin (H (2)) H (2) gazı solunması, çözünmüş H (2) ile salin enjekte edilmesi veya çözünmüş H (2) ile içme suyu enjekte edilmesi yoluyla oksidatif strese bağlı hastalıkların iyileştirilmesi için büyük potansiyele sahip olduğunu göstermiştir. (H (2) -su); ancak, H (2) 'nin bir vücuttaki dinamik hareketi hakkında çok az şey bilinmektedir. İlk olarak, hepatik glikojenin, H (2) suyunun oral yoldan verilmesinden sonra H (2) biriktirdiğini, kısa bir süre boyunca az miktarda H (2) tüketiminin neden çeşitli hastalık modellerini etkin bir şekilde iyileştirdiğini açıklıyoruz. Bu bulgu, glikojen çözeltisinin H (2) tuttuğu bir in vitro deney ile desteklenmiştir. Daha sonra, fonksiyonel librin reseptöründen yoksun olan db / db obezite model fareler kullanılarak tip 2 diyabete ad libitum içen H (2) su kullanımının yararını inceledik. H (2) suyunun içilmesi, hepatik oksidatif stresi azaltmış ve vahşi tip farelerde yüksek yağ diyeti kaynaklı yağlı karaciğerin yanı sıra db / db farelerinde yağlı karaciğeri belirgin biçimde hafifletmiştir. Uzun süreli içme H (2) - su, diyet ve su tüketiminde bir artış olmamasına rağmen, yağ ve vücut ağırlıklarını önemli ölçüde kontrol etti. Ayrıca, H (2) suyunun içilmesi, hiperglisemi üzerindeki etkisi diyet kısıtlamasına benzer olan plazma glikoz, insülin ve trigliserit seviyelerini düşürmüştür. H (2) su suyunun moleküler düzeyde obezite ve metabolik parametreleri nasıl iyileştirdiğini incelemek için gen-ekspresyon profillerini inceledik ve yağ asidini arttırmak için işlev gören bir hepatik hormon olan fibroblast büyüme faktörü 21'in (FGF21) ekspresyonunu arttırdık. ve glikoz harcaması. Aslında, H (2) oksijen tüketimi ile ölçülen enerji metabolizmasını uyarmıştır. Mevcut sonuçlar, H (2) 'nin obezite, diyabet ve metabolik sendromun geliştirilmesindeki potansiyel faydasını göstermektedir.

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:33

Açık etiket denemesi ve mitokondriyal ve enflamatuar miyopatiler için randomize, çift kör, plasebo kontrollü, hidrojenle zenginleştirilmiş suyun çapraz denemesi.

Ito M # 1, Ibi T # 2, Sahashi K3, Ichihara M4, Ito M5, Ohno K1.

soyut

ARKA FON:

Moleküler hidrojen, özellikle oksidatif stres kaynaklı hastalıklar ve iltihaplı hastalıklar olmak üzere 30'dan fazla hayvan modeli üzerinde belirgin etkiye sahiptir. Ek olarak, diabetes mellitus tip 2, hemodiyaliz, metabolik sendrom, karaciğer kanseri için radyoterapi ve beyin sapı enfarktüsünde insanlardaki hidrojen etkileri bildirilmiştir. Hidrojen etkileri, hidroksil radikalini ve peroksiniti ortadan kaldıran spesifik radikal temizleyici aktivitelere ve ayrıca sinyal modüle edici aktivitelere atfedilir, ancak detaylı moleküler mekanizmalar hala belirsizliğini korur. Hidrojen, büyük ölçüde kemirgenlerde ve insanlarda bağırsak bakterileri tarafından üretilen ve hiçbir yan etkisi belgelenmeyen güvenli bir moleküldür.

YÖNTEMLER:

Progresif kas distrofisi (PMD), beş polimiyozit / dermatomiyozit (PM / DM) ve beş hastaya mitokondriyal miyopati (beş) hastasında 12 hafta boyunca günde 1,0 litre hidrojenle zenginleştirilmiş su içme açık etiket denemesi yaptık. MM) ve her 4 haftada bir 18 serum parametresi ve idrar 8-izoprostan ölçüldü. Daha sonra, DM'li 10 hastada ve MM'li 12 hastada 8 hafta boyunca günde 0,5 litre hidrojenle zenginleştirilmiş su ya da plasebo suyunun randomize, çift kör, plasebo kontrollü, çapraz deneme çalışmasını gerçekleştirdik ve her 4 haftada bir 18 serum parametresi ölçüldük .

SONUÇLAR:

Açık etiketli denemede, objektif iyileşme veya klinik semptomlarda kötüleşme gözlenmedi. Bununla birlikte, PMD ve MM'de laktat-piruvat oranlarında, PMD'de açlık kan glukozunda, PM / DM'de serum matris metaloproteinaz-3 (MMP3) ve PM / DM'de serum trigliseritlerinde önemli etkiler gözlemledik. Çift kör denemede objektif klinik etkiler gözlenmedi, ancak MM'de laktatta belirgin bir iyileşme tespit edildi. MM'de laktat-piruvat oranları ve DM'de MMP3 de olumlu yanıtlar gösterdi, ancak istatistiksel olarak anlamlı değildi. Her iki çalışmada da insülin ile tedavi edilen bir MELAS hastasında hipoglisemik ataklar dışında, insülin dozu azaltılarak herhangi bir yan etki gözlenmedi.

SONUÇLAR:

Hidrojen bakımından zenginleştirilmiş su, MM'de mitokondriyal disfonksiyonu ve PM / DM'de enflamatuar süreçleri iyileştirir. Açık etiketli denemeye kıyasla çift-kör denemede daha az belirgin etkiler, daha düşük miktarda tatbik edilen hidrojen ve hidrojenin bir eşik etkisi veya bir doz-tepki etkisi anlamına gelen daha kısa bir gözlem süresi nedeniyle olmuştur.

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:37

Hidrojen bakımından zengin su takviyesi, tip 2 diyabet veya bozulmuş glukoz toleransı olan hastalarda lipid ve glukoz metabolizmasını geliştirir.

Kajiyama S1, Hasegawa G, Asano M, Hosoda H, Fukui M, Nakamura N, Kitawaki J, Imai S, Nakano K, Ohta M, Adachi T, Obayashi H, Yoshikawa T.

soyut

Oksidatif stres, diyabet, hipertansiyon ve ateroskleroz dahil olmak üzere çeşitli bozukluklarla ilişkili olduğu yaygın olarak kabul edilmektedir. Hidrojenin bir indirgeme etkisine sahip olduğu iyi bilinmektedir. Bu nedenle, tip 2 diabetes mellitus (T2DM) veya bozulmuş glukoz toleransı (IGT) olan hastalarda, hidrojen bakımından zengin su alımının lipid ve glukoz metabolizması üzerindeki etkilerini araştırdık. Diyet ve egzersiz tedavisi ile kontrol edilen T2DM'li 30 hastada ve IGT'li 6 hastada randomize, çift kör, plasebo kontrollü, çapraz bir çalışma gerçekleştirdik. Hastalar, 8 haftalık bir yıkama periyodu ile 8 hafta boyunca 900 mL / gün hidrojen bakımından zengin saf su veya 900 mL plasebo saf su tükettiler. Oral glukoz tolerans testi ile değerlendirilen birçok oksidatif stres, insülin direnci ve glikoz metabolizması biyolojik değerleri bazal ve 8 haftada değerlendirildi. Hidrojen bakımından zengin su alımı, modifiye düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL) kolesterol (yani LDL'nin net negatif yükünü artıran modifikasyonlar), küçük yoğun LDL ve idrar 8-izoprostanların seviyelerinde% 15.5 oranında önemli düşüşlerle ilişkilendirildi (P <.01), sırasıyla% 5.7 (P <.05) ve% 6.6 (P <.05). Hidrojen bakımından zengin su alımı ayrıca, okside LDL ve serbest yağ asitlerinin serum konsantrasyonlarında azalma eğilimi ve adiponektin ve hücre dışı-süperoksit dismutaz plazma seviyelerinin artmasıyla da ilişkilendirildi. IGT'li 6 hastanın 4'ünde, hidrojen açısından zengin su alımı oral glukoz tolerans testini normalleştirdi. Sonuç olarak, bu sonuçlar hidrojen bakımından zengin su ile takviyenin T2DM'nin ve insülin direncinin önlenmesinde yararlı bir rolü olabileceğini göstermektedir.

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:38

Hidrojen bakımından zengin su, fiziksel olarak aktif erkeklerde kan alkalinitesini etkiledi.

Ostojic SM1, Stojanoviç MD.

soyut

Metabolik asidoz tedavisinde etkili ve güvenli alkalileştirici ajanın olası cihazı, egzersizle indüklenen asidoz gibi plazma asiditesinde bir artış yaşayan insanlar için özellikle ilgi çekici olabilir. Bu çalışmada 14 gün boyunca günlük 2L hidrojen zengini su (HRW) oral alımının, başlangıçtaki ve egzersiz sonrası arteryel kan alkalinitesini plaseboya kıyasla arttıracağı hipotezini test ettik. Bu çalışma, muhtemelen sağlıklı 52 aktif erkek gönüllü gönüllü içeren, randomize, çift kör, plasebo kontrollü bir çalışmaydı. Yirmi altı katılımcıya 14 gün boyunca HRW ve 26 plasebo (musluk suyu) verildi. Arteriyel kan pH'ı, karbondioksit için kısmi basınç (pCO2) ve bikarbonatlar başlangıçta ve başlangıçta (0 gün) ve müdahale periyodunun sonunda (14 gün) ölçülmüştür. HRW alımı, açlık arter kan pH'ını 14 günlük müdahaleden sonra 0.04 (% 95 güven aralığı; 0.01 - 0.08; p <0.001) ve egzersiz sonrası pH'ı 0.07 (% 95 güven aralığı; 0.01 - 0.10; p = 0.03) kadar önemli ölçüde arttırdı. . Açlık bikarbonatları, uygulama rejiminden sonra HRW denemesinde ön uygulamaya kıyasla anlamlı derecede yüksekti (30.5 ± 1.9 mEq / L - 28.3 ± 2.3 mEq / L; p <0.0001). Hiçbir gönüllü çalışma bitmeden geri çekilmedi ve hiçbir katılımcı takviyenin tehlikeli yan etkilerini bildirmedi. Bu sonuçlar, HRW uygulamasının güvenli olduğu ve genç fiziksel olarak aktif erkeklerde alkalize edici bir etkiye sahip olabileceği hipotezini desteklemektedir.

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:39

Nötr pH'lı hidrojenle zenginleştirilmiş elektrolize su, normal hücreler üzerinde tümör tercihli klonal büyüme inhibisyonu ve hücre içi oksidan baskılama ile aynı anda tümör invazyonu inhibisyonu sağlar.

Saitoh Y1, Okayasu H, Xiao L, Harata Y, Miwa N.

soyut

Nötr pH'la hidrojenle zenginleştirilmiş elektrolize suyun (NHE suyu) tümör hücreleri üzerindeki özellikleri ve etkileri incelenmiştir. NHE suyu, hücresiz bir sistemde ESR tarafından gösterildiği gibi hidroksil radikallerini azalttı. İnsan dilindeki karsinoma hücreleri HSC-4, normal insan dil epitel benzeri hücrelerin DOK'suna önemli bir inhibisyon olmadan, koloni oluşumu etkinlikleri veya koloni boyutları için NHE suyu ile inhibe edilmiştir. Ayrıca, NHE suyu büyüme inhibisyonuna, hücre dejenerasyonuna ve sulandırılmış bazal membran yoluyla insan fibrosarkom hücrelerine HT-1080'ye yayılma inhibisyonuna neden olmuştur. Hidroperoksitler ve hidrojen peroksitler gibi hücre içi oksidanlar, HSC-4 veya HT-1080 hücrelerinde NHE suyu ile temizlendi. İnsan ağız boşluğunda, çözünmüş bir hidrojen konsantrasyonları (DH), NHE suyunun şiddetli bir şekilde 1.1 ila 0.5 ppm'den düşmesine karşın, gargara yapmadan statik tutma üzerine, 180 s'ye kadar 0.3-0.4 ppm'e yerleştirildi. Böylece, NHE suyunun, hücre içi oksidanların süpürülmesi ile birlikte tümör tercihli büyüme inhibisyonu ve tümör istilasına ulaştığı ve tümörün ilerlemesine ve istilasına karşı önleyici bir materyal olarak beklendiği gösterilmiştir.

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:41

Hidrojen bakımından zengin su içmenin karaciğer tümörleri için radyoterapi alan hastaların yaşam kalitesi üzerine etkileri.

Kang KM1, Kang YN, Choi IB, Gu Y, Kawamura T, Toyoda Y, Nakao A.

soyut

ARKA FON:

Radyoterapi alan kanser hastalarında genellikle yorgunluk ve bozulmuş yaşam kalitesi (QOL) görülür. Radyoterapinin birçok yan etkisinin, radyoterapi sırasında reaktif oksijen türlerinin oluşması nedeniyle artan oksidatif stres ve inflamasyonla ilişkili olduğuna inanılmaktadır. Hidrojen terapötik bir tıbbi gaz olarak uygulanabilir, antioksidan özelliklere sahiptir ve dokulardaki iltihabı azaltır. Bu çalışma, hidrojen ilaveli su şeklinde hidrojen tedavisinin radyoterapi alan hastalarda QOL'u iyileştirip iyileştirmediğini incelemiştir.

YÖNTEMLER:

Malign karaciğer tümörleri için radyoterapi alan 49 hastaya hidrojen bakımından zengin su içmenin etkilerini değerlendirmek için randomize, plasebo kontrollü bir çalışma yapıldı. Hidrojen bakımından zengin su, metalik bir magnezyum çubuğunun içme suyuna yerleştirilmesiyle üretildi (nihai hidrojen konsantrasyonu; 0.55 ~ 0.65 mM). Avrupa Kanser Araştırma ve Tedavi Örgütü'nün Kore dili QLQ-C30 cihazının Kore versiyonu, küresel sağlık durumunu ve yaşam kalitesini değerlendirmek için kullanılmıştır. Periferik kandaki reaktif oksidatif metabolitlerin türevlerinin ve biyolojik antioksidan gücünün konsantrasyonu değerlendirildi.

SONUÇLAR:

Hidrojen bakımından zengin su tüketimi 6 hafta boyunca kandaki reaktif oksijen metabolitlerini düşürdü ve kan oksidasyon potansiyelini korudu. Radyoterapi sırasındaki QOL skorları, hidrojen açısından zengin su ile tedavi edilen hastalarda, plasebo su alan hastalara kıyasla anlamlı derecede iyileşmiştir. İki grup arasında radyoterapiye tümör yanıtında bir fark yoktu.

SONUÇLAR:

Günlük hidrojen bakımından zengin su tüketimi, radyasyona maruz kaldıktan sonra yaşam kalitesini iyileştirmek için potansiyel olarak yeni, terapötik bir stratejidir. Hidrojen bakımından zengin su tüketimi, anti-tümör etkilerinden ödün vermeden radyasyona bağlı oksidatif strese biyolojik reaksiyonu azaltır.

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:43

Hidrojen bakımından zengin elektrolize ılık su, UVA ışınlarına karşı tip I kollajen üretimi ve fibroblastlarda oksidatif stres azalması ve keratinositlerde hücre hasarını önleme ile birlikte kırışıklık oluşumunu baskılar.

Kato S1, Saitoh Y, İwai K, Miwa N.

soyut

Hidrojen bakımından zengin elektrolize ılık su (HW), 41 ° C'de hazırlandı ve normal olarak 0.01 ppm'nin altında ve + 184 mV'nin aksine, -741 mV'lik çözünmüş hidrojen (DH) ve 1.13 ppm oksidasyon-redüksiyon potansiyeli (ORP) sergiledi. ılık su (RW). HW'nin UVA ışınıyla ışınlanmasına karşı etkilerini incelemek için fibroblastlar OUMS-36 ve keratinositler HaCaT kullanılmıştır. Tip-I kollajen, OUMS-36 fibroblastlarında RW'den 3-5 gün boyunca HW uygulamasında daha bol miktarda 1.85 ila 2.03 kat daha sentezlendi ve immünostain tarafından gösterildiği gibi tercihen çekirdeklerin etrafına lokalize edildi. HW uygulaması, WST-1 ve Hoechst 33342 deneylerinde tahmin edildiği gibi UVA ışınlı HaCaT keratinositlerinde nükleer yoğunlaşma ve parçalanma gibi hücre ölümlerini ve DNA hasarlarını önemli ölçüde önledi. HW, NBT testine göre her iki hücre hattında UVA kaynaklı hücre içi süperoksit anyon radikallerinin oluşumunu önemli ölçüde bastırdı. Kırışıklık baskısı, bir HW banyosu kullanılarak klinik olarak değerlendirildi. Altı Japon denek, her ay 3 ay boyunca bir HW banyosu (DH, 0.2-0.4 ppm) çalışmasına dahil edildi. HW-banyo, 0 güne kıyasla 90. günde boynun arkasındaki dört kişide kırışıklığı belirgin şekilde iyileştirdi. Bu nedenle HW, UVA'nın neden olduğu cilt hasarlarını ROS süpürme ve dermisteki tip I kollajen sentezini teşvik ederek baskılamada günlük cilt bakımı görevi görebilir.

***maturidi*** · 27 June 2019, 14:45

Hidrojen molekülü ile tedavi, streptozotosin ile indüklenen diyabetik farelerde kalp fonksiyon bozukluğunu hafifletir.

Wu F1, Qiu Y1, Ye G1, Luo H1, Jiang J2, Yu F1, Zhou W1, Zhang S1, Feng J3.

soyut

GİRİŞ:

Diyabetik hastalarda kalp kası bir bozukluk olan diyabetik kardiyomiyopati, kalp yetmezliğinin başlıca nedenlerinden biridir. Bu çalışmanın amacı, hidrojen molekülünün farelerde streptozotosine bağlı diyabetik kardiyomiyopati üzerindeki terapötik etkisini araştırmaktı.

YÖNTEMLER:

Yetişkin erkek farelerde diyabet, 5 gün boyunca art arda peritoneal streptozotosin (50 mg / kg / gün) enjeksiyonu ile indüklendi. Daha sonra, 8 hafta boyunca hidrojen suyu (1.3 ± 0.2 mg / l) ile işlemden geçirildi (dört grup, her grupta n = 83-88).

SONUÇLAR:

Diyabetik farelerin hidrojen suyu ile muamele edilmesi kan glukoz seviyesini önemli ölçüde etkilememesine rağmen, kalp hipertrofisini ve atriyal natriüretik faktör ve β-miyosin ağır zincirinin ekspresyonunu azalttı; kalp fibrozunu hafifletti ve kollajen I ve III'ün ekspresyonunu azalttı, büyüme faktörü beta, alfa-düz kas aktin ve osteopontini dönüştürdü; kalp kaspaz-3 aktivitesini ve bax / bcl-2 oranını düşürdü. Önemli olarak, hidrojen su arıtması streptozotosin-diyabetik farelerde kalp fonksiyonlarını iyileştirmiştir. Ayrıca, hidrojen su arıtmasının streptozotosin-diyabetik farelerin kalplerinde oksidatif stresi, bastırılmış enflamasyonu ve zayıflatılmış endoplazmik retikulum stresi azalttığı bulundu. Ek olarak, hidrojen su arıtması, Jun NH2-terminal kinazın ve p38 mitojenle aktifleştirilen protein kinaz sinyalinin ve streptozotosin-diyabetik farelerin kalplerinde nükleer faktör-B sinyalinin aktivasyonunu bastırdı.

SONUÇ:

Hidrojen molekülü ile muamele, streptozotoksinin neden olduğu diyabetik farelerde glisemik kontrolden bağımsız olan kalp fonksiyon bozukluğunu hafifletti.

ÖZET:

Hidrojen molekülü ile tedavi, streptozotosin ile indüklenen tip 1 diyabetik farelerde kalp fonksiyon bozukluğunu hafifletti. Böylece moleküler hidrojen, diyabetik kardiyomiyopati için besinsel bir karşı önlem olarak düşünülebilir.

Duyuru

H9 su

H9 su

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap

Yorum yap