Οξειδοαναγωγικές επιδράσεις του μοριακού υδρογόνου και η θεραπευτική του αποτελεσματικότητα στη θεραπεία νευροεκφυλιστικών ασθενειών Μέρος 1

Περίληψη:

Το οξειδωτικό στρες (OS) και το νευροφλεγμονώδες στρες επηρεάζουν πολλές νευρολογικές διαταραχές. Παρά την κλινική σημασία της οξειδωτικής βλάβης σε νευρολογικές διαταραχές, ακόμη, δεν υπάρχουν αποτελεσματικές και ασφαλείς μέθοδοι θεραπείας για νευροασθένειες. Με αυτό, το μοριακό υδρογόνο (Η2) έχει πρόσφατα αναφερθεί ως αντιοξειδωτικό και αντιφλεγμονώδες μέσο για τη θεραπεία αρκετών ασθενειών που σχετίζονται με το οξειδωτικό στρες.

Το οξειδωτικό στρες είναι ένα θέμα που έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή τα τελευταία χρόνια και έχει μελετηθεί ευρέως στους τομείς της βιολογίας και της ιατρικής. Το οξειδωτικό στρες αναφέρεται στη διαδικασία μη φυσιολογικών αλλαγών στο εσωτερικό και εξωτερικό περιβάλλον των κυττάρων λόγω της παρουσίας μεγάλων ποσοτήτων ελεύθερων ριζών ή υπεροξειδίων. Με τις αλλαγές στον τρόπο ζωής του ανθρώπου και την αυξανόμενη περιβαλλοντική ρύπανση, ο αντίκτυπος του οξειδωτικού στρες αυξάνεται.

Ευτυχώς, ωστόσο, η έρευνα δείχνει ότι το οξειδωτικό στρες δεν είναι εντελώς αρνητικό. Το μέτριο οξειδωτικό στρες προάγει τη φυσιολογική λειτουργία των κυττάρων και του σώματος και σχετίζεται με βελτιωμένη μνήμη. Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι τα άτομα που εκτίθενται σε υψηλό οξειδωτικό στρες για μεγάλο χρονικό διάστημα, όπως οι ηλικιωμένοι και οι ασθενείς με ορισμένες ασθένειες, διατρέχουν πράγματι κίνδυνο μείωσης της μνήμης. Ωστόσο, για τα υγιή άτομα, το μέτριο οξειδωτικό στρες είναι ευεργετικό για τη βελτίωση της μνήμης και των μαθησιακών ικανοτήτων.

Το οξειδωτικό στρες μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργία των νευρώνων στον εγκέφαλο με διάφορους τρόπους. Πρώτον, το οξειδωτικό στρες προάγει τις συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων, προάγοντας τη μετάδοση πληροφοριών και τις γνωστικές ικανότητες. Δεύτερον, το μέτριο οξειδωτικό στρες μπορεί να αυξήσει τον αριθμό των νευρικών βλαστοκυττάρων στον εγκέφαλο, προάγοντας έτσι την επιμονή της μνήμης και της μάθησης. Επιπλέον, το οξειδωτικό στρες μπορεί επίσης να αυξήσει τα επίπεδα ορισμένων νευροδιαβιβαστών στον εγκέφαλο, όπως η ντοπαμίνη και η νορεπινεφρίνη, που σχετίζονται στενά με τη μάθηση και τη μνήμη.

Συνοπτικά, το μέτριο οξειδωτικό στρες είναι ευεργετικό για τη μνήμη και τις μαθησιακές ικανότητες. Αν και το οξειδωτικό στρες μπορεί να προκαλέσει ορισμένες αρνητικές επιπτώσεις, θα πρέπει να δώσουμε προσοχή και να κατανοήσουμε τις θετικές επιδράσεις του μέτριου οξειδωτικού στρες. Στη ζωή, μπορούμε να ελέγξουμε αποτελεσματικά το επίπεδο του οξειδωτικού στρες μέσω ενός πιο υγιεινού τρόπου ζωής, διατροφής και άσκησης, προστατεύοντας και βελτιώνοντας έτσι καλύτερα τη μνήμη και τις μαθησιακές μας ικανότητες. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola έχει αντιοξειδωτικά, αντιφλεγμονώδη και αντιγηραντικά αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της οξείδωσης και των φλεγμονωδών αντιδράσεων στον εγκέφαλο, προστατεύοντας έτσι τον υγεία του νευρικού συστήματος. Επιπλέον, το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να προωθήσει την ανάπτυξη και την επισκευή των νευρικών κυττάρων, ενισχύοντας έτσι τη συνδεσιμότητα και τη λειτουργία των νευρωνικών δικτύων. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της μνήμης, της μάθησης και της ταχύτητας σκέψης και μπορεί επίσης να αποτρέψουν την ανάπτυξη γνωστικής δυσλειτουργίας και νευροεκφυλιστικών ασθενειών.

Κάντε κλικ στα συμπληρώματα γνώσης για να βελτιώσετε τη μνήμη

Σε κλινικές δοκιμές σε ζώα και ανθρώπους, οι οδοί για τη χορήγηση του Η2 κατηγοριοποιούνται κυρίως σε τρεις τύπους: εισπνοή αερίου H2, διάλυση νερού H2 και έγχυση διαλυμένου φυσιολογικού ορού H2-H2-. Αυτή η ανασκόπηση διερευνά κάποια σημαντική πρόοδο στην έρευνα για τη χρήση του Η2 σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες (ΝΔ), συμπεριλαμβανομένης της νόσου του Αλτσχάιμερ, της νόσου του Πάρκινσον, των νεογνικών διαταραχών του εγκεφάλου και άλλων ΝΔ (ισχαιμία του αμφιβληστροειδούς και τραυματική εγκεφαλική βλάβη).

Παρόλο που τα περισσότερα νευρολογικά προβλήματα δεν είναι επί του παρόντος ιάσιμα, αυτές οι μελέτες έχουν δείξει τη θεραπευτική δυνατότητα για την πρόληψη, τη θεραπεία και τον μετριασμό της χορήγησης Η2. Θα εξεταστούν επίσης αρκετοί πιθανοί τελεστές Η2--, συμπεριλαμβανομένων μορίων κυτταρικής σηματοδότησης και ορμονών, που αποτρέπουν το OS και τη φλεγμονή. Ωστόσο, απαιτούνται περισσότερες κλινικές και άλλες σχετικές μελέτες για την αξιολόγηση του άμεσου μορίου H2-στόχου.

Λέξεις-κλειδιά: μοριακό υδρογόνο; φλεγμονή; νευροπροστασία? νευρολογική διαταραχή? οξειδωτικό στρες; αντιοξειδωτικό.

1. Εισαγωγή

Οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες (ΝΔ) είναι ομάδες διαφόρων διαταραχών της γήρανσης που γενικά οδηγούν σε σταδιακό θάνατο και αύξηση των νευρωνικών κυττάρων, οδηγώντας στα προσβεβλημένα άτομα σε διαταραχή της κινητικής και μνήμης [1].

Ο ακριβής μηχανισμός για την παθογένεση των ΝΔ παραμένει σε μεγάλο βαθμό απροσδιόριστος. Ωστόσο, αναδυόμενα στοιχεία υποδηλώνουν ότι το οξειδωτικό στρες (OS) παίζει μια σημαντική λειτουργία στην παθογένεση πολλών διαταραχών που σχετίζονται με τον εγκέφαλο, συμπεριλαμβανομένης της νόσου του Alzheimer (AD), της νόσου του Parkinson (PD), της εγκεφαλικής ισχαιμίας και άλλων εγκεφαλικών βλαβών [2-4].

Τα κύτταρά μας πρέπει να διατηρούν μέτρια επίπεδα ειδών αντιδραστικού οξυγόνου (ROS) για να εκτελούν φυσιολογικές βιολογικές λειτουργίες. Ωστόσο, η σοβαρή παραγωγή ROS είναι υπεύθυνη για την αιτία της οξειδωτικής βλάβης που μπορεί να οδηγήσει σε απόπτωση [5]. Αυτή η υπερβολική παραγωγή ROS φαίνεται να είναι μια πιθανή αιτία δομικών και λειτουργικών τροποποιήσεων των κυτταρικών βιομορίων, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών, του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) και των λιπιδίων, και έτσι τελικά περιορίζει τη νευρωνική λειτουργία και την επιβίωση και συνήθως παρατηρείται στον εγκέφαλο ασθενών με νευροεκφυλιστικές καταστάσεις. 3,4].

Το κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ) χρησιμοποιεί μεγάλες ποσότητες οξυγόνου για την εκτέλεση φυσιολογικών διεργασιών, με αποτέλεσμα τη δημιουργία άφθονων επιπέδων ελεύθερων ριζών [5]. Τα ενδογενή αντιοξειδωτικά συστήματα, όπως αυτά που περιλαμβάνουν υπεροξειδική δισμουτάση (SOD), καταλάση (CAT), γλουταθειόνη υπεροξειδάση (GPx) και γλουταθειόνη, παίζουν σημαντικό ρόλο στη διάσωση των εγκεφαλικών κυττάρων από το OS και διατηρούν τη σωστή ισορροπία οξειδοαναγωγής στον εγκεφαλικό ιστό. διέγερση αντιοξειδωτικών μηχανισμών άμυνας για αντιστάθμιση ROS.

Αυτά τα ενζυματικά αντιοξειδωτικά είναι αντιοξειδωτικά που σπάνε την αλυσίδα και μπορούν να σαρώσουν είδη ριζών [6]. Το SOD που περιέχει μαγγάνιο μειώνει το ανιόν της ρίζας υπεροξειδίου που παράγεται κατά τη διάρκεια της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων στη θεμιτοχονδριακή μήτρα, ενώ το CAT και/ή το GPx παίζουν βασικούς ρόλους στην αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο [6,7].

Διάφορες μελέτες έχουν αναφέρει μειωμένα επίπεδα αντιοξειδωτικής δράσης ενζύμων, όπως CAT και SOD, σε νευρολογικές ασθένειες συμπεριλαμβανομένης της PD [8,9]. Είναι ενδιαφέρον ότι μια μελέτη έδειξε ότι η εξασθένηση της δραστηριότητας SOD οδηγεί σε πιθανή παθογένεση που σχετίζεται με το OS σε PD και AD [10]. Επιπλέον, η έρευνα έχει δείξει ότι η επιφυλακτικότητα της δραστηριότητας της CAT οδηγεί σε αυξημένη κυτταροτοξικότητα και αυξημένο ROS, αντιπροσωπεύοντας έναν ουσιαστικό ρόλο της CAT στη διατήρηση της οξειδωτικής ισορροπίας [11].

Τα αναδυόμενα στοιχεία υπογραμμίζουν και επιβεβαιώνουν τον ρόλο του ΛΣ στην παθογένεση των ΝΔ [2-4]. Ως αποτέλεσμα, τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές ενδιαφέρθηκαν να αναξιολογήσουν τον ρόλο των αντιοξειδωτικών στην πρόληψη και την ανακούφιση αυτών των ασθενειών. Είναι ευρέως αποδεκτό ότι τα φυσικά αντιοξειδωτικά και τα αντιοξειδωτικά ένζυμα διαδραματίζουν βασικό ρόλο στη μείωση των κυτταρικών ROS [12].

Πρόσφατα, το μοριακό υδρογόνο (H2) έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή στον ιατρικό τομέα ως μη λειτουργικό αέριο που είναι ασφαλές και αποτελεσματικό και εξασθενεί το λειτουργικό σύστημα λειτουργώντας ως καθαριστής ριζών για τη ρίζα υδροξυλίου (•OH) και υπεροξυνιτρώδη (ONOO-) [13].

Διάφορες μελέτες έχουν επισημάνει τις ευεργετικές επιδράσεις του Η2 στη μείωση της παθοφυσιολογίας διαφόρων ασθενειών μέσω της μείωσης του OS [13,14]. Υπάρχουν πολλές βολικές και αποτελεσματικές οδοί για τη χορήγηση του Η2, όπως η εισπνοή, η από του στόματος λήψη νερού πλούσιου σε υδρογόνο (HRW), η έγχυση φυσιολογικού ορού πλούσιου σε υδρογόνο (HS) και η άμεση ενσωμάτωση (λουτρό, οφθαλμικές σταγόνες και άλλα) [14,15 ].

Το H2 έχει αναφερθεί ως θεραπευτικό αέριο σε ένα μοντέλο εγκεφαλικής βλάβης ισχαιμίας-επαναιμάτωσης (IR) και έχει αναφερθεί ότι έχει προληπτική επίδραση στον τραυματισμό IR στα οπτικά νεύρα σε ένα μοντέλο λευκής ουσίας του εγκεφάλου [16]. Επιπλέον, η προστατευτική επίδραση του Η2 στο πόσιμο νερό μέσω των αντιοξειδωτικών επιδράσεων της ντοπαμινεργικής νευρονίνης της ουσίας nigra pars compacta (SNpc) έχει μελετηθεί σε ένα ζωικό μοντέλο [17].

Επιπλέον, είναι ενδιαφέρον ότι μια άλλη μελέτη έδειξε ότι η κατανάλωση H{0}}διαλυμένου νερού (HW) και η διακοπτόμενη έκθεση σε H2 αποτρέπουν τη νευροτοξικότητα της PD [18]. Μια κλινική δοκιμή που διεξήχθη από τον Nagatani και τους συνεργάτες του έδειξε ότι η ενδοφλέβια χορήγηση του HRW βρέθηκε ασφαλής για ασθενείς που πάσχουν από οξύ εγκεφαλικό έμφραγμα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που έλαβαν θεραπεία με ενεργοποιητή πλασμινογόνου ιστού [19].

Επιπλέον, μια μελέτη έδειξε ότι η εισπνοή αερίου H2 έκρυψε την προκαλούμενη από εγκεφαλική βλάβη μεσαία εγκεφαλική απόφραξη σε αρουραίους ενίσχυσε τις γνωστικές επιδόσεις και μείωσε τον εγκεφαλικό τραυματισμό σε ασθενείς με οξύ εγκεφαλικό έμφραγμα [20].

Το H2 βρέθηκε να έχει επανορθωτικά και εργογονικά αποτελέσματα σε διαφορετικές κλινικές και προκλινικές μελέτες σχετικά με την ήπια γνωστική εξασθένηση [21,22]. Οι περισσότεροι εγκεφαλικοί τραυματισμοί στο νευρικό μας σύστημα ανταποκρίνονται στη νευροφλεγμονή, η οποία διακρίνεται από φαινοτυπικές αλλαγές στα μικρογλοία και τα αστροκύτταρα και την υπερβολική παραγωγή ελεύθερων ριζών, κυτοκινών και νευροτροφινών.

Τα στοιχεία υποδεικνύουν ότι η ρύθμιση της κατάστασης της οξειδοαναγωγής των μικρογλοίων παίζει ουσιαστικό ρόλο στη ρύθμιση της νευροφλεγμονώδους απόκρισης [23]. Μελέτες έχουν δείξει ότι η τακτική κατανάλωση HW μειώνει την ένταση των οξέων συμπεριφορικών αποτελεσμάτων και προάγει την ανάρρωση από τη νευροφλεγμονή [24]. Το Η2 μπορεί να μειώσει την ενεργοποίηση των προφλεγμονωδών κυτοκινών, των μικρογλοίων και της 8-υδροξυ-2-δεοξυγουανοσίνης (8-OHdG) για τη μείωση της οξειδωτικής βλάβης και της νευροφλεγμονής στον εμβρυϊκό εγκέφαλο σε ζωικά μοντέλα [24,25] .

Επιπλέον, μια μελέτη έδειξε ότι το HW έχει προστατευτική δράση έναντι της νεογνικής υποξικής-ισχαιμικής εγκεφαλοπάθειας μειώνοντας τα επίπεδα της ειδικής για τον νευρώνα ορού ενολάσης, της ιντερλευκίνης-6 (IL-6) και του παράγοντα νέκρωσης όγκου- (TNF- ) [26]. Ως εκ τούτου, αυτό το άρθρο ανασκόπησης υπογραμμίζει τη συμμετοχή του OS σε ΝΔ και την επίδραση του Η2 στη θεραπεία αυτών των ασθενειών.

2. Χαρακτηριστικά του Μοριακού Υδρογόνου

Το H2 λειτουργεί ως μέτριο αλλά αποτελεσματικό αντιοξειδωτικό [13,27]. Το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στον κόσμο, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 75% της παγκόσμιας μάζας. Το υδρογόνο υπάρχει στο νερό και σε οργανικές καθώς και σε ανόργανες ενώσεις. Το αέριο Η2 είναι ένα άχρωμο, άοσμο, διατομικό αέριο έντασης καυσίμου. Υπάρχει λιγότερο από 1 ppm αερίου υδρογόνου στην ατμόσφαιρα της Γης [28].

Το Η2 δεν αντιδρά με τις περισσότερες ενώσεις, συμπεριλαμβανομένου του αερίου οξυγόνου, σε θερμοκρασία δωματίου. Το αέριο H2 είναι εύφλεκτο μόνο σε θερμοκρασίες άνω των 537 ◦C. Το H2 (4–75%, v/v) είναι εκρηκτικό λόγω της ταχείας αλυσιδωτής αντίδρασης οξείδωσης. Το H2 μπορεί να διαλυθεί σε νερό κάτω από ατμοσφαιρική πίεση σε 0,8 mM (1,6 ppm, w/v) [28]. Τα τελευταία χρόνια, διάφορες μελέτες που σχετίζονται με το H2 έχουν προσελκύσει την προσοχή των ερευνητών παγκοσμίως, λόγω της προστατευτικής και θεραπευτικής του δράσης επιδράσεις [14,15]. Επιπλέον, το υδρογόνο έχει σημαντικότερο πλεονέκτημα σε σχέση με άλλα αέρια που χρησιμοποιούνται για ιατρικούς σκοπούς, όσον αφορά την τοξικότητά του. Το υδρογόνο παραμένει μη τοξικό μέχρι υψηλές συγκεντρώσεις και χρησιμοποιείται ακόμη και σε καταδυτικές εφαρμογές [29,30].

Μελέτες έχουν δείξει ότι τα αποτελέσματα της εισπνοής υδρογόνου δεν είναι εμφανή και δεν επηρεάζουν την αρτηριακή πίεση ή άλλες παραμέτρους, όπως το pH και η θερμοκρασία. Έτσι, σε σύγκριση, το υδρογόνο έχει λιγότερες παρενέργειες από άλλα αντιοξειδωτικά, καθώς μειώνει μόνο •OH [13,31].

3. Οδοί Χορήγησης Υδρογόνου

Το H2 μπορεί να χορηγηθεί ή να ληφθεί στον οργανισμό μέσω διαφόρων οδών. Αυτές οι οδοί μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους: εισπνοή αερίου H2, πόσιμο HW και έγχυση HS. Η εισπνοή αερίου H2 είναι η απλούστερη και πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος από τις αρχικές αναφορές σχετικά με τη χρήση του H2 [13]. Το εισπνεόμενο H2 διαχέεται στις πνευμονικές κυψελίδες και μεταφέρεται σε ολόκληρο το σώμα.

Αυτή η διαδικασία μπορεί, ωστόσο, να είναι άβολη και ακόμη και επικίνδυνη, καθώς το αέριο Η2 είναι εκρηκτικό σε συγκεντρώσεις πάνω από 4% στον αέρα [27]. Ως εκ τούτου, η μικτή συγκέντρωση αερίου του Η2 διατηρείται συνήθως μεταξύ 1% και 4%. Η εισπνοή αερίου Η2 βελτιώνει τις οξείες καταστάσεις όπως ο τραυματισμός ισχαιμίας-επαναιμάτωσης (IRI) και αρκετοί τραυματισμοί μοσχεύματος οργάνων. Το HRW είναι ασφαλέστερο και πιο άνετο από την εισπνοή αερίου Η2.

Έχει αναφερθεί ότι το HW ad libitum αποτρέπει την αρτηριοσκλήρωση σε ποντίκια με νοκ-άουτ απολιποπρωτεΐνη Ε, μοντέλο για την αθηροσκλήρωση που αναπτύσσεται αυθόρμητα [32]. Η κατανάλωση Η2 προλαμβάνει βλάβες που προκαλούνται από το άγχος σε εξαρτώμενες από τον ιππόκαμπο μαθησιακές εργασίες κατά τη διάρκεια της χρόνιας φυσικής συγκράτησης σε ποντίκια [33].

Πρόσφατα, η εισπνοή Η2 και η κατανάλωση HW παρουσίασαν διαφορετικές προσαρμογές στην έκφραση σήματος και γονιδίου σε ποντίκια [34]. Αν και η διαδικασία είναι επεμβατική, η νευροπροστατευτική αποτελεσματικότητα στον εγκέφαλο μετά από ενδοπεριτοναϊκή έγχυση HS ήταν παρόμοια με αυτή της εισπνοής αερίου Η2 [35]. Στον ανθρώπινο γαστρεντερικό σωλήνα, το Η2 παράγεται από τα εντερικά βακτήρια και παίζει βασικό ρόλο στις μεταβολικές οδούς.

Λειτουργεί ως διακριτικό αντιοξειδωτικό και προλαμβάνει τις καρδιαγγειακές διαταραχές [15]. Μία από τις μελέτες έδειξε ότι τα βακτήρια του εντέρου παίζουν ρόλο στην εξέλιξη των νευρολογικών διαταραχών. Από αυτή την άποψη, ασθενείς που πάσχουν από διάφορες διαταραχές του ΚΝΣ βρέθηκαν να έχουν αυξημένη εντερική διαπερατότητα που δημιουργεί ένα πέρασμα σε επιβλαβείς μεταβολίτες από το έντερο στο αίμα που επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό το ΚΝΣ [36].

Μια μελέτη έδειξε ότι η από του στόματος χορήγηση HW οδηγεί σε προστατευτικά αποτελέσματα σε μοντέλα PD σε αρουραίους και ποντίκια [17]. Αυτά τα ευρήματα καταδεικνύουν την πιθανή χρήση του HRW για άμυνα έναντι των NDs, καθώς και τη δυνατότητα χρήσης του HRW για τη θεραπεία οξειών εγκεφαλικών διαταραχών, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Η οδός που σχετίζεται με τον ερυθροειδικό 2-παράγοντα 2 (Nrf2) παίζει ζωτικό ρόλο Ο ρόλος της προστασίας των κυττάρων έναντι διαφορετικών στρεσογόνων παραγόντων και η δυσλειτουργία τους συσχετίζεται με μειωμένη ανοχή στο OS [37]. Το Nrf2 είναι ένας σημαντικός αμυντικός μηχανισμός του εγκεφάλου έναντι των τοξινών τόσο στα νευρογλοιακά όσο και στα νευρωνικά κύτταρα [38,39].

Η οδός Nrf2 στοχεύει διάφορα γονίδια, για παράδειγμα οξυγενάση αίμης-1 (HO-1), S-τρανσφεράση γλουταθειόνης, SOD, CAT, NAD(P)Hdehydrogenase (κινόνη)1 και άλλα, προστατεύοντας έτσι τους νευρώνες του ΚΝΣ έναντι OS [40,41]. Το Nrf2 και διάφορα αντιοξειδωτικά ένζυμα μπορεί επίσης να αυξήσουν την έκφραση των αντιφλεγμονωδών μεσολαβητών, των ενζύμων που μεταβολίζουν τα φάρμακα φάσης Ι και ΙΙ και των μιτοχονδριακών οδών [42,43].

Πρόσφατες ερευνητικές μελέτες έχουν δείξει ότι το Nrf2 παίζει αμυντική δράση έναντι νευροτοξινών όπως η 6-υδροξυντοπαμίνη και η 1-μεθυλ-4-φαινυλ-1, 2, 3,6-τετραϋδροπυριδίνη ( MPTP), και στα δύο, in vitro και in vivo μοντέλα PD [44,45]. Από αυτή την άποψη, η από του στόματος χορήγηση του HRW έχει δείξει μια νευροπροστατευτική δράση έναντι της τραυματικής εγκεφαλικής βλάβης (TBI) με την ενεργοποίηση της οδού σηματοδότησης Nrf2.

Επιπλέον, παρόμοια ευρήματα έχουν αναφερθεί σε διάφορες ΝΔ, όπως PD, AD, IR και αιμορραγικό εγκεφαλικό, και τα αποτελέσματα αποδίδονται στις αντιοξειδωτικές ιδιότητες του HRW [46-48].

4. Το H2 δρα ως αντιοξειδωτικός παράγοντας

Το Hz είναι εξαιρετικά αντιδραστικό, μετουσιώνει τις πρωτεΐνες και προάγει τη διάσπαση του DNA. Μπορεί να μειώσει επιλεκτικά το OH και το ONOO-, προκαλώντας μια ευρεία αντίδραση με πρωτεΐνες, λιπίδια και νουκλεϊκά οξέα [49]. Με βάση ζωικά μοντέλα και κλινικές παρατηρήσεις, ένα συσσωρευμένο σύνολο στοιχείων έχει δείξει ότι το H μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά για την προστασία από ασθένειες που σχετίζονται με οξειδωτική βλάβη [50].

Μειώνει την ποσότητα των κυτταροτοξικών ROS (®OH), υπερασπίζοντας επιτυχώς τα κύτταρα [50]. Άλλες μελέτες κατέδειξαν παρόμοια προστατευτικά αποτελέσματα έναντι του lRl σε όργανα, όπως το ήπαρ, η καρδιά και τα έντερα [51]. Σε μοντέλα οξείας εγκεφαλικού επεισοδίου σε αρουραίους 1% έως 4% Η, η εισπνοή ανακουφίζει τις διαστάσεις του εμφράγματος [52]. H, η εισπνοή αποτρέπει την κρίσιμη οξειδωτική βλάβη στο 1% έως 3% των περιπτώσεων [53].

Η πρόσληψη HRW μειώνει την εξασθένηση της μάθησης και της μνήμης στα ποντίκια μειώνοντας την οξειδωτική βλάβη. Η αναπνοή αερίου χαμηλού επιπέδου (l, 3 v/100 v) αναφέρεται ότι μειώνει το OS, την εξαιρετική δυσλιπιδαιμία που προκαλείται από υποξία, την υπερτροφία των καρδιομυοκυττάρων και την περιαγγειακή ίνωση στην αριστερή κοιλία σε ποντικούς C57BL/6] [54Επιπλέον, η κατάποση του HRrf2 προκαλεί αντιοξειδωτική προστασία και έκφραση αντιοξειδωτικού γονιδίου για την επιτάχυνση της μείωσης της βλάβης του στοματικού βλεννογόνου σε αρουραίους [55].

Ομοίως, τα ευρήματα μιας άλλης μελέτης έδειξαν ότι το HRW είχε ευεργετική επίδραση στα οξέα τραύματα του δέρματος σε αρουραίους που προκαλούνται από ακτινοβολία [56]. Αρκετά υποκατάστατα μονοπάτια μελετώνται επί του παρόντος ως κύρια συστατικά των χαρακτηριστικών μετριασμού της ενέργειας του Hz, συμπεριλαμβανομένης της (1) ανοδικής ρύθμισης του υποδοχέα γκρελίνης που συνδέεται με τη γκρελίνη (GHS-R1). (2) κίνητρο που συνδέεται με τη γκρελίνη του μεταφορέα γλυκόζης 1. (3) διέγερση του μεταφορέα γλυκόζης που δεν συνδέεται με γκρελίνη 4. και (4) βελτιωμένη έκφραση του αυξητικού παράγοντα 21 ινοβλαστών (FGF21) που δεν συνδέεται με γκρελίνη, ενός ρυθμιστή των ενεργειακών δαπανών [57,58].

Το HRW έχει δείξει νευροπροστατευτικές ιδιότητες σε ένα μοντέλο PD που προκαλείται από MTTP ποντικού [45,59,60]. Ο Lin και οι συνεργάτες του ανέφεραν ότι το HRW μειώνει το OS σε ασθενείς με χρόνια ηπατίτιδα Β και μεταβολικό σύνδρομο [61]. Μελέτες έχουν δείξει ότι το H2 μπορεί να έχει ωφεληθεί ενεργοποιώντας τη οδό σηματοδότησης Nrf2, βελτιώνοντας έτσι την αντιοξειδωτική δραστηριότητα και μειώνοντας το OS, την απόπτωση και τη φλεγμονή [46,62 ].

Το Η2 αυξάνει τις αντιοξειδωτικές δραστηριότητες των ενζύμων στην ακτινοβολία και την TBI μέσω της ανοδικής ρύθμισης του Nrf2 [63]. Ο βασικός αντιφλεγμονώδης μηχανισμός του Η2 μπορεί ακόμη και να χρησιμοποιηθεί από τα μακροφάγα μέσω της οδού σηματοδότησης Nrf2 [64]. Το Nrf2 είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας που συνδυάζει στοιχεία αντιοξειδωτικής απόκρισης για τον έλεγχο της έκφρασης των αντιοξειδωτικών, προστατεύοντας το σώμα από τραυματισμούς και φλεγμονές από οξειδωτική βλάβη [65].

5. Αντιφλεγμονώδεις επιδράσεις του Η2 σε διαφορετικά μοντέλα νευροεκφυλιστικών ασθενειών

Πολυάριθμες μελέτες έχουν αναφέρει την αντιφλεγμονώδη δράση του Η2 [63,64,66]. Η ταχεία εξάπλωση, η υψηλή διεισδυτικότητα και η απουσία σαφών παρενεργειών είναι μερικά από τα πλεονεκτήματά του. Το H2 καθαρίζει τις ρίζες ROS και είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό στη μείωση της φλεγμονής σε πολυάριθμους ιστούς και όργανα, συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς, του εγκεφάλου και των πνευμόνων, και έχει αναγνωριστεί ότι προστατεύει από την οξειδωτική βλάβη [67,68].

Το HRW έχει μελετηθεί ευρέως για την ικανότητά του να αναστέλλει τις φλεγμονώδεις αντιδράσεις και να ανακουφίζει την απόπτωση των νευρώνων [18,69]. Η μικρογλοία είναι πιθανό να προκαλέσει νευροφλεγμονή στον εγκέφαλο. Τα ενεργοποιημένα μικρογλοία και τα ROS παράγουν προφλεγμονώδεις κυτοκίνες. Μία από τις μελέτες έδειξε ότι το Η2 έχει μια πολλά υποσχόμενη επίδραση στην πρόληψη και τη φλεγμονή που σχετίζεται με την περιγεννητική εγκεφαλική βλάβη σε μοντέλα in vitro και in vivo [70].

Επιπλέον, η ίδια μελέτη ανέφερε ότι το HW εμποδίζει την επαγόμενη από λιποπολυσακχαρίδια (LPS) παραγωγή ROS από μικρογλοία και μειώνει τη μικρογλοιακή νευροτοξικότητα που προκαλείται από το LPS [70]. Αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι το HS μπορεί να μετριάσει τις εντερικές λοιμώξεις όπως η εντερική βλάβη IR, η ελκώδης κολίτιδα και η φλεγμονή του παχέος εντέρου [71,72].

Επιπλέον, το HRW έδειξε μια προληπτική δράση κατά του σχηματισμού ιόντων υπεροξειδίου σε ποντίκια SMP30/GNL που έχουν μειωθεί με βιταμίνη C κατά τη διάρκεια συνθηκών υποξίας-επαναοξυγόνωσης [73]. Επιπρόσθετα, μία από τις μελέτες ανέφερε ότι η προσθήκη Η2 σε διαλύματα αιμοκάθαρσης είχε αντιφλεγμονώδη και αντιυπερτασική δράση έναντι των ασθενών που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση, υποδηλώνοντας ότι είναι μια θεραπευτική επιλογή για ασθενείς με ουραιμία [74]. Σε μια άλλη μελέτη, ο ρόλος της μείωσης των μυών των αθλητών ενισχύθηκε με τη χρήση Η2 στην περίπτωση της εντατικής σωματικής εξάσκησης [21].

Ο Domoki και οι συνεργάτες του ανέφεραν ότι ο αερισμός του αέρα κατά 2,1% αυξημένος από υδρογόνο διατήρησε ουσιαστικά την εγκεφαλοαγγειακή αντιδραστικότητα στην υπερκαπνία και τη μειωμένη νευρωνική βλάβη που προκαλείται από ασφυξία-επανααερισμό σε ένα μοντέλο χοίρου με περιγεννητική ασφυξία [75]. Επιπλέον, το HRW απέτρεψε το ενδοπλασματικό στρες {5}} έκφραση [64]. Το HRW βελτιώνει επίσης τη γνωστική εξασθένηση σε ποντίκια με επιταχυνόμενη γήρανση [53].

For more information:1950477648nn@gmail.com