Vodík a zdraví 1. ÚVOD Oxidační stress vzniká ze silného oxidačního potenciálu přebytečných vysoce Reaktivních Okysličujících Sloučenin (ROS). Akutní stress vzniká v mnoha situacích, včetně ischemia reperfusion. Chronický oxidační stress je všeobecně přijímán jako příčina většiny moderních nemocí, rakoviny a stárnutí, avšak mnoho antioxidantů se nejenom projevilo být neúčinnými v prevenci rakoviny, srdečních infarktů a kornatění tepen, ale naopak, zjistilo se, že zvyšují úmrtnost. Proto je nutné, abychom si byli velice dobře vědomi postranních účinků současných antioxidantů při vývoji nových a efektivních. Zjistili jsme, že vodík (H2) hraje svou roli jako nový antioxidant. Má své výhody oproti jiným antioxidantům a bez jejich postranních účinků. Navíc má vynikající schopnost pronikat biomembránami včetně buněčných i vnitrobuněčných obalů. Uvádíme zde přehled pokroku směrem k léčebnému a preventivnímu využití vodíku v široké škále aplikací. 2. ROS - JEDNA ZE ZÁKLADNÍCH PŘÍČIN AKUTNÍCH A CHRONICKÝCH OCHOŘENÍ. 2.1. Chronický Oxidační Stress ROS jsou naším tělem produkovány neustále, například díky fyzické námaze, kouření, ultrafialovému světlu a znečištěnému vzduchu, stárnutí, fyzickému a psychickému stresu atp. V každém aerobickém organismu vznikají ROS během dýchání, při kterém je konzumován kyslík. Většina superoxidačních anionických radikálů (O2-) vzniká v mitochondrii únikem elektronů z elektronového řetězce výměny. Superoxid dismutase se mění na peroxid vodíku (H2O2), který je metabolizován glutatione peroxidázou nebo katalázou, za vzniku vody (H2O). Z peroxidu vodíku vzniká Fentonovou nebo Weisovou reakcí za přítomnosti kovů, například Fe2+ a Cu+ vysoce reaktivní radikál (OH)a proto manipulace genů podmíněná antioxidačním procesem prodloužila životnost nebo zabránila chorobám. ROS vznikají pod podmínkou přílišného membránového potenciálu. Ve skutečnosti, tento potenciál kontrolují a produkci ROS potlačují oddělující se bílkoviny (produkované v buňkách podle příkazů DNA). Tento proces následovně potlačuje cukrovku. (čti: užívání vodíku potlačuje projevy cukrovky). Mitochondriální aldehyd hydrogenáze 2 (ALDH2) ochraňuje před oxidačním stresem neutralizací cytotoxických (jedovatých buňkám) aldehydů. Díky tomu (ALDH2) ochraňuje před stařeckou senilitou způsobenou jejich akumulací. Tyto aldehydy však paradoxně stimulují systémy chránící před oxidačním stresem, takže poškození tkání oxidačním stresem provokuje činnost ochranných systémů (čti: užívání vodíku slouží prevencí stařecké senility). 2.2. Akutní Oxidační Stres Infarkty, mrtvice, záněty, transplantace, těžká cvičení, zastavení pooperačního krvácení a další způsobují ischemia reperfusion a akutní oxidační stres uvolňující H2O2 čímž vznikají O2 a -OH radikály, které naruší elektrický potenciál mitochondriálních obalů a vedou k otoku a eventuálně i k prasknutí mitochondriálního obalu. Mnoho pokusů o omezení produkce oxidačních radikálů a tím rozsahu škod tkání poskytnutím antioxidantů mělo za výsledek protichůdný efekt. Většina neblahých výsledků v případech pomrtvičních stavů je přisuzována skupině -OH, která je v porovnání s H2O2 a -O2 – podstatně agresivnější, zatímco paradoxně H2O2 a -O2 – jsou kritickými signalizačními složkami při ustanovení tolerance Oxidačního Stresu (OS). Proto musí být cytotoxické (jedovaté buňkám) radikály jako je -OH neutralizovány, aniž by kompromitovaly zásadní biologické aktivity jiných ROS včetně NO-. 3. CHARAKTERISTIKA MOLEKULÁRNÍHO VODÍKU Zjistili jsme, že vodík funguje jako jemný, ale efektivní antioxidant. Vodík H2 je bezbarvý, velmi hořlavý diatomický plyn bez zápachu a bez chutě. Zemská atmosféra obsahuje méně než 1 část vodíku v miliónu. Vodík je za normální teploty relativně nereaktivní a za nepřítomnosti katalyzátorů se chová jako inertní plyn. Za běžných teplot nereaguje s většinou sloučenin ani s kyslíkem. Je hořlavý až při teplotě vyšší než 527°C a s kyslíkem exploduje rychlou řetězovou reakcí jenom v mezích objemového poměru 4 - 75%. H2 je
rozpustný ve vodě do 0.8mM (1.6ppm) za atmosférického tlaku a rychle proniká stěnami skleněných i plastových nádob, zatímco hliníkové nádoby jsou schopny ho udržet hodně dlouho. 4. NEUTRALIZACE HYDROXYLOVÝCH RADIKÁLŮ V BUNĚČNÝCH KULTURÁCH 4.1. Neutralizuje -OH, ale ne O2-, H2O2 a NO Vodík byl rozpuštěn v biologické kultuře buďto pod vysokým tlakem, nebo jednoduše probubláním plynem. Medium kultury bylo také nasyceno O2- v poměru 8:2 (H2:O2). Obsah vodíku, kyslíku a pH byly sledovány specifickými elektrodami. Buněčná kultura byla ošetřena mitochondriálním dýchacím inhibitorem antimycinem za účelem vyvolání nadbytečné produkce radikálů -O2, načež došlo k jejich rychlé přeměně na H2O2 a poté na OH-. Dodání antimycinu ve skutečnosti způsobilo zvýšení hladin OH- a H2O2 v buňkách, avšak vodík rozpuštěný v kultuře neovlivnil jejich hladinu. H2 navíc také nezměnil stálou buněčnou hladinu NO (poukazuje na fakt, že vodík nereagoval ani s peroxidem vodíku H2O2, ani s jinými silnými oxidačními skupinami). Na druhé straně, jak indikoval signál z H2 elektrody, vodík velice snížil hladinu -OH, a to speciálně v oblasti buněčného jádra (což poukazuje na fakt, že za přítomnosti vodíku tato skupina nevzniká, protože má možnost pokračovat v reakci a měnit se dále na vodu H2O). H2 zabránilo poklesu elektrického potenciálu mitochondriální membrány, což naznačuje, že H2 ochránilo membránu před účinky -OH. Zároveň H2 zabránilo poklesu hladiny ATP (enzym adenosine triphosphate) syntetizovaného v mitochondrii. Skutečnost, že H2 ochránil mitochondrie a jádrovou DNA, poskytla důkaz, že vodík pronikl většinou membrán a prostoupil do organel. Vodík tím následovně ochránil buněčnou kulturu před oxidačním stresem OS (de facto hydroxylačním či hydroxylovým stresem). 4.2. Další účinky prokázané na systémech kultur. Vodík rozpuštěný v mediu kultury sluchových vláknitých buněk je ochránil před volnými radikály a poukazuje na snížení -OH, posuzováno podle snížení HPF fluorescence ve vstupní tkáni. -OH způsobuje převážnou většinu škod způsobených ve tkáních ionizujícím zářením (čti od ozáření rentgenem až po radioaktivní ozáření). H2 prokázal ochrannou schopnost proti poškození vyvolaným tvrdým zářením v buněčných kulturách i u myší. Je známo, že kosmické záření dokáže poškozovat DNA a tuky ve spojitosti s následným zvýšením oxidačního stresu, což je jeden z hlavních problémů spojených s cestami do vesmíru. Lze očekávat, že vesmírná aktivita se bude v budoucnu zvyšovat a proto je nutno odhadnout riziko a předejít OS u astronautů dříve, než se klinicky projeví. Schoenfeld a kol. spekulovali, že podávání vodíku astronautům, ať už dechem nebo pitím vodíkové vody, by eventuálně mohlo představovat novou metodu preventivní strategie proti chorobě z ozáření. Ošetření vodíkem opakovaně prodloužilo životaschopnost kmenových buněk kostní dřeně ve zkumavce a zachovalo jejich schopnost diferenciace (schopnost se dále vyvíjet na jiné buňky, především různých tkání – metamorfovat). Tyto buňky jsou slibným lékařským přístupem v oboru regenerativní medicíny. Je třeba je množit mimo tělo, avšak tento postup způsobuje jejich degeneraci a ztrátu schopnosti se množit a dále se vyvíjet (metamorfovat – diferencovat – prakticky dospívat) na buňky různých tkání. Oxidační stress je jedním z hlavních důvodů tohoto problému (asi si měli přečíst skoro 30 let starou (1985) práci Dr. Roberta O. Beckera, jenže to by bylo relativně laciné léčení a regenerace a dokázal by to kde kdo, kdyby nešlo o vnitřní orgány). 5. VÝHODY VODÍKU 5.1. Rychlý průnik H2 má jako antioxidant několik výhod, například rychle proniká všemi tkáněmi a pronikne do cytosolu (vnitrobuněčná plasma). Vysoké oxidační poškození je hlavním faktorem, protože proces dýchání mitochondrie je zdrojem OH- a H2O2. Nicméně, přes klinickou důležitost mitochondriálního oxidačního poškozování se antioxidanty nedožily valného úspěchu. Možná je to pro to, že je mitochondrie vybíravě neabsorbuje. Vodík se do jádra mitochondrie dostane a mitochondrie, která chrání jádrovou DNA a jeho působení, poukazuje na preventivní schopnosti vodíku u nemocí způsobených životním stylem, u rakovin a u stárnutí. Navíc, vodík také proniká mozkovou bariérou, zatímco většina antioxidantů toto nedokáže. Sledování koncentrací vodíku v různých tkáních dokazuje, že jde o difúzi (pronikání jedné látky druhou jako sítem) plynu. 5.2. Přímo nepotlačuje funkci důležitých ROS (Reaktivních Okysličujících Sloučenin = O2-, NO a H2O2)
Přes jejich cytotoxický (jedovatý buňkám) efekt, nízké koncentrace ROS, jako jsou O2- a H2O2 jsou signální molekuly regulující apoptózu (úmrtí buněk), množení buněk a jejich další vývoj (diferenciaci). Jak jsme se již zmínili, nedávné studie poukazují na fakt, že přebytek antioxidantů zvyšuje úmrtnost a výskyt rakovin, protože pravděpodobně mohou narušovat nějaký fyziologický obranný mechanismus. Za vyšších koncentrací se H2O2 přičiní procesem myeloperoxidáza o tvorbu kyseliny chlorné, sloužící obraně proti bakteriálním nákazám. Navíc, další radikál NO funguje coby neurotransmiter (zastaralá ortodoxní spekulativní pitomost přenosu informačního signálu ze zakončení nervu do buňky přes nevodivou mezeru. Podle R. O. Beckera jde o kapacitní přenos elektrického signálu) zodpovědný za rozšiřování cév. Vzhledem k tomu, že H2 redukuje -OH, ale nemá vliv na O2-, H2O2 a NO, si dovolujeme navrhnout, že postranní účinky vodíku ve tkáních jsou minimální v porovnání s jinými antioxidanty. 5.3. Vodík není jedovatý ani při vyšších koncentracích. Očekává se, že několik v medicíně používaných plynů poskytuje efektivní pomoc, ať už preventivní, nebo léčebnou, a to přesto, že většina hydrofilních (vice méně vodou rozpustných) sloučenin je zadržena buněčnými obaly a jinými membránami a nemůže proniknout do buněčné plasmy (cytosole), zatímco většina hydrofobních (vice méně rozpustných v tucích) sloučenin nemůže těmito membránami proniknout bez pomoci specifických přepravních látek. Vodík toto vše dokáže bez pomoci sám a pronikne jak do cytosolu, tak do organel (všeobecný výraz, víceméně buňka v buňce, nebo buněčný orgán, jako například mitochondrie) v buňce. Buňky PC12 na médiu nasyceném H2 (0.6 mM) and O2 (0.24 mM) byly vystaveny oxidačnímu stresu vyvolanému antimycinem A (10 μg/ml), po dobu jednoho dne. Byly zaznamenány dva ukazatele oxidačního stresu. Výsledky ukázaly, že H2 pronikne k buněčnému jádru a mitochondrii a ochrání je před prudkou toxicitou. Během posledních desetiletí se inhalace léčebných plynů dožila široké pozornosti a velice se rozšířily i znalosti plynných molekul, včetně působení NO (kysličník dusnatý) CO (kysličník uhelnatý) a H2S (sirovodík), o nichž je známo, že hrají velikou úlohu v biologických systémech. V preklinických experimentech s onemocněními, včetně posttrombotických (Ischemia reperfusion) poškození, se projevila inhalace CO a H2S jako prospěšná většině životně důležitých orgánů. Speciálně NO již byl povolen jako terapeutická látka v klinické praxi. Přirozená jedovatost těchto plynů však musí být nejdříve pořádně probádána a vzata v úvahu při léčebné strategii. NO navíc podporuje OS reakcemi s O2-, při kterých se produkují vysoce okysličující peroxynitrity. Není známo, zda lze dosáhnout lokálního nasycení tkání v terapeutické koncentraci CO a H2S, aniž byla do plic doručena toxická dávka. Naproti tomu má vodík H2 mnoho výhod díky své nejedovatosti a to i při vysoké koncentraci. Navíc už pro něj existují bezpečnostní normy pro dýchání vysokých koncentrací díky použití při potápění do velikých hloubek. Zde je používán ve směsích zabraňujících kesonové nemoci a dekompresním potížím, včetně plynové trombózy, použitím směsi Hydreliox v poměru H2 - 49%, He - 50% a O2 - 1%, která zabraňuje dusíkové narkóze při potápění. 6. METODY POUŽITÍ VODÍKU 6.1. Inhalace plynného vodíku Inhalace je jednoduchá technika. Vodík může být doručen běžným ventilátorem a maskou nebo nosní kanylou. Díky tomu, že inhalace je rychlejší metodou, může být úspěšná při OS. Neovlivňuje krevní tlak, což při IV (intravenózně – do žíly – kapačka) může být problém u srdečních infarktů. Není u něj riziko exploze ani se vzduchem, ani s kyslíkem, pokud je jeho koncentrace menší než 4%, avšak musí se dodržovat bezpečnostní procedury. Krysy inhalovaly směs vodíku a kysličníku dusnatého (na anestesii) spolu s O2 a N2. Inhalace H2 ve skutečnosti zvýšila přítomnost H2 v cévním systému v závislosti na dodaném množství, zatímco žilní systém vždy vykazoval menší koncentraci, než cévní. Tento rozdíl musel nezbytně musely absorbovat tkáně. 6.2. Přímá demonstrace rychlé difúze vodíku Plyny dokážou pronikat různými látkami a velice pravidelně je sytit. Termín “biologický plyn” předpokládá, že plyn proniká biologickými membránami a působí vícero mechanismy. Vodík je toho zářným a dobře doloženým příkladem.
6.3. Efektivní ochrana posttrombotického (ischemia reperfusion ) zranění u krys Vodík byl aplikován krysám s vyvolanou mozkovou mrtvicí střední mozkové tepny. Den po této události se poranění zmenšilo v závislosti na dávkách H2. Během dalšího týdne se rozdíl mezi ošetřenými krysami a neošetřenými prohloubil a ošetřené navíc začaly přibírat na váze a celkově se jejich stav rychleji zlepšoval. Z toho plyne, že H2 nejen omezil původní poranění tkání, ale i jeho postup. Vodík také poznatelně snížil několik ukazatelů OS (oxidačního stresu). 6.4. Efektivní ochrana posttrombotického srdečního infarktu Inhalace vodíku byla aplikována také na srdeční infarkt (u krys). Inhalace jasně potlačila odumírání tkáně v závislosti na dávkování. Pro porovnání, helium nic takového nevykázalo, což potvrzuje specifické účinky vodíku. Testy byly posuzovány měřením hladiny oxidačního stresu a rozsahu postižení tkání orgánu. Dýcháni H2 v podkritickém množství 2% podstatně snížilo oxidační stress a rozsah škod, aniž by mělo negativní vliv na krevní oběh. 6.5. Ochranné účinky při transplantacích Inhalace vodíku významně snížila závažnost střevních a plicních transplantačních zranění a zabránila zánětu darovaného orgánu. Tato zranění z nedostatku krevního okysličení (ischemia reperfusion) často proceduru komplikují slabou životností orgánu, jeho zánětem a následným odmítnutím. Ošetření vodíkem také podstatně vylepšilo trávení a činnost hladkého svalstva po betanechtolu. Oxidace tukových složek transplantátu byla značně potlačena a ukázala značnou antioxidační účinnost vodíku v transplantovaných plicích. Vystavení 2% inhalovaného vodíku podstatně zablokovalo produkci několika zánětlivých látek, snížilo buněčnou úmrtnost vyvoláním tvorby antiapoptických molekul B cel lymphoma2 a B cel. Post trombotické zranění (odumírání tkání díky nedostatku kyslíku – ischemia reperfusion) u krys bylo omezeno inhalací H2, nebo CO, nebo obou. Kombinovaná terapie vodíkem a kysličníkem uhelnatým vykázala vyšší terapeutickou cenu jak antioxidačním působením tak protizánětlivým a může se stát klinicky prospěšnou metodou při srdečních infarktech. Vdechovaný vodík efektivně snížil zánětlivou komplikaci zranění plic způsobeného použitím dýchacího zařízení, jak lokálně, tak systémově, jak svými antioxidačními vlastnostmi, tak protizánětlivým a antiapoptickým působením. 6.6. Ochranné působení při infekcích a protizánětlivé působení. Infekce a hromadné selhání orgánů je hlavní příčinou smrti těžce nemocných pacientů. Inhalace vodíku velice snížila úmrtnost a zvýšila zachování funkcí orgánů u septických myší s protrženým, zauzleným střevem redukcí hladin brzkých i pozdních zánětlivých cytokinů v krevní plasmě a tkáních (cytokiny jsou víceméně hormony podporující zánětlivost). Bylo zkoumáno vodíkové ošetření 2% H2, které vykázalo omezení poškození orgánů, sníženou hladinu oxidačních látek a zvýšenou aktivitu antioxidačního enzymu spolu s redukcí cytokinů. 6.7. Různé Další práce uvádějí : - vodíková terapie redukuje odumírání při porodních zraněních u myší. - vodík zredukoval akutní krvácivé změny lokální trombotické události vyvolané u krys hyperglykemií. - Vodík ochraňuje nervy a zachovává mozkokrevní reaktivitu v přidušených novorozených prasatech. - Vodík má příznivý antioxidační vliv na traumatická zranění mozku u krys díky snížení OS. - Vodík má příznivý antioxidační vliv na páteřní traumatické zranění u králíků. - Vodík chrání vstupní vlasové buňky sluchového ústrojí před volnými radikály. 7. ÚSTNÍ PODÁVÁNÍ VODÍKOVÉ VODY. 7.1. Pití vodíkové vody Denní inhalace vodíku nemusí být praktická, ačkoliv její účinky jsou podstatně rychlejší a v akutních případech velmi důležité. Jako prevence je pití vodíkové vody příhodnější. Pití vodíkové vody je přenosnou záležitostí a aplikace pitím je naprosto přirozená a bezpečná. Vodík lze rozpustit za běžného tlaku a teploty až do 0.8 mM. Pití vodíkové vody mělo kupodivu nemenší efekt než jeho dýchání. Vodíkovou vodu lze připravit několika způsoby,
včetně rozpuštění vodíku ve vodě pod vysokým tlakem, elektrolýzou vody a reakcí kovového hořčíku s vodou. Rozpouštění vodíku pod vysokým tlakem je také použitelné s jinými rozpouštědly. Po vypití vodíkové vody krysami byl vodík zjištěn v krvi. Dále pak byl vodík sledován elektrodami v játrech, kde se shromažďoval, což ukazuje, že ústní podání i malých množství může po chvilce ulevit a zlepšit stav pacienta. Další laboratorní pokusy potvrdily, že vodík má sklon se přidružovat k polymerům, glykogenu a škrobům. 7.2. Předejití poklesu chápání. Dlouhodobé fyzické znemožnění pohybu vyvolalo u myší vysoký oxidačního stresu v mozku a snížilo učenlivost a paměť. Pití vodíkové vody kolik hrdlo ráčí, potlačilo zvýšení OS a stejně tak zabránilo vzniku potíží při učení a nebyla ovlivněna paměť. Byl potlačen nervový nárůst v dentate gyrus v hippocampus, a také fyzické omezení pohybu. Vodík tomu zabránil, i když mechanismus jeho působení na neurogenezi není zřejmý. Každopádně trvalé pití vodíkové vody omezilo oxidační stress v mozku a předešlo poklesu chápání a paměti. 7.3. Preventivní a terapeutický efekt na Parkinsonovu chorobu Ztráta mitochondriální funkčnosti a přidružený OS jsou hlavními příčinami ztrát dopaminergických buněk (produkujících dopamine) v substantia nigra (tmavá mozková tkáň ve středu mozku) při Parkinsonově chorobě. Vodík byl podáván před, nebo po stereostatické operaci nigrostriatální degenerace vyvolané u krys 6-hydroxidopaminem simulujícím Parkinsonovu chorobu. Vodík předešel jak vývinu, tak pokračování nigrostriatální degenerace. Je tedy pravděpodobné, že vodíková voda by zamezila nebo zastavila vývoj Parkinsonovy choroby. Pití H2 tento proces opakovalo při podobném pokusu, kdy byl stejný problém vyvolán MPTP (1- methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin) 7.4. Prevence kornatění tepen Oxidační stress je také součástí sklerózy tepen. Nicméně žádné klinické studie s dietními antioxidanty neprokázaly podstatný úspěch v prevenci sklerotických onemocnění tepen. Pití vodíkové vody jak libo snížilo OS aorty a zabránilo arterioskleróze v apo-lipoprotein E knockout myši (laboratorní myši s geneticky vyvolaným nedostatkem apo-lipoproteinu E) Proto je pravděpodobné, že pití vodíkové vody by mohlo zabránit arterioskleróze spíše, než jiné antioxidanty. 7.5. Zlepšení metabolického syndromu Zvýšený OS má vliv na metabolický syndrom při obesitě. Dlouhodobé pití vodíkové vody významně kontrolovalo tuky a tělesnou váhu beze změn ve výživě a stravovacím a picím režimu. Navíc se snížila hladina glukózy v krevní plazmě, stejně jako hladina insulinu a triglyceridů (složité cukry), což je u hyperglykémie stejný efekt, jaký má omezení přísunu potravy. Mechanistická studie odhalila, že se posílilo genetické vyjádření (předávání informace z DNA pro výrobu bílkovin v mitochondrii) krevního hormonu, stejně jako faktoru nárůstu fibroblastů 21 (FGF21), který by měl zvýraznit spotřebu mastných kyselin a glukózy. Pití vodíkové vody vskutku stimulovalo metabolismus energie, jak je měřena spotřebou kyslíku a vylučováním CO2 dýcháním. Tyto výsledky napovídají, že vodíková voda by mohla pomoci při obesitě, cukrovce a metabolickém syndromu. 7.6. Prevence postranních účinků protinádorových drog Cisplatin je přípravkem široce používaným proti rakovině, na mnoho druhů nádorů. Jeho aplikaci nicméně limituje nefrotoxicita (otrava ledvin), jejíž příčinou může být oxidační stress, OS. Inhalace 1% vodíku, stejně jako pití vodíkové vody, snížilo úmrtnost a ztráty na váze způsobené cisplatinem a zmírnilo jeho jedovatost pro ledviny. Pití vodíkové vody zlepšilo metamorfózu spolu se snížením úmrtnosti ledvinových buněk. Přes tuto aktivitu H2 nesnížilo účinnost cisplatinu proti rakovinným kulturám a nádorům u myší. Z tohoto důvodu, ať už plynný vodík nebo vodíková voda, by mohly zlepšit kvalitu života pacientů prodělávajících chemoterapii. Tento jev byl potvrzen ještě další skupinou. 7.7. Protialergické reakce Na myších bylo demonstrováno, že pití vodíkové vody může zmírnit akutní alergickou reakci. 7.8. Působení při transplantacích ROS přispívá k vývoji interstitial fibróze (mezibuněčné jizvení) a tubulární atrofii (degenerace močovodů) kterou vidíme při chronické allograft nephropatii (konečné stadium selhání ledvin a transplantovaných ledvin z příčin neznámých). Nakaova skupina testovala
efekt vodíkové vody na krysách s transplantovanými ledvinami. Pití vodíkové vody zlepšilo funkci ledvin a zpomalilo postup choroby, snížilo oxidativní poškození, produkci zánětlivých látek a celkově prodloužilo životnost. Proto je vodíková voda velmi dobrým antioxidantem a protizánětlivou látkou. 7.9. Různé bylo ukázáno, že pití vodíkové vody - zabraňuje tvorbě superoxidů ve vzorcích mozkové tkáně u knockout myší ochuzených o vitamín C - zmírňuje ztrátu sluchu způsobenou hlukem u morčat - zmírnilo problémy s chápáním a pamětí u uměle stárnutých myší - poukázalo na možné účinky ochrany srdeční činnosti po ozáření 8. METODY ADMINISTRACE VODÍKOVÉHO FYZIOLOGICKÉHO ROZTOKU 8.1. Výhody injekcí vodíku Ačkoliv ústní užívání je bezpečné a šikovné, vodík má sklon z vody unikat a nějaké množství se ztratí v žaludku a ve střevech. Tím je ztížena kontrola koncentrace a dávkování. Podání injekcí by tento problém mohlo řešit. (Z textu vyplývá, že jde o uměle vytvořený problém, jelikož účinnost dávkování nelze ani odhadnout, neřkuli ustanovit.) 8.2. Působení vodíkového roztoku na různé nemoci Sunova skupina podala peritoneálně (do břišní dutiny) injekcí fyziologického roztoku s H2 zvířatům s různými vyvolanými chorobami s velikým úspěchem. Proto má tato metoda velikou naději klinicky léčit i skutečné choroby. Například tato injekce prokázala schopnost ochraňovat nervy u přidušených novorozených krys (u kterých začalo docházet k odumírání tkání, podobně jako k tomu dochází u infarktů – trombotických událostí – Ischemia reperfusion). Navíc byla metoda testována na myších s Alzheimerovou chorobou uměle vyvolanou injekcí peptidu do mozku. Metoda snížila hladinu OS a prudkost zánětu a předešla ztrátě paměti a motorických funkcí. Tato a další skupiny demonstrovaly účinky této metody na mnoha nemocech vyvolaných u zvířat. 9. METODA PŘÍMÉ ABSORBCE VODÍKU 9.1. Zlepšení glaukomu Byl připraven fyziologický roztok s rozpuštěným vodíkem použitý jako oční kapky. Při akutním glaukomu, kdy přechodně zvýšený tlak v oční bulvě způsobuje znatelné ztenčení sítnice kvůli nedokysličení tkáně ( Ischemia reperfusion)zprostředkované tvorbou reaktivních oxidů. Přímá aplikace kapek obsahujících H2 do očí zmírnila toto poškození vyvolané u krys. Pokud byly kapky do očí dodávané neustále do očního vzorku mimo tělo, hladina H2 v něm narůstala a hladina -OH naopak klesala během retinální (sítnicové) ischemiareperfusion. Vodík v kapkách snížil počet úmrtnosti a oxidačně stresovaných sledovaných buněk den po ischemia-reperfusion události a omezilo ztenčování sítnice spolu s aktivací Müller glia, astrocytů a mikroglie 7 dní po události a umožnilo, že sítnice nabyla >70% původní tloušťky. Navíc jsme vyvinuli oční kapky s rozpuštěným vodíkem k přímé aplikaci na sítnici a sledovali průběh jehlovými sensory vodíku procházejícími rohovkou očním vzorkem mimo tělo krysy. Vodík byl schopen proniknout při aplikaci fyziologického roztoku obohaceného vodíkem. Pokud byly kapky aplikovány průběžně, zhruba 70% vodíku bylo zjištěno na očním povrchu. Dvě minuty od počátku aplikace začal obsah vodíku v oku narůstat a dosáhl maxima po 15. minutách, kdy jeho obsah v oku dosáhl 20% obsahu v kapkách. Maximální obsah v oku tím dosáhl zhruba třetinu obsahu vodíku na povrchu oka. 9.2. Vodíková koupel Vodík proniká pokožkou snadno a proniká do celého těla krevním oběhem. Proto je teplá koupel ve vodě obohacené vodíkem metodou pro denní použití, zejména v Japonsku. Vodík se rozšíří po celém těle během deseti minut, alespoň jak bylo vyvozeno úsudkem z měření obsahu vodíku v dechu (nepublikované výsledky). 10. ZVÝŠENÍ PRODUKCE VODÍKU VE STŘEVĚ 10.1. Produkce vodíku střevními bakteriemi Ostatní léčebné plyny, CO, NO a H2S jsou produkovány přirozenými tělesnými
enzymatickými systémy. Průmysl léčiv tyto systémy a jejich znalost využívá k vývoji vnějších zdrojů těchto plynů. Savci postrádají enzymy na vlastní tvorbu vodíku. Místo toho je v lidech vodík přirozeně produkován ve střevech kvašením nestrávených uhlovodíků symbiotickou střevní flórou. Vodík je pak roznášen krevní cirkulací a odchází povětšinou dechem. Z toho důvodu je metoda měření obsahu vodíku v dechu používána na zjišťování špatného trávení uhlovodíků. Nicméně, existuje několik studií produkce vodíku v trávicím ústrojí ve spojitosti s jeho antioxidačními vlastnostmi. 10.2. Jsou glukosidové inhibitory (potlačovací látky) nepřímé antioxidanty? Glukosidáza (štěpení cukrů) inhibitory jsou farmaceutickými prostředky, které speciálně redukují zvýšení krevního cukru po jídle ztížením trávení disacharidů (jako je sacharóza, maltóza a laktóza) takže druhotně vstřebávání glukózy. Velká epidemiologická studie prokázala úspěšnost léčení pacientů se sníženou tolerancí glukózy glukosidy. Podávání inhibitoru bylo spojeno se snížením rizika vývinu cukrovky o 25%, snížením rizika vývinu vysokého tlaku o 34% a snížení procenta mozkových příhod o 49%. Co víc, porovnávací analýza sedmi dlouhodobých studií naznačila, že akarbóza (inhibitor – droga na cukrovku 2) snížila procento srdečních infarktů pacientů s cukrovkou typu 2. Něco takového nebylo pozorováno u pacientů s cukrovkou 2, kdy byla zvýšená hladina cukrů kontrolována inzulinem a glibenclamidem. Acarbose, která je glukosidovým inhibitorem, značně zvýšila produkci vodíku u dobrovolníků. Proto předkládáme domněnku, že vodík produkovaný ve střevech bakteriemi je unikátním antioxidantem, který zabraňuje srdečním mrtvicím. 10.3. Protizánětlivé působení střevní flóry produkcí vodíku Escherichia coli dokáže produkovat pozoruhodné množství vodíku katalýzou. Kawai a spol. bádal, zdali vodík uvolňovaný střevní flórou může mít efekt na žloutenku vyvolanou conkavalinem u myší. Doplnění střevní flóry E.coli bakterií, produkující vodík, snížilo zánětlivost jater vyvolanou concavalinem, ale nestalo se tak při doplnění hydrogenázenedostatečnou mutantní E.coli. Tyto výsledky naznačují, že vodík uvolňovaný střevní flórou dokáže potlačit zánětlivost. Vodík také potlačuje zánětlivost tlustého střeva vyvolanou dextran sodium sulfatátem. 10.4. Různé - Dietní turmenik vyvolal bakteriální produkci vodíku ve střevním traktu. - Laktulóza (nestravitelný umělý cukr) se projevila jako nepřímý antioxidant potlačující záněty střev 11. KLINICKÉ TESTY Několik skupin začalo klinické testy. Ty ukázaly, že pití vodíkové vody snížilo ukazatele OS u pacientů s typem 2 cukrovky a u pacientů se sklonem k metabolickému syndrome (stadium, předcházející cukrovku 2, kornatění tepen a trombotických mrtvic). Hemodialýza s použitím vodíku podstatně snížila plasma monocyte chemoattractant protein 1 (látka která má negativní vliv na vývoj kornatění tepen) a myeloperoxidázu (enzym produkovaný některými bílými krvinkami, speciálně neutrophyly, které zastupují největší procento bílých krvinek v krvi). 13. ZÁVĚREM V naší první zprávě (2007) jsme poukázali na to, že vodík silně reaguje s kyslíkovými a dusíkatými látkami včetně -OH a ONOO– mimo buňky. Vodík chránil buňky v kulturách proti OS, avšak novější poznatky ukazují, že vázání OH vodíkem není jediným vysvětlením prospěšných vlastností vodíku. Pití vodíkové vody jak u pokusných zvířat, tak u lidí, a to i ve velice malých dávkách, vykázalo výsledky, které se nedají vysvětlit pouhým odstraňováním radikálu OH, protože saturace těla je velice nízká a tělo se -OH velice rychle zbavuje. Nedávno jsme ukázali, že vodík může být akumulován jaterním glykogenem (velmi komplexní cukr), což napovídá, že vodík se může shromažďovat v některých tkáních. Je však nepravdě podobné, že tak male množství je zodpovědné za tolik funkcí. Navíc, množství pozřené vodíkové vody často nemá vliv na rozsah výsledků. Střevní flora produkuje zhruba 1 litr vodíku denně, zatímco množství obsažené ve vodě je méně než 50 ml. Nicméně dodávání vodíkové vody je nepochybně účinné. Mnoho dalších otázek vodíkové terapie zůstává nezodpovězeno spolu s molekulárními mechanismy, které stojí za jeho neobvyklou účinností. Prvotní molekulární cíl H2 je stále
neznámý. Ačkoliv vodík reguluje různé genetické procesy při tvorbě a fosforylaci (fosfátování) bílkovin, zůstává zatajeno, jestli je tato regulace důsledkem nebo příčinou vlivu při OS. Další otázkou je, jakou hraje vodík roli v komplexu antioxidace, protizánětlivosti a protialergických účinků. Z toho důvodu by vodík neměl být v tomto momentě posuzován pro jeho vnější účinky. Další poznámky: 1) Citace z Wikipedie: “Ischemia-reperfusion je poškození tkání způsobené poté, kdy se obnoví krevní oběh ve tkáních, které byly vystaveny nedostatku kyslíku a normálního okysličování. Během nedostatku prokrvení, například při srdečním infarktu za trombózou, je tkáň ochuzená o kyslík a výživu a obnova oběhu způsobí podmínky, při kterých vzniká zánět a oxidační poškození vyvoláním oxidačního stresu, spíše než obnovením normální funkce.” Zde je dobré se podívat, co se při trombóze děje. Řekněme, že krevní sraženina, trombóza, ucpe cévu v srdečním svalu. Díky nedostatku kyslíku počínají do několika minut odumírat buňky tkáně svalu za trombózou. Po infarktu, tedy poté, kdy byla trombóza odstraněna imunním systémem (mimo jiné oxidací H2O2 produkovaným bílými krvinkami) a krevní oběh postiženou částí se obnoví, je část srdečního svalu odumřelá. Škoda je tím větší, čím je větší céva, která byla ucpána a čím déle to trvalo, než byla trombóza odstraněna, než ji makrofágy stráví a roznesou. Po obnově krevního oběhu v zasažené oblasti pak nutně dochází k tomu, že imunní systém se soustředí především na odstraňování mrtvé tkáně a při tom, či poté, nějakým způsobem na zaflikování toho, co musel odstranit, což je povětšinou záměna ztracené tkáně za jizvovou, tedy za kolagen. Je obludnou hloupostí tvrdit, že k poškození došlo díky obnovení krevního oběhu a oxidačnímu stresu. K poškození došlo díky nedostatku kyslíku a následovný zánět po obnově oběhu je přirozenou imunní reakcí, kdy především makrofágy ničí, rozebírají a odstraňují mrtvoly a těžce raněné, kteří produkují toxiny a které dorazí. V podstatě musí poškozené buňky rozbít, či alespoň uvolnit od sebe a oddělit od zdravých buněk a zde se uplatňuje H2O2 (Pozdě. Zde je zajímavé si připomenout, že včasné poskytnutí H2O2 do žíly při trombózách, tedy mrtvicích způsobených ucpáním cévy krevní sraženinou, se shledává dle klinických výsledků s vynikajícími účinky. H2O2 jednak rozpouští trombózy stejným mechanismem jako spousta bílých krvinek a jednak dodává kyslík do tkání za trombózou, která je málokdy stoprocentním špuntem, v dostatečném množství na to, aby zamezil nebo omezil odumírání tkání, tudíž aby pacient mrtvici, ať už srdečního svalu nebo mozkovou, přežil, a to bez následného odumření momentálně nedokysličené tkáně, bez následného zajizvení orgánu a bez případných ochrnutí), které makrofágy produkují a které nejspíše jednak zachraňuje některé poraněné buňky, které ještě přežily, a jednak silně přispívá i k tvorbě radikálů OH, které dále ještě živé tkáně v zasažené oblasti poškozují. Radikál OH je v podstatě voda (H2O) ochuzená o jednu molekulu vodíku. Pokud bude někdo podávat po infarktu, či trombotické mrtvici skutečné antioxidanty, které neutralizují H2O2 odebráním molekuly kyslíku, nutně ztíží práci makrofágů při odstraňování jak trombózy, tak mrtvých a nefunkčních buněk a se skupinami OH neudělají antioxidanty nic, než že zpomalí jejich tvorbu, zatímco stojí imunitnímu systému v cestě. Tím se pouze prodlouží celý proces, zatímco oprava vezme kvantitativně stejné, ne-li vetší úsilí a počet chemických reakcí. Dodání vodíku naopak evidentně odstraňuje pouze vznikající radikál OH, který s dodaným vodíkem reaguje na vodu H2O, čímž brání druhotnému ničení už tak poškozených buněk tkáně. Běžně se tvrdí, že buňky potřebují kyslík na dýchání. Nepotřebují. Potřebují kyslík na to, aby ho použily na chemické reakce a při chemických reakcích je O2 jako takový většinou na nic. Molekulární O2 je při chemické reakci povětšinou rozebrán na dva atomární O + O. Je-li tedy kyslík dodán v H2O2, zase jde o dodání atomárního kyslíku O do nějaké reakce. Jediný rozdíl je v tom, že na rozebrání O2 na O + O padne větší díl elektrického potenciálu, než na rozebrání H2O2 na H2O + O, pročež O dodané H2O2 snáze, či agresivněji, vstupuje do dalších reakcí, což není nezbytně na škodu. Totéž platí pro CLO2 při používání MMS. Skupina OH, ač silně reaktivní, touží po vodíku a nic neoxiduje. Je příjemcem, ne dárcem. Její oxidace je sice možná, ale pouze teoreticky. Jde o vodu, ve které je rozpuštěn kyslík. OH z ničeho kyslík chemicky odebrat nemůže, ale zároveň ho nemůže ani věnovat. Muselo by se rozebrat na atomární O + H. proto nemůže být okysličovadlem, tedy radikálem, který způsobuje oxidační stress. Stress který způsobuje je hydroxylový. Proto jsou také všechny
redukční látky, antioxidanty, které odebírají sloučenině kyslík, na hydroxylovou skupinu OH krátké, zatímco vodík ji hydratuje a lehce neutralizuje na vodu, aniž se dotkl H2O2 a dalších pro tělo velice důležitých Reaktivních Oxidantů. Tyto oxidanty skutečně dokážou být ve veliké přemíře problém, ale tkáně si s nimi skoro vždy poradí přímou produkcí vlastních enzymů, zatímco na produkci H2 jsme závislí na střevní flóře a momentálním obsahu a stavu potravy ve střevě. Z jiné literatury vyplývá, že hydroxylová skupina OH se na kde co ve tkáních ionicky vyvazuje a kritickým faktem je, že OH hromadně obsazuje buněčné a mitochondriální receptory, což jsou pozice na buněčném a na mitochondriálním obalu sloužící k transportaci živin včetně kyslíku a CO. Pokud jsou receptory obsazené touto skupinou, doprava přes membrány je omezena přímo úměrně k počtu receptorů zbytečně obsazených OH, což vede k otravě buňky, jejímu onemocnění, přidušení a k produkci toxinů a eventuálně k jejímu zničení, ať již tzv. apoptózou zevnitř nebo imunitním systémem zvenčí. Například NaOH není oxid, ale hydroxid (8 ZDŠ anorganická chemie) a OH jako taková není běžně okysličitelná a už vůbec neokysličuje. Naopak, OH vyžaduje hydrogenaci, tedy dodání vodíku, ne redukci, aby bylo přeměněno na vodu. Z tohoto titulu je naprosto nesmyslné, že autor a očividně odborné názvosloví tvrdohlavě označuje hydroxylový stress oxidačním stresem a vodík antioxidantem. Skupina OH evidentně vzniká v poškozených tkáních díky kyslíkovým radikálům a reaguje na OH díky nedostatku volného vodíku v organismu, zatímco dostatek vodíku v organizmu hydroxylovou skupinu OH reaguje na vodu a tím také uvolňuje buněčné a mitochondriální receptory a umožnuje “ucpaným” buňkám a jejich ucpaným vnitřním organelám, včetně mitochondrií, obnovit správnou látkovou výměnu. Je tedy snad očividné, že: - dávkování vodíkovou vodou, plynem či injekcí a jeho relativní účinnost bude vždy záležet především na momentální produkci (a absorpci, protože střevo při trávení nutně produkuje také veliké množství OH a bude vodík také spotřebovávat) vodíku, která právě probíhá ve střevě, a žádné přesné dávkování se nikdy dosáhnout nemůže. Na druhé straně, přebytek není žádný zvláštní problém, soudě podle potápěčské dýchací směsi, kdy jde vodík do těla hnán nejen v ďábelské koncentraci 49%, ale i pod velmi vysokým tlakem mnoha atmosfér. - Přímé odstraňování OH vodíkem je sice jedna, ale uvolňování buněčných a organelových receptorů druhá strana mince. Samozřejmě, že pouze odstraňování OH právě produkovaného ischemia-reperfusion nevystihuje celou funkčnost dodávání H2 jak se autor podivuje. Dochází zároveň k čištění starých nánosů. - Sečteno a podtrženo, od časného mládí, počínaje plastikovým kojením, pokračuje konzervovanou dětskou výživou, pišingry a ovocem nadupaným chemikáliemi a antibiotiky nekonče, máme zprasenou střevní flóru a v rukou velkoprůmyslu a Mengeleho stylem zdravotnictví trpíme jen o málo méně, než laboratorní krysy. Vzhledem k tomu, jak rychle je vliv 30 kapek 35% H2O2 po vypití ve sklenici vody (na lačno) cítit v plicích, kolem 5 minut, vypadá okamžité podání sklenice vody s třeba jen 40 kapkami H2O2 a možná i více, jako nejrozumnější první pomoc v případě trombotické události (mrtvice a infarkty), kterou je možno poskytnout bez zvláštního vybavení a dovednosti. Je zde sice problém s momentálním obsahem žaludku, protože H2O2 okysličí především jeho obsah, ale pokud se první sklenice do 5 minut neprojeví, dá se podat druhá. Jde o nouzi. Další metodou je podání sklenice vody s hodně pálivou paprikou. Roztahuje cévy a nejspíše rozhání trombózy díky navýšení elektrického potenciálu jak krvinek, tak i ostatních krevních částic včetně destiček a fibrinu. Že to účinkuje je podle literatury opět klinická zkušenost.
