Wodór cząsteczkowy gaz obojętny H2 okazuje się skuteczny klinicznie
Wodór cząsteczkowy gaz H2 – Kluczowe wiadomości
Wodór cząsteczkowy (H 2 ) pojawia się jako nowy gaz medyczny w środowisku klinicznym od 2008 roku
Wodór podawany doustnie łagodzi zaburzenia metabolizmu lipidów w zespole metabolicznym i cukrzycy, a także poprawia biomarkery ostrego i przewlekłego zapalenia w badaniach klinicznych.
H 2 poprawia wyniki leczenia zgłaszane przez pacjentów w chorobie Parkinsona, Reumatoidalnym Zapaleniu Stawów, Alzheimera i u pacjentów z guzami wątroby.
Wirusy SARS i MERS – terapia wodoru jako metoda leczenia zespołu dysfunkcji wielonarządowej (MODS) wywołanej grypą i innymi chorobami infekcji wirusowych (SARS i MERS) znana już od 2017 roku !, co wyjśnia czemu już w kwietniu 2020 była stosowana szeroko w Chinach do leczenie Covid-19fq
Wodór cząsteczkowy gaz (H 2 ) pojawił się jako środek eksperymentalny w biomedycynie około 40 lat temu, ale ostatnie 10 lat wydaje się potwierdzać jego wartość leczniczą w środowisku klinicznym. H 2 poprawia kliniczne punkty końcowe i markery zastępcze w kilku badaniach klinicznych, od chorób metabolicznych po przewlekłe ogólnoustrojowe zaburzenia zapalne i raka.
Jednak dostępnych jest mniej informacji dotyczących jego właściwości leczniczych, takich jak dawkowanie i sposób podawania lub działania niepożądane i stosowanie w określonych populacjach. W niniejszym artykule omówiono znaczenie kliniczne wodoru cząsteczkowego i podsumowano dane z badań klinicznych nad tym innowacyjnym środkiem medycznym. Profile kliniczne H 2 zapewnić oparty na dowodach kierunek praktycznego zastosowania i przyszłych badań nad wodorem molekularnym dla szerszej społeczności i opieki zdrowotnej.
Sergej M. Ostojic – opracowanie Department of Biomedical Sciences in Sport, University of Novi Sad, Serbia, and University of Belgrade School of Medicine,
Wprowadzenie
W październiku 1975 roku grupa ekspertów z Baylor University i Texas A&M University zgłosiła nowo zidentyfikowane terapeutyczne działanie wodoru w stanie gazowym (wodór cząsteczkowy, H 2 ), wcześniej uważanego za biologicznie obojętny gaz o małej zdolności do reagowania z większością biomolekuł ( 1 ). Korzystanie hiperbarycznej mieszaniny tlenu (2,5%) i wodór cząsteczkowy (97,5%), autorzy odnotowano istotnej regresji płaskonabłonkowego raka u myszy, co sugeruje, że H 2 leczenie może okazać się także o znaczeniu w leczeniu różnych schorzeń. W następnych dziesięcioleciach udokumentowane korzystny wpływ dodatkowego H 2w wielu eksperymentalnych modelach chorób (przegląd patrz 2–4).
Przełomowa praca opisująca terapeutyczne działanie wodoru jako nowego przeciwutleniacza gazu, który selektywnie redukuje cytotoksyczne formy tlenu w hodowanych komórkach, została opublikowana przez grupę Ohta w 2007 roku ( 5 ). Od tego czasu ponad 250 recenzowane artykuły ukazywały się w wiodących czasopismach biomedycznych opisujące skutki biologiczne H 2 . Wykazano, że wdychanie gazowego wodoru jest skuteczne w szczurzych modelach ostrych chorób zapalnych i oksydacyjnych, w tym zawału mózgu i mięśnia sercowego ( 6 ) oraz zespołu po zatrzymaniu krążenia ( 7 ). Wodór zneutralizował również toksyczność tlenu w szczurzym modelu hiperoksycznego uszkodzenia płuc ( 8). Ponadto do badań , w ciągu ostatnich 5 lat wydają się potwierdzać wartość leczniczą H 2 w środowisku klinicznym. H 2 podawany miejscowo, pozajelitowo lub dojelitowo poprawiał kliniczne punkty końcowe i markery zastępcze w kilku badaniach klinicznych, od chorób metabolicznych po przewlekłe ogólnoustrojowe zaburzenia zapalne. Wodór molekularny, rozpoznawany obecnie jako mediator komórkowy w szerokim zakresie czynności biologicznych ( 2–5 ), pojawia się jako kolejny członek rodziny gazów medycznych, który może odgrywać ważną rolę w medycynie klinicznej.
Znaczenie kliniczne wodoru cząsteczkowego
Epoka wodoru molekularnego w medycynie klinicznej rozpoczęła się w 2008 roku, kiedy Kajiyama i współpracownicy opisali korzystne działanie wody bogatej w wodór u pacjentów z cukrzycą typu 2 ( 9 ). Od tego czasu terapeutyczne działanie wodoru cząsteczkowego oceniano u pacjentów z chorobami nowotworowymi, chorobami układu nerwowo-naczyniowego, chorobami metabolicznymi i zapalnymi oraz urazami ( ryc. 1 ).
Rysunek 1. Harmonogram badań klinicznych z wodorem cząsteczkowym.
Uzasadnieniem stosowania H 2 w medycynie klinicznej są głównie jego właściwości przeciwutleniające. Ponieważ stres oksydacyjny odgrywa główną rolę w wielu patologiach ( 25 ), można by oczekiwać, że wodór cząsteczkowy jako selektywny przeciwutleniacz może pozytywnie wpływać na zaburzenia związane ze stresem oksydacyjnym, takie jak choroby neurodegeneracyjne lub miażdżyca tętnic. Pośrednie dowody z monitorowania biomarkerów, takich jak produkcja reaktywnych form tlenu i wyniki obrony przeciwutleniającej, sugerują, że H 2 zmniejsza stres oksydacyjny u pacjentów z cukrzycą ( 9 ), potencjalnym zespołem metabolicznym ( 10 ), hemodializą i dializą otrzewnową ( 11 , 20), chorych na raka otrzymujących radioterapię ( 10 ), pacjentów z miopatiami mitochondrialnymi i zapalnymi ( 14 ), reumatoidalnym zapaleniem stawów ( 17 ) i przewlekłym wirusowym zapaleniem wątroby typu B ( 23 ). Jednak dostępnych jest mniej informacji dotyczących terapeutycznego wpływu wodoru cząsteczkowego na klinicznie znaczące punkty końcowe, takie jak odpowiednie pomiary laboratoryjne lub miary wyników zgłaszane przez pacjentów.
W kilku małych badaniach klinicznych przeanalizowano wpływ wodoru cząsteczkowego na obniżenie poziomu lipidów. Randomizowane, podwójnie zaślepione, kontrolowane placebo, krzyżowe badanie z użyciem 900 ml / dobę wody bogatej w wodór przez 8 tygodni u 30 pacjentów z cukrzycą typu 2 wykazało znaczące zmniejszenie stężenia lipoprotein o niskiej gęstości (LDL) -cholesterolu i mały gęsty LDL odpowiednio o 15,5% i 5,7% ( 9 ). W otwartym badaniu, w którym podawano 1,5–2,0 l wody bogatej w wodór na dobę u 20 pacjentów z zespołem metabolicznym, stwierdzono 8% wzrost stężenia lipoprotein o dużej gęstości (HDL) -cholesterolu i 13% spadek całkowitego cholesterolu / cholesterolu HDL ( 10). Ponadto stężenie cholesterolu całkowitego i cholesterolu LDL w surowicy zmniejszyło się odpowiednio o 14,8% i 18,2% po 10 tygodniach leczenia 0,9–1,1 l / dobę wody bogatej w wodór u 20 pacjentów z potencjalnym zespołem metabolicznym ( 18 ). Chociaż badania były małe i krótkotrwałe, wydaje się, że H 2 może złagodzić zaburzenia metabolizmu lipidów, w tym hiperlipidemię i wadliwy HDL, w zespole metabolicznym i cukrzycy. Możliwe mechanizmy, za pomocą których H 2 reguluje profile lipoprotein, obejmują poprawę wrażliwości na insulinę ( 9 ), hamowanie syntezy cholesterolu w wątrobie ( 18 ) oraz regulację w górę ekspresji genów hormonu wątrobowego, czynnika wzrostu fibroblastów 21 ( 26).
Wodór cząsteczkowy wpływał na biomarkery ostrego i przewlekłego zapalenia w kilku badaniach klinicznych. Dodawanie H 2 do hemodializy roztwór (HD), łagodzić stres zapalną, co stwierdzono na podstawie spadku białka-1 w osoczu białka chemotaktycznego dla monocytów 9,6% i mieloperoksydazy u 8,2% w 21 nerek u pacjentów z chorobą, którzy przeszli z roztworu wzorcowego HD na bogate w wodór HD w ciągu 6 miesięcy ( 11 ). Otwarte badanie z 1,0 l / dzień wody bogatej w wodór przez 12 tygodni u czterech pacjentów z zapaleniem wielomięśniowym i / lub zapaleniem skórno-mięśniowym wykazało znaczny spadek metaloproteinazy-3 macierzy surowicy, enzymu, który ułatwia adhezję limfocytów i wzmacnia zależne od limfocytów T. cytotoksyczność, 7,8% ( 14). Jako dodatkowy środek uzupełniający tradycyjne zachowawcze leczenie ostrych urazów, 2-tygodniowe podawanie doustnie wodoru (2 g dziennie) i miejscowe opakowania bogate w wodór (6 razy dziennie przez 20 minut) znacznie zmniejszyło lepkość osocza, co jest niespecyficzne markera ostrego zapalenia , o 16,5% u 36 zawodowych sportowców płci męskiej po ostrym urazie tkanki miękkiej ( 24 ). Z drugiej strony, spożycie 530 ml / dobę wody bogatej w wodór przez 4 tygodnie u 20 pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów (RZS) nie wykazało istotnego wpływu na przeciwcykliczne cytrulinowane przeciwciała peptydowe w surowicy, wrażliwy marker stanu zapalnego w diagnostyce i prognozowaniu RA ( 17 ). Te sprzeczne wyniki mogą być ze względu na proste różnicą dawki H 2podana lub złożona rola H 2 może odgrywać w zapaleniu. Chociaż stres oksydacyjny jest zaangażowany w rozwój stanu zapalnego ( 27 ), przeciwutleniające działanie wodoru może nie być jedynym czynnikiem powodującym przeciwzapalne działanie podawania w powyższych badaniach; możliwy wpływ H 2 na regulacji w dół cytokin prozapalnych mogą być zaangażowane ( 2 ).
Istnieje coraz więcej dowodów, że H 2 może poprawić wyniki pacjentów zgłaszane. Yoritaka i współpracownicy niedawno dane dotyczące skuteczności 48-tygodniowego H 2 terapii u 18 pacjentów z lewodopą leczniczej choroby Parkinsona (PD) w objawów zorientowane randomizacją (RCT) ( 21 ). Autorzy odnotowali poprawę całkowitej, ujednoliconej punktacji PD skali oceny (UPDRS; zakresy od 0 do 199, przy czym wyższe wyniki wskazują na większą niepełnosprawność) o około –5,7 jednostki (95% CI –12,2; 0,8) u pacjentów, którzy otrzymali 1,0 l / dzień wodoru cząsteczkowego. W innym badaniu skoncentrowanym na objawach oceniano skutki 6-tygodniowej terapii wodorowej (woda bogata w wodór, 1,5–2,2 l / dobę) u 49 pacjentów leczonych radioterapią z powodu guzów wątroby ( 13). Dane pokazały, że podanie wodoru zapobiegło wywołanemu radioterapią spadkiem jakości życia (QLQ-C30; zakresy od 0 do 9, gdzie wyższe wyniki odzwierciedlają obniżoną jakość życia) o około 4,0 jednostek w porównaniu z placebo po administracja.
Ponadto u pacjentów leczonych H 2 odnotowano mniej epizodów utraty apetytu i mniej zaburzeń smaku . Wodór poprawiał objawy reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS), gdy był podawany przez 4 tygodnie w japońskim RCT ( 17 ). Choroby wynik aktywności w 28 stawów (DAS28; zakresy wynik od 0 do 10, wyższe wyniki podane wyższą aktywność RA) obniżył się o 21,2%, podczas zabiegu, co sugeruje, że H 2 może stanowić uzupełnienie terapii konwencjonalnej w RA. Również H 2interwencja spowodowała szybszy powrót do normalnego zakresu ruchu kończyny kontuzjowanej w porównaniu z interwencją kontrolną u zawodowych sportowców po ostrym urazie tkanek miękkich ( 24 ).
Wodór cząsteczkowy gaz obojętny H2 – W badaniu klinicznym przeprowadzonym w Japonii podawanie 600 ml wody bogatej w wodór na dobę przez sondę poprawiło gojenie 22 pacjentów z odleżynami ( 19 ). Rozmiarów rany zmniejszyła się o około 6 cm 2 po H 2interwencja, ze zmniejszeniem liczby dni hospitalizacji u pacjentów leczonych wodorem w porównaniu z grupą kontrolną (113,3 dnia w porównaniu z 155,4 dnia). Z drugiej strony Ito i współpracownicy nie zaobserwowali poprawy ani pogorszenia objawów klinicznych po 12-tygodniowym badaniu otwartym i randomizowanym, podwójnie ślepym, kontrolowanym placebo badaniu krzyżowym z 1,0 l / dobę wody wzbogaconej wodorem u pacjentów. 36 pacjentów z miopatiami mitochondrialnymi i zapalnymi ( 14 ). W podobnym podwójnie ślepym, kontrolowanym placebo, randomizowanym badaniu, 30 pacjentów ze śródmiąższowym zapaleniem pęcherza / zespołem bolesnego pęcherza (IC / PBS), którzy otrzymywali 600 ml wody bogatej w wodór na dobę przez 8 tygodni, nie wykazało różnic w redukcji istotnych objawów ( np. ból miednicy, punktacja bólu pęcherza, częstość oddawania moczu) w porównaniu z placebo ( 22). Wydaje się, że wodór może pozytywnie wpływać na objawy kliniczne w kilku patologiach, jednak wyniki należy interpretować z ostrożnością ze względu na ograniczenia w projektowaniu badań i małe rozmiary próbek; Wyniki badań klinicznych nie obsługują H 2 do leczenia pacjentów z miopatie i IC / PBS.
Nowe granice dla wodoru cząsteczkowego
Wodór cząsteczkowy wszedł już na arenę terapeutyczną; Jednak kilka zagadek musi jeszcze zostać rozwiązanych, zanim zostanie uznany za bezpieczny i skuteczny środek medyczny. Do tej pory dostępne są ograniczone dane dotyczące H 2 toksyczność, informacje farmakokinetycznych i farmakodynamicznych. Badania zwiększania dawki są nieobecne w tej chwili, a optymalny zakres dawek i najbezpieczniejsza dla H 2 pozostaje nieznany. Innym problemem związanym z jego podawaniem są różnice w zawartości H 2 u różnych dostawców i różnych preparatów ( 28 ). Wodór cząsteczkowy jest ogólnie uważany za środek bezpieczny, a większość badań klinicznych nie ujawniła żadnych działań niepożądanych ani łagodnych skutków ubocznych (np. Minimalne zaburzenia enzymów wątrobowych, zaburzenia żołądkowo-jelitowe) po H2 administracji ( 29 ). Bezpieczeństwo gazowego H 2 wykazano jego zastosowanie w oddychaniu mieszanina gazowa 49% H, 2 50% helu, i 1% tlenu, który jest stosowany w celu zapobiegania chorobie dekompresji i narkozę azotu podczas nurkowania bardzo głębokie technicznej ( 30 , 31 ) . Jednak nie ma badań klinicznych skupia się na bezpieczeństwie H 2 wniosku zostały przeprowadzone do tej pory. Ponadto, wcześniejsze badania kliniczne z H 2były to przeważnie badania nierandomizowane i otwarte, o małej wielkości próby (np. ≤ 60 uczestników) i krótkim czasie trwania (np. ≤ 48 tygodni). Odpowiednio zaprojektowana, długotrwałe, na dużą skalę, prospektywnych badań klinicznych dla dalszego zbadania możliwości terapeutyczne H 2 w różnych patologiach. Krótkie podsumowanie informacji leczniczego cząsteczkowego wodoru zebrane w badaniach klinicznych, jest przedstawiony w tabeli I .
Wodór cząsteczkowy ma kilka możliwych zalet jako innowacyjny środek terapeutyczny w medycynie klinicznej. Mała wielkość cząsteczki umożliwia jej szybką dyfuzję do tkanek i komórek docelowych ( 3 ), podczas gdy podawanie wodoru cząsteczkowego nie wpływa na parametry fizjologiczne (np. PH, wysycenie tlenem, temperatura, ciśnienie krwi) ( 10 , 15 , 16 , 20 ). Ponadto wodór cząsteczkowy może być dostarczany różnymi drogami podawania, w tym inhalacją, drogą doustną, hemodializą i dializą dootrzewnową, wlewem dożylnym i drogą na skórę. Wiele dróg podania wraz z niskim kosztem leczenia ( 2) sprawiają, że wodór cząsteczkowy jest dogodnym środkiem do szerokiego zastosowania klinicznego, o ile zostanie udowodnione pod względem bezpieczeństwa i skuteczności. Jednym z najbardziej obiecujących obszarów badań nad wodorem molekularnym jest wdychanie gazu w ostrych zaburzeniach krążenia, co może radykalnie poprawić leczenie uszkodzeń mózgu, nerek lub mięśnia sercowego z powodu niedokrwienia i reperfuzji, co już wykazano w badaniach na zwierzętach ( 6 , 7 ). Przyszłe badania człowieka z H 2 powinny przede wszystkim ocenić jego skuteczność w tych ustawieniach ostrych klinicznych.
Wodór cząsteczkowy gaz obojętny H2 – Wydaje się, że los wodoru cząsteczkowego w biomedycynie jest podobny do innych członków rodziny gazów medycznych (takich jak NO, H 2 S i CO), które początkowo uważano za nieistotne czynniki. Dziesięć lat temu uważaliśmy wodór cząsteczkowy za gaz obojętny; Dziś postrzegamy go jako środek terapeutyczny o bardzo szerokich możliwościach zastosowania w medycynie klinicznej. Chociaż obecne opublikowanych danych na temat wodoru cząsteczkowego są niewystarczające, to korzystne efekty H 2 terapii pokazano w większości doświadczeń wstępnych zachęcić przyszłych badań; zrozumienie jej działania może nas doprowadzić do nowych form terapii H 2 w leczeniu chorób człowieka.
Terapia wodoru: skuteczna i obiecująca nowatorska metoda leczenia zespołu dysfunkcji wielonarządowej (MODS) wywołanej grypą i innymi chorobami infekcji wirusowych?
Ming Yang 1,3 # , Zheng Zhang 2 # , Bo Gao 4 # , Lihua Liu 4 * , Taohong Hu 2 * Opublikowano: 5 maja 2017 r
Wodór cząsteczkowy H2 , niecytotoksyczna cząsteczka, jest jednym z najprostszych pierwiastków wys tępujących w przyrodzie [1,2]. Niedawne badania ujawniły, że dootrzewnowe wstrzyknięcie bogatego w wodór roztworu soli ma zaskakujące działanie przeciwzapalne, przeciwutleniające, przeciwapoptozowe i chroniące organizm przed uszkodzeniami wywołanymi posocznicą wielobakteryjną, ostrym zapaleniem otrzewnej zarówno poprzez zmniejszenie stresu oksydacyjnego, jak i zmniejszenie masy odpowiedzi prozapalnej. Powszechnie wiadomo również, że większość uszkodzeń tkanek wywoływanych przez wirusy i dyskomfort jest spowodowana głównie przez burzę cytokin zapalnych i stres oksydacyjny, a nie przez sam wirus [3-5]. Badania wykazały, że tłumienie burzy cytokin i redukcja stresu oksydacyjnego może znacząco złagodzić objawy grypy i innych ciężkich chorób infekcyjnych wirusowych [3-7]. Jednak, żadne z badań nie koncentrowało się jeszcze na rozwiązaniu jako terapii przeciwwirusowej. Dlatego stawiamy hipotezę, że terapia roztworami bogatymi w wodór może być bezpieczną, niezawodną i skuteczną metodą leczenia zespołu dysfunkcji wielonarządowej (MODS) wywołanego przez grypę i inne wirusowe choroby zakaźne.
Wodór to jeden z najprostszych pierwiastków natury. Jako gaz (H 2) to bezbarwna, bez smaku, bezwonna, wysoce łatwopalna cząsteczka dwuatomowa, która jest używana do przetwarzania paliw kopalnych i produkcji amoniaku. W ostatnim dziesięcioleciu wodór cząsteczkowy był uważany za zaskakujący czynnik, który może znacznie zmniejszyć stres oksydacyjny poprzez selektywną redukcję rodników hydroksylowych (• OH) i nadtlenoazotynu (ONOO-) [1,8-10]. Niedawno ujawniono, że wodór może zarówno bezpośrednio, jak i pośrednio regulować w dół ekspresję genów związanych z oksydacją i genów cytokin prozapalnych [2-5,11,12]. Potwierdzono, że stres oksydacyjny i zespół ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej odgrywają krytyczną rolę w uszkodzeniach tkanek i narządów po uszkodzeniu przez posocznicę wielobakteryjną, ostrym zapaleniu otrzewnej i zapaleniu otrzewnej, które przy niewłaściwym leczeniu może przekształcić się w śmiertelną posocznicę [13,14].
Pomimo niektórych dostępnych antybiotykoterapii w niektórych stadiach sepsy, zespół dysfunkcji wielonarządowych (MODS) wywołany posocznicą jest nadal główną przyczyną zgonów na Oddziale Intensywnej Terapii (OIT) [15,16]. Niedawne badania ujawniają potencjalne ochronne działanie wodoru na posocznicę i ostre zapalenie otrzewnej poprzez zmniejszenie odpowiedzi prozapalnej, stresu oksydacyjnego i apoptozy, co wskazuje, że medycyna wodorowa jest nową nietoksyczną terapią infekcji bakteryjnych [13,14]. Inni badacze również wykazali, że przewlekłe wirusowe zapalenie wątroby typu B, ostre zapalenie trzustki i posocznica również można złagodzić za pomocą terapii wodorowej [10,14,17]. Jednak,
Grypa i inne ciężkie infekcje wirusowe
Wirusy wywołujące grypę, ebolę, zespół ostrej niewydolności oddechowej (SARS) i zespół oddechowy na Bliskim Wschodzie (MERS) stają się w tym stuleciu patogenami zakaźnymi, które są niezwykle trudne do skutecznej kontroli, wywołując MODS [18-21]. Nie można oszacować trendów, rozprzestrzeniania się, zakresu i szybkości rozwoju tych pojawiających się chorób zakaźnych, ponieważ ich drogi przenoszenia i wzorce rozprzestrzeniania się są rozległe i różne. Choroby wywoływane przez te wirusy również różnią się od siebie. Konkretnie, wirus grypy może wywołać grypę, w wyniku której pacjent ma zatkany nos, kaszel, ból gardła, katar, ból głowy, ból mięśni i objawy dyskomfortu [22]. SARS wywołuje rozlane uszkodzenie pęcherzyków płucnych, ostre uszkodzenie płuc, prowadzące do zespołu ostrej niewydolności oddechowej (ARDS), hipoksemii i wysokiej śmiertelności [20, 23–25].
Organizm będzie znajdował się w stanie stresu wywołanego pobudzeniem układu współczulnego po inwazji tych patogenów [26,27]. Dlatego stres oksydacyjny zwiększa uwalnianie katecholamin [28]. Ponieważ zachodzi samoutlenianie katecholamin, może powstać duża liczba wolnych rodników, co przyspiesza powstawanie stresu oksydacyjnego [1]. Tymczasem stres oksydacyjny aktywuje układ dopełniacza, wytwarzając różnorodne substancje chemotaktyczne, takie jak fragmenty C3, leukotrieny itp., Które ostatecznie przyciągają i aktywują neutrofile [29]. Tak więc nacieki zapalne rozwijają się w wielu odpowiednich narządach. Co więcej, wszystkie te patogeny również w sposób ciągły stymulują układ odpornościowy, aby wywołać reakcję zapalną wymykającą się spod kontroli [30]. Cytokiny prozapalne są wydzielane w całym organizmie; te cytokiny inicjują również aktywację komórek zapalnych, takich jak neutrofile, eozynofile, bazofile, limfocyty i monocyty, w celu wytworzenia większej liczby cytokin prozapalnych [5,30]. Te cytokiny i komórki zapalne są wzajemną przyczyną, rozwijając się w burzę cytokin (zespół systemowej odpowiedzi zapalnej) [30,31]. Termin burza cytokin jest używany w celu uwzględnienia obserwacji, że liczne nadmierne przyczyny zapalne mogą powodować nadmierne uwalnianie czynników zapalnych, takich jak interleukina-1, interleukina-6, interleukina-12, czynnik martwicy nowotworów-α, interferon-α, interferon-β, interferon -γ, białko chemoatraktanta monocytów-1 i interleukina-8, prowadząc w ten sposób do choroby podobnej do posocznicy [30,31]. Co ważne, nadmierne reakcje zapalne mogą również wywoływać ostry stres oksydacyjny [2]. Razem,
Do tej pory liczne badania wskazywały, że burza cytokinowa i stres oksydacyjny są silnie związane z patologicznym procesem zakażenia tymi wirusami [32–34]. Chociaż burza cytokinowa i stres oksydacyjny prawdopodobnie próbują wyeliminować te patogeny, wydaje się, że powodują one uszkodzenie wielonarządowe skutkujące śmiertelnymi objawami klinicznymi, takimi jak rozległy obrzęk płuc, krwotok do pęcherzyków płucnych i innych tkanek, zespół ostrej niewydolności oddechowej itp. [6,7, 33]. Ponadto, gdy stan zapalny i stres oksydacyjny uszkadzają tkanki i narządy, gojenie zachodzi ze zwłóknieniem, pogarszając przetrwałą dysfunkcję wielonarządową [30]. Dlatego terminowa eliminacja tej masy cytokin i stresu oksydacyjnego prawdopodobnie chroniłaby normalne narządy przed szkodliwymi skutkami zakażenia patogenem.
Obecnie istnieją terapie, które obejmują szczepionki i leki, takie jak oseltamiwir, amantadyna, kurkumina i rybawiryna, a także S1P1R na grypę i inne choroby wirusowe [35-39]. Jednak ze względu na bardzo zmienny charakter tych patogenów żadna idealna terapia nie spełnia w pełni kryteriów skutecznej, selektywnej, nietoksycznej i wywołującej tolerancję terapie przeciw grypie i innym wirusom. Ponadto badania wykazały, że oseltamiwir może łagodzić objawy kliniczne chorób oraz zmniejszać chorobowość i śmiertelność [40, 41]. Jednak nadal istnieją kontrowersje dotyczące zapobiegania, leczenia i tolerancji działania oseltamiwiru na wirusa grypy [22].
Co ważne, ostatnie badania wykazały, że epistatyczne interakcje między mutacjami neuraminidazy sprzyjają liczebności populacji wirusa grypy opornego na oseltamiwir [42]. Ponadto zastosowanie kliniczne ujawniło, że oseltamiwir miał wiele działań niepożądanych, takich jak nudności, wymioty, zwiększone ryzyko bólów głowy oraz zespołów nerkowych i psychiatrycznych [22]. Dlatego przy podejmowaniu decyzji o wyborze oseltamiwiru do terapii należy zwrócić większą uwagę na kompromis między korzyściami a wadami.
Chociaż terapie przeciw grypie i inne wirusy były szeroko badane w ostatnich dziesięcioleciach, żadna terapia nie może osiągnąć pożądanych standardów. Badacze medyczni usilnie starali się znaleźć skuteczne, nowe, nietoksyczne i wygodne związki do ochrony pacjentów przed grypą i innymi infekcjami wirusowymi.
Hipoteza Nasza hipoteza jest taka, że terapia roztworami bogatymi w wodór może być bezpieczną, niezawodną, skuteczną i specyficzną metodą leczenia MODS wywoływanych przez grypę i inne wirusowe choroby zakaźne. Biorąc pod uwagę teorię, że wodór cząsteczkowy może zarówno znacząco regulować ekspresję genów związanych ze stanem zapalnym, jak i selektywnie redukować rodniki hydroksylowe i peroksynitryn, mamy powody, by uważać, że burza cytokin i stres oksydacyjny mogą zostać stłumione w przypadku zakażenia ptasią grypą i innymi groźnymi wirusami [ 1, 11, 12, 43-45]. Nasza teoria jest wyjątkowa, ponieważ nie tylko przedstawia nowy rodzaj nietoksycznej terapii przeciwwirusowej, ale także sprawia, że medycyna na bazie wodoru może leczyć choroby w całym organizmie.
Cytokiny prozapalne, w tym interleukina-1β, interleukina-6, interferon-γ, cząsteczka adhezji międzykomórkowej-1, indukowalna syntaza tlenku azotu, białko chemotaktyczne monocytów 1, ligand chemokiny 2 i czynnik martwicy nowotworu -α, a także antygen jądrowy proliferujących komórek główni współtwórcy burzy cytokinowej [30, 46–48]. Liczne badania konsekwentnie wykazały, że czynniki przyczyniające się do tego były znacznie obniżone po zastosowaniu terapii wodorowej [10,14,26,27,41]. Poza tym, wraz z rozwojem biologicznego mechanizmu badań nad wodorem, naukowcy stopniowo odkryli, że terapia wodorem może znacząco tłumić wiele patologicznych kanałów transdukcji sygnału, takich jak NF-κβ, MAPK, Lyn-P i MEK-1, a także szlaki ERK1 / 2. i ostatecznie osiągnąć cel wyzdrowienia z wielu chorób [44, 45, 49–53].2 jest wystarczająco umiarkowany, może selektywnie reagować tylko z rodnikami hydroksylowymi (• OH) i nadtlenoazotynem (ONOO-), głównymi czynnikami stresu oksydacyjnego in vitro i in vivo, bez zakłócania metabolicznych reakcji redoks [1]. Wreszcie, ponieważ H 2 jest substancją endogenną, można osiągnąć cel lepszej kompatybilności tkankowej niż w przypadku innych leków przeciwwirusowych [54–56].
Ponieważ trwałe uszkodzenie tkanki, MODS i wysoka śmiertelność są silnie związane ze stresem oksydacyjnym i burzą cytokin wywołaną grypą i innymi poważnymi infekcjami wirusowymi, wodór może znacznie zmniejszyć stres oksydacyjny i powstrzymać nadmierną produkcję cytokin [9,57-60]. Stawiamy hipotezę, że wodór może być potencjalnie skuteczny w przypadku MODS wywoływanych przez grypę i inne wirusowe choroby zakaźne. Oznacza to, że wodór może być obiecującym, nowatorskim środkiem chroniącym przed grypą i innymi poważnymi infekcjami wirusowymi. Uważamy, że prace nad medycyną wodorową do terapii przeciwwirusowej in vitro i in vivo powinny rozpocząć się jak najszybciej. Biorąc pod uwagę wybuch, transmisję i powszechny charakter tych wirusów, a także globalne problemy spowodowane nowymi zagrożeniami pandemiami odmian,
Rysunek 1: H 2 jako potencjalna terapia MODS wywołana grypą i innymi wirusowymi chorobami zakaźnymi
Proponowany sposób dostawy wodoru
Warto zauważyć, że terapię H 2 można podawać przez inhalację, doustne przyjmowanie wody bogatej w wodór, wstrzykiwanie soli bogatej w wodór, bezpośrednią dyfuzję wodoru: kąpiel, krople do oczu i zanurzenie, a także zwiększanie wodoru w jelicie [11 , 61-69]. Chociaż każdy sposób dostarczania ma swoją własną charakterystykę i zalety, wstrzyknięcie soli bogatej w wodór pozwala na dostateczną ilość wodoru, aby w najkrótszym czasie wywołać własny efekt przeciwutleniający, przeciwzapalny i przeciwapoptozowy [11,70]. Ponadto leczenie pacjentów z grypą i innymi poważnymi wirusowymi chorobami zakaźnymi jest nagłe. Dlatego najodpowiedniejsze byłoby wybranie metody wstrzykiwania soli fizjologicznej bogatej w wodór jako podstawowej terapii wodorowej w przypadku grypy i innych poważnych wirusowych chorób zakaźnych.
Potwierdzenie
Praca ta była wspierana przez National Nature Science Foundation of China (nr 81400274), National Student’s Platform for Innovation and Entrepreneurship Training Program (numer programu: 201510439107).
Przełomowa praca opisująca terapeutyczne działanie wodoru jako nowego przeciwutleniacza gazu, który selektywnie redukuje cytotoksyczne formy tlenu w hodowanych komórkach, została opublikowana przez grupę Ohta w 2007 roku ( 5 ). Od tego czasu ponad 250 recenzowane artykuły ukazywały się w wiodących czasopismach biomedycznych opisujące skutki biologiczne H 2 . Wykazano, że wdychanie gazowego wodoru jest skuteczne w szczurzych modelach ostrych chorób zapalnych i oksydacyjnych, w tym zawału mózgu i mięśnia sercowego ( 6 ) oraz zespołu po zatrzymaniu krążenia ( 7 ). Wodór zneutralizował również toksyczność tlenu w szczurzym modelu hiperoksycznego uszkodzenia płuc ( 8). Ponadto do badań , w ciągu ostatnich 5 lat wydają się potwierdzać wartość leczniczą H 2 w środowisku klinicznym. H 2 podawany miejscowo, pozajelitowo lub dojelitowo poprawiał kliniczne punkty końcowe i markery zastępcze w kilku badaniach klinicznych, od chorób metabolicznych po przewlekłe ogólnoustrojowe zaburzenia zapalne. Wodór molekularny, rozpoznawany obecnie jako mediator komórkowy w szerokim zakresie czynności biologicznych ( 2–5 ), pojawia się jako kolejny członek rodziny gazów medycznych, który może odgrywać ważną rolę w medycynie klinicznej.
