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Beneficios  y la seguridad para la  salud del agua con hidrógeno – Nominado al Premio Nobel, Dr. GARTH NICOLSON


Beneficios para la  salud  y la seguridad del agua con hidrógeno – Nominado al Premio Nobel, Dr. GARTH NICOLSON

Gas de hidrógeno en el tratamiento del cáncer

 

Las moléculas de señalización de gases (GSM), compuestas de oxígeno, monóxido de carbono, óxido nítrico, sulfuro de hidrógeno, etc., desempeñan funciones críticas en la regulación de la transducción de señales y la homeostasis celular. Curiosamente, a través de diversas administraciones, estas moléculas también exhiben potencial en el tratamiento del cáncer. Recientemente, el gas de hidrógeno (fórmula: H2) surge como otro GSM que posee múltiples bioactividades, que incluyen antiinflamación, especies de oxígeno antirreactivas y anticancerígeno. La creciente evidencia ha demostrado que el gas de hidrógeno puede aliviar los efectos secundarios causados ​​por la quimioterapia convencional o suprimir el crecimiento de las células cancerosas y el tumor de xenoinjerto, lo que sugiere su amplia y potente aplicación en la terapia clínica. En la revisión actual, resumimos estos estudios y discutimos los mecanismos subyacentes. La aplicación de gas hidrógeno en el tratamiento del cáncer aún está en su etapa inicial, se justifica un estudio mecanicista adicional y el desarrollo de instrumentos portátiles.

Introducción

Las moléculas de señalización gaseosa (GSM) se refieren a un grupo de moléculas gaseosas, como oxígeno ( 1 ), óxido nítrico ( 2 ), monóxido de carbono ( 3 ), sulfuro de hidrógeno ( 4 ), dióxido de azufre ( 5 , 6 ), etileno ( 7 , 8 ), etc. Estas moléculas gaseosas poseen múltiples funciones críticas en la regulación de la biología celular in vivo a través de la transducción de señales ( 9 ). Más importante aún, ciertos GSM podrían servir como agentes terapéuticos en el cáncer primario, así como en el tratamiento del cáncer resistente a múltiples fármacos cuando se usan directamente o ciertas formulaciones farmacéuticas (9-13). Además, algunos de estos GSM se pueden generar en el cuerpo a través de diferentes bacterias o enzimas, como el óxido nítrico, el sulfuro de hidrógeno, lo que indica que son moléculas más compatibles que pueden exhibir menos efectos adversos en comparación con la quimioterapia convencional ( 9 , 14 , 15 ) . Recientemente, el gas de hidrógeno ha sido reconocido como otro GSM importante en biología, exhibiendo un potencial atractivo en la atención de la salud por su papel en la prevención del daño celular por varios ataques ( 16-19 ).

Con la fórmula del H2, el gas hidrógeno es la molécula más ligera de la naturaleza que solo representa alrededor de 0,5 partes por millón (ppm) de todo el gas. Naturalmente, el gas de hidrógeno es un gas incoloro, inodoro, insípido, no tóxico y altamente combustible que puede formar mezclas explosivas con el aire en concentraciones del 4 al 74% que pueden desencadenarse por chispa, calor o luz solar. La hidrogenasa de ciertos miembros de la microbiota del tracto gastrointestinal humano puede generar gas hidrógeno en pequeñas cantidades a partir de carbohidratos no absorbidos en el intestino a través de la degradación y el metabolismo ( 20 , 21 ), que luego se difunde parcialmente en el flujo sanguíneo y se libera y detecta en el aliento exhalado. ( 20 ), indicando su potencial para servir como biomarcador.

Como la molécula más ligera en natural, el gas de hidrógeno exhibe una propiedad de penetración atractiva, ya que puede difundirse rápidamente a través de las membranas celulares ( 22 , 23 ). El estudio en un modelo animal mostró que, después de la administración oral de agua súper rica en hidrógeno (HSRW) y la administración intraperitoneal de solución salina súper rica en hidrógeno (HSRS), la concentración de hidrógeno alcanzó el pico a los 5 min; mientras que tomó 1 minuto por administración intravenosa de HSRS ( 23 ). Otro estudio in vivo probó la distribución de hidrógeno en el cerebro, el hígado, los riñones, la grasa del mesenterio y el músculo del muslo en ratas tras la inhalación de gas de hidrógeno al 3% ( 24 ). El orden de concentración del gas de hidrógeno, cuando se alcanzó el estado saturado, fue hígado, cerebro, mesenterio, músculo, riñón, lo que indica varias distribuciones entre los órganos en ratas. Excepto que el músculo del muslo requirió más tiempo para saturarse, los otros órganos necesitan de 5 a 10 minutos para alcanzar la Cmax (concentración máxima de hidrógeno). Mientras tanto, el hígado tenía la Cmax más alta ( 24 ). La información puede dirigir la futura aplicación clínica del gas hidrógeno.

Aunque el gas hidrógeno se estudió como una terapia en un modelo de ratón con carcinoma de piel escamosa en 1975 ( 25 ), su potencial en la aplicación médica no se ha explorado ampliamente hasta 2007, cuando Oshawa et al. informó que el hidrógeno podría mejorar la lesión cerebral por isquemia-reperfusión al reducir selectivamente las especies de oxígeno reactivo citotóxico (ROS), incluido el radical hidroxilo (• OH) y el peroxinitrito (ONOO-) ( 26 ), lo que provocó una atención mundial. Tras varias formulaciones administrativas, el gas hidrógeno se ha utilizado como agente terapéutico para una variedad de enfermedades, como la enfermedad de Parkinson ( 27 , 28 ), la artritis reumatoide ( 29 ), la lesión cerebral ( 30 ), la lesión por reperfusión isquémica ( 31 , 32 ) y diabetes ( 33 , 34 ), etc.

Más importante aún, se ha demostrado que el hidrógeno mejora los puntos finales clínicos y los marcadores sustitutos, desde enfermedades metabólicas hasta trastornos inflamatorios sistémicos crónicos y cáncer ( 17 ). Un estudio clínico realizado en 2016 mostró que la inhalación de hidrógeno gaseoso era segura en pacientes con síndrome post paro cardíaco ( 35 ), su aplicación terapéutica adicional en otras enfermedades se hizo aún más atractiva.

En la revisión actual, tomamos un lugar en su aplicación en el tratamiento del cáncer. Típicamente, el gas hidrógeno puede ejercer sus funciones biológicas a través de la regulación de ROS, eventos de inflamación y apoptosis.

El gas de hidrógeno elimina selectivamente los radicales hidroxilo y peroxinitrito, y regula ciertas enzimas antioxidantes

Con mucho, muchos estudios han indicado que el gas de hidrógeno no se dirige a proteínas específicas, sino que regula varios jugadores clave en el cáncer, incluidos ROS y ciertas enzimas antioxidantes ( 36 ).

ROS se refiere a una serie de moléculas inestables que contienen oxígeno, incluyendo oxígeno singlete (O 2 •), peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ), radical hidroxilo (• OH), superóxido ( Unknown node type: spanUnknown node type: spanUnknown node type: spanUnknown node type: spanUnknown node type: spanUnknown node type: spanUnknown node type: spanUnknown node type: span ), óxido nítrico (NO •) y peroxinitrito (ONOO  ), etc. ( 3738 ). Una vez generado in vivo , debido a su alta reactividad, ROS puede atacar proteínas, ADN / ARN y lípidos en las células, provocando un daño distinto que puede conducir a la apoptosis. La presencia de ROS puede producir estrés celular y daño que puede producir la muerte celular, a través de un mecanismo conocido como estrés oxidativo ( 39 , 40). Normalmente, en condiciones físicas, las células, incluidas las células cancerosas, mantienen un equilibrio entre la generación y la eliminación de ROS, que es de suma importancia para su supervivencia ( 41 , 42 ). El ROS sobreproducido, resultado del sistema regulador de desequilibrio o del ataque químico externo (incluyendo quimioterapia / radioterapia), puede iniciar una cascada de apoptosis interna, causando efectos severamente tóxicos ( 43-45 ).

El gas hidrógeno puede actuar como un modulador ROS. Primero, como se muestra en el estudio de Ohsawa et al., El hidrógeno gaseoso podría eliminar selectivamente los ROS más citotóxicos, • OH, según lo probado en un modelo agudo de isquemia cerebral y reperfusión en ratas ( 26 ). Otro estudio también confirmó que el gas de hidrógeno podría reducir la toxicidad del oxígeno resultante del oxígeno hiperbárico al reducir eficazmente • OH ( 46 ).

En segundo lugar, el hidrógeno puede inducir la expresión de algunas enzimas antioxidantes que pueden eliminar las ROS, y juega un papel clave en la regulación de la homeostasis redox de las células cancerosas ( 42 , 47 ). Los estudios han indicado que después del tratamiento con gas hidrógeno, la expresión de superóxido dismutasa (SOD) ( 48 ), hemo oxigenasa-1 (HO-1) ( 49 ), así como el factor 2 relacionado con el factor nuclear eritroide 2 (Nrf2) ( 50 ), aumentó significativamente, fortaleciendo su potencial para eliminar ROS.

Al regular el ROS, el gas de hidrógeno puede actuar como un régimen adyuvante para reducir los efectos adversos en el tratamiento del cáncer, pero al mismo tiempo no anula la citotoxicidad de otras terapias, como la radioterapia y la quimioterapia ( 48 , 51 ). Curiosamente, debido a la producción excesiva de ROS en las células cancerosas ( 38 ), la administración de gas hidrógeno puede reducir el nivel de ROS al principio, pero provoca mucha más producción de ROS como resultado del efecto de compensación, lo que lleva a la muerte de las células cancerosas. ( 52 )

El gas de hidrógeno suprime las citocinas inflamatorias

Las citocinas inflamatorias son una serie de moléculas de señal que median la respuesta inmune innata, cuya desregulación puede contribuir en muchas enfermedades, incluido el cáncer ( 53 – 55 ). Las citocinas inflamatorias típicas incluyen las interleucinas (IL) excretadas por los glóbulos blancos, los factores de necrosis tumoral (TNF) excretados por los macrófagos, los cuales han mostrado una estrecha vinculación con el inicio y la progresión del cáncer (56-59), y tanto las IL como los TNF pueden ser suprimido por gas hidrógeno ( 60 , 61 ).

La inflamación inducida por la quimioterapia en pacientes con cáncer no solo causa efectos adversos graves ( 62 , 63 ), sino que también conduce a metástasis de cáncer y al fracaso del tratamiento ( 64 , 65 ). Al regular la inflamación, el gas de hidrógeno puede prevenir la formación de tumores, la progresión y reducir los efectos secundarios causados ​​por la quimioterapia / radioterapia ( 66 ).

El gas de hidrógeno inhibe / induce la apoptosis

La apoptosis, también denominada muerte celular programada, puede desencadenarse por señales extrínsecas o intrínsecas y ejecutarse por diferentes vías moleculares, que sirven como una estrategia eficiente para el tratamiento del cáncer ( 67 , 68 ). En general, la apoptosis puede inducirse (1) provocando los receptores de muerte de la superficie celular (como Fas, receptores de TNF o ligando inductor de apoptosis relacionado con TNF), (2) suprimiendo la señalización de supervivencia (como el receptor del factor de crecimiento epidérmico, proteína quinasa activada por mitógeno, o fosfoinositida 3-quinasas), y (3) activando las proteínas de la familia del linfoma-2 de células B proapoptóticas (Bcl-2), o proteínas antiapoptosis reguladoras por disminución (como las ligadas al cromosoma X) inhibidor de la proteína de la apoptosis, sobreviviente, y el inhibidor de la apoptosis) ( 69 , 70 ).

El gas hidrógeno puede regular la apoptosis intracelular al afectar la expresión de enzimas relacionadas con la apoptosis.A cierta concentración, puede servir como agente inhibidor de la apoptosis mediante la inhibición de la proteína X asociada al linfoma 2 de células B pro-apoptóticas (Bax), caspasa-3, 8, 12 y potenciar las células B antiapoptóticas linfoma-2 (Bcl-2) ( 71 ), o como agente inductor de apoptosis a través de los mecanismos de contraste ( 72 ), lo que sugiere su potencial para proteger las células normales de los medicamentos contra el cáncer o para suprimir las células cancerosas.

El gas de hidrógeno exhibe potencial en el tratamiento del cáncer

El gas de hidrógeno alivia los efectos adversos relacionados con la quimioterapia / radioterapia

La quimioterapia y la radioterapia siguen siendo las principales estrategias para tratar el cáncer ( 73 , 74 ). Sin embargo, los pacientes con cáncer que reciben estos tratamientos a menudo experimentan fatiga y calidad de vida deteriorada ( 75-77 ). Se cree que la generación vertiginosa de ROS durante el tratamiento contribuye a los efectos adversos, lo que resulta en un notable estrés oxidativo e inflamación ( 41 , 42 , 78 ). Por lo tanto, beneficiado por sus propiedades antioxidantes y antiinflamatorias y otras propiedades protectoras de las células, el gas hidrógeno puede adoptarse como un régimen terapéutico adyuvante para suprimir estos efectos adversos.

Bajo el tratamiento del inhibidor del receptor del factor de crecimiento epidérmico gefitinib, los pacientes con cáncer de pulmón de células no pequeñas a menudo sufren de neumonía intersticial aguda grave ( 79 ). En un modelo de ratones tratados con administración oral de gefitinib e inyección intraperitoneal de naftaleno que indujo una lesión pulmonar severa debido al estrés oxidativo, el tratamiento con agua rica en hidrógeno redujo significativamente las citocinas inflamatorias, como IL-6 y TNFα en el líquido de lavado broncoalveolar, lo que lleva para aliviar la inflamación pulmonarMás importante aún, el agua rica en hidrógeno no afectó los efectos antitumorales generales de gefitinib tanto in vitrocomo in vivo , mientras que, por el contrario, antagonizó la pérdida de peso inducida por gefitinib y naftaleno, y mejoró la tasa de supervivencia general, lo que sugiere hidrógeno el gas es un agente adyuvante prometedor que tiene potencial para aplicarse en la práctica clínica para mejorar la calidad de vida de los pacientes con cáncer ( 80 ).

La doxorrubicina, un antibiótico antraciclina, es un agente anticancerígeno eficaz en el tratamiento de varios tipos de cáncer, pero su aplicación es limitada para la miocardiopatía dilatada mortal y la hepatotoxicidad ( 81 , 82 ). Un estudio in vivo mostró que la inyección intraperitoneal de solución salina rica en hidrógeno mejoró la mortalidad y la disfunción cardíaca causada por la doxorrubicina. Este tratamiento también atenuó los cambios histopatológicos en el suero de las ratas, como los niveles de péptido natriurético cerebral (BNP), aspartato transaminasa (AST), alanina transaminasa (ALT), albúmina y malondialdehído (MDA). Mecánicamente, la solución salina rica en hidrógeno redujo significativamente el nivel de ROS, así como las citocinas inflamatorias TNF-α, IL-1β e IL-6 en el tejido cardíaco y hepático. La solución salina rica en hidrógeno también indujo una menor expresión de Bax apoptótico, caspasa-3 escindida y Bcl-2 antiapoptótico superior, lo que resulta en una menor apoptosis en ambos tejidos ( 71 ). Este estudio sugirió que el tratamiento con solución salina rica en hidrógeno ejercía sus efectos protectores al inhibir la vía inflamatoria TNF-α / IL-6, aumentar la expresión escindida de C8 y la relación Bcl-2 / Bax, y atenuar la apoptosis celular en el tejido cardíaco y hepático ( 71 ).

El agua rica en hidrógeno también mostró un efecto protector renal contra la nefrotoxicidad inducida por cisplatino en ratas. En los estudios, las imágenes de resonancia magnética de contraste (MRI) dependientes del nivel de oxigenación de la sangre (IRM) adquiridas en diferentes grupos tratados mostraron que los niveles de creatinina y nitrógeno ureico en sangre (BUN), dos parámetros relacionados con la nefrotoxicidad, fueron significativamente más altos en el tratamiento con cisplatino grupo que los del grupo de control. El tratamiento del agua rica en hidrógeno podría revertir significativamente los efectos tóxicos, y mostró una tasa de relajación transversal mucho mayor al eliminar los radicales de oxígeno ( 83 , 84 ).

Otro estudio mostró que tanto la inhalación de gas hidrógeno (1% de hidrógeno en el aire) como el consumo de agua rica en hidrógeno (0.8 mM de hidrógeno en agua) podrían revertir la mortalidad y la pérdida de peso corporal causada por el cisplatino a través de su propiedad antioxidante. Ambos tratamientos mejoraron la metamorfosis, acompañada de una disminución de la apoptosis en el riñón y una nefrotoxicidad evaluada por los niveles de creatinina sérica y BUN. Más importante aún, el hidrógeno no perjudicó la actividad antitumoral del cisplatino contra las líneas celulares de cáncer in vitro y en ratones con tumor ( 85 ). También se observaron resultados similares en el estudio de Meng et al., Ya que mostraron que la solución salina rica en hidrógeno podría atenuar la liberación de la hormona estimulante del folículo, elevar el nivel de estrógeno, mejorar el desarrollo de los folículos y reducir el daño al ovario. corteza inducida por cisplatino. En el estudio, el tratamiento con cisplatino indujo un mayor nivel de productos de oxidación, suprimió la actividad enzimática antioxidante. La administración de solución salina rica en hidrógeno podría revertir estos efectos tóxicos al reducir la MDA y restaurar la actividad de la superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), dos enzimas antioxidantes importantes. Además, la solución salina rica en hidrógeno estimuló la vía Nrf2 en ratas con daño ovárico ( 86 ).

El régimen mFOLFOX6, compuesto con ácido folínico, 5-fluorouracilo y oxaliplatino, se usa como tratamiento de primera línea para el cáncer colorrectal metastásico, pero también confiere efectos tóxicos al hígado, lo que lleva a una mala calidad de vida del paciente ( 87 , 88 ) . Se realizó un estudio clínico en China invirtiendo el efecto protector del agua rica en hidrógeno en la función hepática de pacientes con cáncer colorrectal (se incluyeron 144 pacientes y 136 de ellos se incluyeron en el análisis final) tratados con quimioterapia mFOLFOX6. Los resultados mostraron que el grupo placebo exhibió efectos dañinos causados ​​por la quimioterapia mFOLFOX6 medida por los niveles elevados de ALT, AST y bilirrubina indirecta (IBIL), mientras que el grupo de tratamiento combinatorio de agua rica en hidrógeno no mostró diferencias en la función hepática durante el tratamiento. probablemente debido a su actividad antioxidante, lo que indica que es un agente protector prometedor para aliviar la lesión hepática relacionada con mFOLFOX6 ( 51 ).

La mayoría de los efectos adversos inducidos por la radiación ionizante para las células normales son inducidos por radicales hidroxilo. La combinación de radioterapia con ciertas formas de gas hidrógeno puede ser beneficiosa para aliviar estos efectos secundarios ( 89 ). De hecho, varios estudios encontraron que el hidrógeno podría proteger las células y los ratones de la radiación ( 48 , 90 ).

Como se probó en un modelo de rata de daño cutáneo establecido mediante el uso de un haz electrónico de 44 Gy, el grupo tratado con agua rica en hidrógeno exhibió una mayor palanca de actividad SOD y menor MDA e IL-6 en los tejidos heridos que el grupo control y el destilado grupo de agua Además, el agua rica en hidrógeno acorta el tiempo de curación y aumenta la tasa de curación de las lesiones cutáneas ( 48 ).

La toxicidad gastrointestinal es un efecto secundario común inducido por la radioterapia, que afecta la calidad de vida de los pacientes con cáncer ( 91 ). Como se muestra en el estudio de Xiao et al. En el modelo de ratones, la administración de agua con hidrógeno a través de sonda oral aumentó la tasa de supervivencia y el peso corporal de los ratones que fueron expuestos a la irradiación abdominal total, acompañado de una mejora en la función del tracto gastrointestinal y la integridad epitelial. del intestino delgado Un análisis adicional de microarrays reveló que el tratamiento con hidrógeno y agua regulaba de manera positiva miR-1968-5p, que luego regulaba positivamente su gen 88 de respuesta primaria de diferenciación mieloide objetivo (MyD88, un mediador en inmunopatología, y la dinámica de la microbiota intestinal de ciertas enfermedades intestinales que involucran peaje- como receptores 9) expresión en el intestino delgado después de la irradiación abdominal total ( 92 ).

Otro estudio realizado en pacientes clínicos con tumores malignos de hígado mostró que el consumo de agua rica en hidrógeno durante 6 semanas redujo el nivel de metabolito reactivo de oxígeno, hidroperóxido y mantuvo la actividad antioxidante biológica en la sangre. Es importante destacar que las puntuaciones de calidad de vida durante la radioterapia mejoraron significativamente en el grupo de agua rica en hidrógeno en comparación con el grupo de agua placebo. Ambos grupos mostraron una respuesta tumoral similar a la radioterapia, lo que indica que el consumo de agua rica en hidrógeno redujo el estrés oxidativo inducido por la radiación y al mismo tiempo no comprometió el efecto antitumoral de la radioterapia ( 93 ).

El gas de hidrógeno actúa sinérgicamente con la terapia térmica

Recientemente, un estudio encontró que el hidrógeno podría mejorar el efecto de la terapia fototérmica. Zhao y col.diseñó los nanocristales de Pd hidrogenados (nombrados como PdH 0.2 ) como transportadores de hidrógeno multifuncionales para permitir el suministro dirigido al tumor (debido al nanocristal de Pd cúbico de 30 nm) y la liberación controlada de hidrógeno bio-reductor (debido al hidrógeno incorporado en la red de Pd ) Como se muestra en este estudio, la liberación de hidrógeno podría ajustarse por la potencia y la duración de la irradiación de infrarrojo cercano (NIR). El tratamiento de nanocristales de PdH 0.2 más la irradiación de NIR conducen a una mayor pérdida inicial de ROS en las células cancerosas, y el posterior rebote de ROS también fue mucho mayor que en las células normales, lo que resultó en más apoptosis e inhibición severa del metabolismo mitocondrial en las células cancerosas, pero no en condiciones normales. Células. La combinación de nanocristales PdH 0.2 con irradiación NIR mejoró significativamente la eficacia anticancerígena de la terapia térmica, logrando un efecto anticancerígeno sinérgico. Laevaluación de seguridad in vivo mostró que la dosis de inyección de 10 mg kg -1 PdH 0.2 nanocristales no causó la muerte, no hubo cambios en varios indicadores sanguíneos, y no afectó las funciones del hígado y el riñón. En el modelo de tumor de cáncer de mama murino 4T1 y el modelo de tumor de melanoma B16-F10, los nanocristales combinados PdH 0.2 y la terapia de irradiación NIR exhibieron un efecto anticancerígeno sinérgico, lo que condujo a una notable inhibición del tumor en comparación con la terapia térmica. Mientras tanto, el grupo de combinación no mostró daños visibles en el corazón, el hígado, el bazo, los pulmones y los riñones, lo que indica la seguridad y compatibilidad adecuada de los tejidos ( 52 ).

El gas de hidrógeno suprime la formación de tumores

Li y col. informó que el consumo de agua rica en hidrógeno alivia el daño renal causado por el nitrilotriacetato férrico (Fe-NTA) en ratas, evidenciado por la disminución de los niveles de creatinina sérica y BUN. El agua rica en hidrógeno suprimió el estrés oxidativo inducido por Fe-NTA al reducir la peroxidación lipídica, ONOO, e inhibir las actividades de la NADPH oxidasa y la xantina oxidasa, así como al regular la catalasa antioxidante y restaurar la función mitocondrial en los riñones. En consecuencia, las citocinas inflamatorias inducidas por Fe-NTA, como NF-κB, IL-6 y la proteína 1 quimioatrayente de monocitos se aliviaron significativamente mediante el tratamiento con hidrógeno. Más importante aún, el consumo de agua rica en hidrógeno inhibió la expresión de varias proteínas relacionadas con el cáncer, incluido el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), el transductor de señal y el activador de la fosforilación de la transcripción 3 (STAT3) y la proliferación de antígeno nuclear celular (PCNA) en ratas, lo que resultó en menor incidencia de carcinoma de células renales y la supresión del crecimiento tumoral. Este trabajo sugirió que el agua rica en hidrógeno era un régimen prometedor para atenuar la lesión renal inducida por Fe-NTA y suprimir los eventos tumorales tempranos ( 66 ).

La esteatohepatitis no alcohólica (NASH) debido al estrés oxidativo inducido por diversos estímulos, es una de las razones que causan la hepatocarcinogénesis ( 94 , 95 ). En un modelo de ratón, la administración de agua rica en hidrógeno redujo el colesterol hepático, la expresión del receptor α activado por proliferador de peroxisomas (PPARα) y aumentó los efectos antioxidantes en el hígado en comparación con el grupo control y tratado con pioglitazona ( 96 ). El agua rica en hidrógeno exhibió fuertes efectos inhibitorios para las citocinas inflamatorias TNF-α e IL-6, estrés oxidativo y biomarcador de apoptosis. Como se muestra en el modelo de hepatocarcinogénesis relacionado con NASH, en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno, la incidencia de tumores fue menor y los volúmenes tumorales fueron más pequeños que el grupo de control y tratado con pioglitazona. Los hallazgos anteriores indicaron que el agua rica en hidrógeno tenía potencial en la protección del hígado y el tratamiento del cáncer de hígado ( 96 ).

El gas de hidrógeno suprime el crecimiento tumoral

No solo funciona como una terapia adyuvante, el gas hidrógeno también puede suprimir el crecimiento de células tumorales y tumorales.

Como se muestra en el estudio de Wang et al., En las líneas celulares A549 y H1975 de células de cáncer de pulmón, el gas de hidrógeno inhibió la proliferación, migración e invasión celular, e indujo una apoptosis notable según lo probado por CCK-8, curación de heridas, ensayos de transwell y citometría de flujo. El gas de hidrógeno detuvo el ciclo celular en la etapa G2 / M en ambas líneas celulares al inhibir la expresión de varias proteínas reguladoras del ciclo celular, incluidas la ciclina D1, CDK4 y CDK6. Los cromosomas 3 (SMC3), un complejo requerido para la cohesión cromosómica durante el ciclo celular ( 97 ), fue suprimido por el gas hidrógeno a través de efectos ubiquitinantes. Es importante destacar que el estudio in vivo mostró que bajo el tratamiento con gas hidrógeno, el crecimiento tumoral se inhibió significativamente, así como la expresión de Ki-67, VEGF y SMC3. Estos datos sugirieron que el gas de hidrógeno podría servir como un nuevo método para el tratamiento del cáncer de pulmón ( 98 ).

Debido a sus características fisicoquímicas, el uso de gas hidrógeno ha sido estrictamente limitado en hospitales y centros médicos y laboratorios. Li y col. diseñó una sílice solidificada de oclusión de hidrógeno (sílice H2) que podría liberar de manera estable hidrógeno molecular en el medio de cultivo celular. La sílice H2 podría inhibir de manera dependiente de la concentración la viabilidad celular de las células de carcinoma de células escamosas esofágicas humanas (KYSE-70), mientras que necesita una dosis más alta para suprimir las células epiteliales esofágicas humanas normales (HEEpiCs), lo que indica su perfil selectivo. Este efecto fue confirmado por la apoptosis y el ensayo de migración celular en estas dos líneas celulares. El estudio mecanicista reveló que la sílice H2 ejerció su anticancerígeno induciendo la acumulación de H2O2, la detención del ciclo celular y la inducción de apoptosis mediada por vías apoptóticas mitocondriales ( 72 ).

Recientemente, se descubrió que el gas hidrógeno inhibe las células madre cancerosas (CSC). El gas de hidrógeno redujo la formación de colonias y la formación de esferas de las células Hs38.T y PA-1 de células de cáncer de ovario humano mediante la inhibición del marcador de proliferación Ki67, los marcadores de células madre CD34 y la angiogénesis. El tratamiento con gas hidrógeno inhibió significativamente la proliferación, la invasión y la migración de las células Hs38.T y PA-1. Más importante aún, la inhalación de hidrógeno gaseoso inhibió el volumen del tumor significativamente como se muestra en el modelo de ratones desnudos BALB / c xenotransplantado Hs38.T ( 99 ).

Otro estudio reciente también confirmó los efectos del gas hidrógeno en la supresión del glioblastoma (GBM), el tumor cerebral maligno más común. El estudio in vitro indicó que el gas hidrógeno inhibió varios marcadores involucrados en la potencia, lo que resultó en la supresión de la formación de esferas, migración celular, invasión y formación de colonias de células de glioma. Al inhalar gas de hidrógeno (67%) 1 h, 2 veces al día, el crecimiento de GBM se inhibió significativamente y la tasa de supervivencia mejoró en un modelo de glioma ortotópico de rata, lo que sugiere que el hidrógeno podría ser un agente prometedor en el tratamiento de GBM ( 100 )

Discusión

El gas de hidrógeno ha sido reconocido como un gas médico que tiene potencial en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, enfermedades inflamatorias, trastornos neurodegenerativos y cáncer ( 17 , 60 ). Como un eliminador de radicales hidroxilo y peroxinitrito, y debido a sus efectos antiinflamatorios, el gas hidrógeno puede funcionar para prevenir / aliviar los efectos adversos causados ​​por la quimioterapia y la radioterapia sin comprometer su potencial anticancerígeno (como se resume en la Tabla 1 y la Figura 1 ) . El gas de hidrógeno también puede funcionar solo o sinérgicamente con otra terapia para suprimir el crecimiento tumoral mediante la inducción de apoptosis, inhibiendo factores relacionados con CSC y relacionados con el ciclo celular, etc. (resumidos en la Tabla 1 ).

TABLA 1

www.frontiersin.orgTabla 1 . El resumen de varias formulaciones, aplicaciones, mecanismos de H2 en el tratamiento del cáncer.

FIGURA 1

www.frontiersin.orgFigura 1 Hidrógeno en el tratamiento del cáncer.

Más importante aún, en la mayor parte de la investigación, el gas de hidrógeno ha demostrado un perfil de seguridad y cierta propiedad de selectividad para las células cancerosas sobre las células normales, lo cual es fundamental para los ensayos clínicos. Actualmente se está realizando un ensayo clínico (NCT03818347) para estudiar el gas hidrógeno en la rehabilitación del cáncer en China.

Por el momento, se ha demostrado que varios métodos de administración están disponibles y son convenientes, incluida la inhalación, beber agua disuelta con hidrógeno, inyectar con solución salina saturada de hidrógeno y tomar un baño de hidrógeno ( 101 ). El agua rica en hidrógeno no es tóxica, es barata, se administra fácilmente y puede difundirse fácilmente en los tejidos y las células ( 102 ), atravesar la barrera hematoencefálica ( 103 ), lo que sugiere su potencial en el tratamiento del tumor cerebral. Se necesitarán más dispositivos portátiles que estén bien diseñados y sean lo suficientemente seguros.

Sin embargo, con respecto a sus propiedades medicinales, como la dosis y la administración, o las posibles reacciones adversas y el uso en poblaciones específicas, hay menos información disponible. Su mecanismo, objetivo, indicaciones tampoco están claras, se justifican estudios adicionales.

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ARTÍCULO DE REVISIÓN

Frente. Oncol., 06 de agosto de 2019 | https://doi.org/10.3389/fonc.2019.00696

Gas de hidrógeno en el tratamiento del cáncer
 Sai Li 1  ,  Rongrong Liao 2  ,  Xiaoyan Sheng 2  ,  Xiaojun Luo 3 ,  Xin Zhang 1 ,  Xiaomin Wen 3,  Jin Zhou 2 * y  Kang Peng 1,3 *
  • 1 Departamento de Farmacia, Hospital Integrado de Medicina Tradicional China, Universidad Médica del Sur, Guangzhou, China
  • 2 Departamento de Enfermería, Hospital Integrado de Medicina Tradicional China, Universidad Médica del Sur, Guangzhou, China
  • 3 El Centro de Tratamiento Preventivo de Enfermedades, Hospital Integrado de Medicina Tradicional China, Universidad Médica del Sur, Guangzhou, China

Contribuciones de autor

SL, XW, JZ y KP: conceptualización. SL, RL, XS, XL, XZ, JZ y KP: escritura. SL, RL y XS: revisión.

Fondos

Este trabajo fue apoyado en parte por subvenciones de la Fundación de Ciencias Naturales de la Provincia de Guangdong (2018A030313987) y la Oficina de Medicina Tradicional China de la Provincia de Guangdong (20164015 y 20183009) y el Proyecto de Planificación de Ciencia y Tecnología de la Provincia de Guangdong (2016ZC0059).

Declaracion de conflicto de interes

Los autores declaran que la investigación se realizó en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Expresiones de gratitud

Agradecemos a la señorita Ryma Iftikhar, Dhiviya Samuel, Mahnoor Shamsi (Universidad de San Juan) y al Sr. Muaz Sadeia por editar y revisar el manuscrito.

Referencias

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Palabras clave: gas hidrógeno, ROS, inflamación, combinación, anticancerígeno

Cita: Li S, Liao R, Sheng X, Luo X, Zhang X, Wen X, Zhou J y Peng K (2019) Gas de hidrógeno en el tratamiento del cáncer. Frente. Oncol 9: 696. doi: 10.3389 / fonc.2019.00696

Recibido: 02 de mayo de 2019; Aceptado: 15 de julio de 2019;
Publicado: 6 de agosto de 2019.

Editado por:

Nelson Shu-Sang Yee , Penn State Milton S. Hershey Medical Center, Estados Unidos

Revisado por:

Leo E. Otterbein , Beth Israelv Deaconess Medical Center y Harvard Medical School, Estados Unidos
Paolo Armando Gagliardi , Universidad de Berna, Suiza

Copyright © 2019 Li, Liao, Sheng, Luo, Zhang, Wen, Zhou y Peng. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de Creative Commons Attribution License (CC BY) . El uso, distribución o reproducción en otros foros está permitido, siempre que se acrediten al autor original y al propietario del copyright y que se cite la publicación original en esta revista, de acuerdo con la práctica académica aceptada. No se permite el uso, distribución o reproducción que no cumpla con estos términos.

* Correspondencia: Jin Zhou, zhou-jin-2008@163.com ; Kang Peng, kds978@163.com

 Estos autores comparten la primera autoría

Eficacia del agua hidrógenada en el estado antioxidante de sujetos con síndrome metabólico potencial: un estudio piloto de etiqueta abierta.

Eficacia del agua rica en hidrógeno en el estado antioxidante de sujetos con síndrome metabólico potencial: un estudio piloto de etiqueta abierta.

Nakao A 1 , Toyoda Y , Sharma P , Evans M , Guthrie N.

1Instituto de Cirugía del Corazón, Pulmón y Esófago, Departamento de Cirugía, Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh, Pittsburgh, Pensilvania, 15213, EE. UU.

 

El objetivo de este estudio fue examinar la efectividad del agua rica en hidrógeno molecular (concentración de agua con hidrógeno molecular de 0.55-0.65 mM;  1.5-2 L / día 🙂 en un abierto, de 8 semanas, 20 sujetos con posible síndrome metabólico.

 

El síndrome metabólico se caracteriza por factores de riesgo cardiometabólico que incluyen obesidad, resistencia a la insulina, hipertensión y dislipidemia. Se sabe que el estrés oxidativo juega un papel importante en la patogénesis del síndrome metabólico.

 

El consumo de agua rica en hidrógeno / agua hidrogenada durante 8 semanas condujo a un aumento del 39% (p <0.05) de la enzima antioxidante superóxido dismutasa (SOD) y una disminución del 43% (p <0.05). en sustancias reactivas del ácido tiobarbitúrico (TBARS). Además, los sujetos demostraron un aumento del 8% en las lipoproteínas de alta densidad (HDL) y una disminución del 13% en el colesterol total / HDL desde el inicio hasta la semana 4.

 

No se cambiaron los niveles de glucosa durante el estudio de 8 semanas.

 

En conclusión, el consumo de agua rica en hidrógeno / agua hidrogenada representa una nueva estrategia terapéutica y preventiva potencial para el síndrome metabólico.

 

PMID: 20216947

PMCID: PMC2831093

DOI: 10.3164 / jcbn.09-100

J Clin Biochem Nutr. 2010 Mar; 46 (2): 140-9. doi: 10.3164 / jcbn.09-100. Epub 2010 24 de febrero

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agua hidrógenada mejora el metabolismo de los lípidos y la glucosa en pacientes con diabetes tipo 2 o intolerancia a la glucosa

La suplementación de agua rica en hidrógeno mejora el metabolismo de los lípidos y la glucosa en pacientes con diabetes tipo 2 o intolerancia a la glucosa.

1 Clínica Kajiyama, Kyoto 615-0035, Japón.

Resumen

El estrés oxidativo se reconoce ampliamente como asociado con varios trastornos, como diabetes, hipertensión y aterosclerosis. Está bien establecido que el hidrógeno tiene una acción reductora. Por lo tanto, investigamos los efectos de la ingesta de agua hidrógenada / agua rica en hidrógeno en el metabolismo de los lípidos y la glucosa en pacientes con diabetes mellitus tipo 2 (DM2) o intolerancia a la glucosa (IGT). Realizamos un estudio aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, cruzado en 30 pacientes con DM2 controlada por dieta y terapia de ejercicio y 6 pacientes con IGT. Los pacientes consumieron 900 ml / d de agua hidrógenada / agua pura rica en hidrógeno o 900 ml de agua pura placebo durante 8 semanas, con un período de lavado de 12 semanas. Se evaluaron varios marcadores biológicos del estrés oxidativo, la resistencia a la insulina y el metabolismo de la glucosa, evaluados mediante una prueba oral de tolerancia a la glucosa, al inicio y a las 8 semanas.

La ingesta de agua hidrógenada /  agua rica en hidrógeno se asoció con disminuciones significativas en los niveles de colesterol de lipoproteína de baja densidad (LDL) modificado (es decir, modificaciones que aumentan la carga negativa neta de LDL), LDL densa pequeña y 8-isoprostanos urinarios en un 15.5% (P <.01), 5.7% (P <.05) y 6.6% (P <.05), respectivamente.

La ingesta de agua hidrógenada /  agua rica en hidrógeno también se asoció con una tendencia a la disminución de las concentraciones séricas de LDL oxidada y ácidos grasos libres, y al aumento de los niveles plasmáticos de adiponectina y superóxido dismutasa extracelular.

En 4 de 6 pacientes con IGT, la ingesta de agua hidrógenada / agua rica en hidrógeno normalizó la prueba de tolerancia oral a la glucosa.

En conclusión, estos resultados sugieren que la suplementación con agua hidrógenada / agua rica en hidrógeno puede tener un papel beneficioso en la prevención de la DM2 y la resistencia a la insulina.

PMID: 19083400
DOI: 10.1016 / j.nutres.2008.01.008
 2008 Mar; 28 (3): 137-43. doi: 10.1016 / j.nutres.2008.01.008.

agua hidrógenada para miopatías mitocondriales e inflamatorias

Fondo

El hidrógeno molecular tiene efectos prominentes en más de 30 modelos animales, especialmente de enfermedades mediadas por el estrés oxidativo y enfermedades inflamatorias. Además, se han informado efectos de hidrógeno en humanos en diabetes mellitus tipo 2, hemodiálisis, síndrome metabólico, radioterapia para el cáncer de hígado e infarto del tronco encefálico. Los efectos del hidrógeno se atribuyen a actividades específicas de eliminación de radicales que eliminan los radicales hidroxilo y peroxinitrito, y también a actividades de modulación de señales, pero los mecanismos moleculares detallados siguen siendo difíciles de alcanzar. El hidrógeno es una molécula segura que es producida en gran medida por bacterias intestinales en roedores y humanos, y no se han documentado efectos adversos.

Métodos

Realizamos un ensayo abierto de beber 1,0 litro de agua enriquecida con hidrógeno por día durante 12 semanas en cinco pacientes con distrofia muscular progresiva (PMD), cuatro pacientes con polimiositis / dermatomiositis (PM / DM) y cinco pacientes con miopatías mitocondriales ( MM), y midió 18 parámetros séricos, así como 8-isoprostano en orina cada 4 semanas. A continuación, realizamos un ensayo cruzado, aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo de 0,5 litros por día de agua enriquecida con hidrógeno o agua placebo durante 8 semanas en 10 pacientes con DM y 12 pacientes con MM, y medimos 18 parámetros séricos cada 4 semanas. .

Resultados

En el ensayo abierto, no se observó mejoría objetiva ni empeoramiento de los síntomas clínicos. Sin embargo, observamos efectos significativos en las relaciones lactato-piruvato en PMD y MM, glucosa en sangre en ayunas en PMD, metaloproteinasa de matriz sérica-3 (MMP3) en PM / DM y triglicéridos en suero en PM / DM. En el ensayo doble ciego, no se observaron efectos clínicos objetivos, pero se detectó una mejora significativa en lactato en MM. Las relaciones lactato-piruvato en MM y MMP3 en DM también mostraron respuestas favorables pero sin significación estadística. No se observó ningún efecto adverso en ninguno de los ensayos, excepto en los episodios de hipoglucemia en un paciente con MELAS tratado con insulina, que disminuyó al reducir la dosis de insulina.

Conclusiones

El agua enriquecida con hidrógeno mejora la disfunción mitocondrial en MM y los procesos inflamatorios en PM / DM. Los efectos menos prominentes con el ensayo doble ciego en comparación con el ensayo abierto probablemente se debieron a una menor cantidad de hidrógeno administrado y a un período de observación más corto, lo que implica un efecto umbral o un efecto dosis-respuesta del hidrógeno.

Fondo

Ohsawa y sus colegas informaron por primera vez un efecto del gas hidrógeno en el infarto cerebral en junio de 2007 [ 1 ]. Se han informado efectos del hidrógeno administrado en forma de gas inhalado, agua potable, instilación e inyección intraperitoneal para 31, 4 y 5 enfermedades en modelos animales, células y humanos, respectivamente [ 2 ]. El hidrógeno exhibe efectos prominentes especialmente en enfermedades mediadas por el estrés oxidativo y enfermedades inflamatorias en roedores. El hidrógeno elimina los radicales hidroxilo y menos eficientemente peroxinitrito [ 1 ]. Sin embargo, es poco probable que las actividades de eliminación de radicales sean un mecanismo exclusivo, porque la cantidad de especies radicales de oxígeno generadas en roedores y humanos es mucho mayor que la cantidad de moléculas de hidrógeno absorbidas por el cuerpo. De hecho, la cantidad de hidrógeno absorbido al beber agua enriquecida con hidrógeno (HEW) es 100 o más veces menor que la inhalación de gas de hidrógeno al 2%, pero beber agua hidrógenada HEW exhibe efectos beneficiosos tan buenos o incluso mejores que la inhalación de gas de hidrógeno al 2% en roedores [ 2 – 4 ], lo que sugiere la falta de un simple efecto dosis-respuesta. Nuestro estudio anterior sobre la alergia tipo 1 también indica que el hidrógeno suprime la alergia tipo 1 al actuar como un modulador de señal gaseosa y no como un eliminador de radicales [ 5 ].

Los efectos del hidrógeno en humanos se han examinado en cinco estudios. Primero, un estudio cruzado aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo de 900 ml / día de agua hidrógenada HEW durante 8 semanas en 30 pacientes con diabetes mellitus tipo 2 demostró disminuciones significativas del colesterol LDL electronegativo modificado con carga, LDL densa pequeña y orina 8. -isoprostanos [ 6 ]. En segundo lugar, un ensayo abierto de solución de hemodiálisis electrolizada enriquecida con hidrógeno en 9 pacientes durante 4 meses [ 7 ] y 21 pacientes durante 6 meses [ 8 ] mostró una disminución significativa de la presión arterial sistólica antes y después de la diálisis, así como de monocitos plasmáticos. proteína quimioatrayente 1 y mieloperoxidasa. En tercer lugar, un ensayo abierto de 1.5-2.0 litros por día de agua hidrógenada HEW durante 8 semanas en 20 sujetos con síndrome metabólico mostró un aumento del 39% de la superóxido dismutasa urinaria (SOD), una disminución del 43% de las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico urinario (TBARS) ), un aumento del 8% del colesterol de lipoproteínas de alta densidad (HDL) y una disminución del 13% de la relación colesterol total / HDL-colesterol [ 9 ]. Cuarto, un estudio aleatorizado controlado con placebo de 1.5-2.2 litros / día de agua hidrógenada HEW durante 6 semanas en 49 pacientes que recibieron radioterapia para tumores hepáticos malignos mostró mejoras marcadas en los puntajes de calidad de vida [ 10 ]. Como el estudio no fue cegado, los puntajes subjetivos de QOL tendieron a ser sobreestimados por un efecto placebo, pero los marcadores objetivos para el estrés oxidativo también disminuyeron significativamente. Quinto, la infusión por goteo de solución salina enriquecida con hidrógeno en combinación con Edaravone, un eliminador de radicales clínicamente aprobado para el infarto cerebral, durante 7 días en 8 pacientes con infarto del tronco encefálico se comparó con 24 de esos pacientes que recibieron Edaravone solo [ 11 ]. Aunque el estudio no fue aleatorizado ni cegado, los marcadores de resonancia magnética de pacientes con infusión de hidrógeno mostraron mejoras significativas y una normalización acelerada.

Debido a los efectos prominentes del hidrógeno sobre las enfermedades inflamatorias y las enfermedades mediadas por el estrés oxidativo, especialmente en roedores, realizamos una prueba abierta de beber 1.0 litro de agua hidrógenada HEW por día durante 12 semanas en 14 pacientes con enfermedades musculares, e identificamos una mejora en cuatro parámetros: (i) una disminución de la relación lactato-piruvato en miopatías mitocondriales (MM) y distrofia muscular progresiva (PMD); (ii) una disminución de la metaloproteinasa 3 de la matriz sérica (MMP3) en la polimiositis / dermatomiositis (PM / DM), (iii) una disminución de la glucosa en ayunas en la PMD y (iv) una disminución de los triglicéridos séricos en la PM / DM. Luego realizamos un ensayo aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, cruzado de 0,5 litros por día de agua hidrógenada HEW durante 8 semanas en 12 MM y 10 casos de DM. Observamos que agua hidrógenada HEW mejoró significativamente el lactato sérico en MM. En ambos estudios, algunos pacientes informaron una mejoría subjetiva de fatiga, diarrea y mialgia, pero otros informaron sensación flotante y empeoramiento de la diarrea. No observamos ninguna mejora objetiva o empeoramiento de los síntomas clínicos durante cada estudio. Nuestros estudios implican que HEW agua hidrógenada mejora los parámetros clínicos en MM y PM / DM, pero 0.5 litros / día durante 8 semanas es probable que sea insuficiente para demostrar efectos estadísticamente significativos.

Pacientes y métodos

Pacientes

Para el ensayo abierto, reclutamos a 5 pacientes con PMD, 4 pacientes con PM / DM y 5 pacientes con MM. Los pacientes con PMD comprendían 1 hombre con miopatía de Miyoshi y 4 mujeres con distrofia muscular de la cintura escapular tipo 2B con una edad promedio y DE de 50.4 ± 15.9 años (rango 25-66).Los pacientes con PM / DM comprendieron 2 hombres y 2 mujeres con una edad promedio de 53.8 ± 24.8 años (rango 29-83). Todos los casos de PM / DM estaban tomando de 5 a 10 mg de prednisolona por día y estaban bien controlados. Los pacientes con MM comprendieron 4 casos con MELAS (2 hombres y 2 mujeres con una edad promedio de 45.8 ± 12.3 años, rango 37-64) y una mujer de 54 años con oftalmoplejía externa progresiva crónica (CPEO).

Para el ensayo aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, cruzado, reclutamos a 12 pacientes con MM y 10 pacientes con DM. Los pacientes con MM comprendieron 5 casos con MELAS (2 hombres y 3 mujeres con una edad promedio de 44.6 ± 17.6 años, rango 20-65), así como 7 casos con CPEO (3 hombres y 4 mujeres con una edad promedio de 49.1 ± 11,1 años, rango 29-61). Los pacientes con DM comprendían 3 hombres y 7 mujeres con una edad promedio de 49,6 ± 13,7 años (rango 32-66). Todos los pacientes con DM estaban bien controlados con 5 – 10 mg de prednisolona por día. Tres pacientes con MM y tres con DM participaron en ambos ensayos. Ambos ensayos fueron aprobados por la Junta de Revisión Ética de la Universidad Médica de Aichi. Se obtuvo el consentimiento informado de cada paciente.

Protocolos

Compramos 500 ml de agua agua hidrógenada HEW o placebo en una bolsa de aluminio de Blue Mercury Inc. (Tokio, Japón). Medimos las concentraciones de hidrógeno usando un sensor de aguja de hidrógeno H2-N conectado a un Picoamperímetro de 2 canales PA2000 (Unisense Science, Aarhus, Dinamarca). Las concentraciones de hidrógeno fueron ~ 0.5 ppm (~ 31% de saturación). También confirmamos que el hidrógeno en el agua placebo era indetectable con nuestro sistema. Para cada ensayo, instruimos a los pacientes a evacuar el aire de la bolsa y cerrar herméticamente una tapa de plástico cada vez que beben agua para mantener la concentración de hidrógeno lo más alta posible.

Para el ensayo abierto, los pacientes tomaron 1.0 litro por día de agua hidrógenada HEW en cinco a diez dosis divididas durante 12 semanas. Medimos 18 parámetros séricos y uno urinario y registramos síntomas clínicos a las 0, 4, 8, 12, 16 semanas.

Para el ensayo doble ciego, los pacientes tomaron 0,5 litros por día de agua agua hidrógenada HEW o placebo en dos a cinco dosis divididas durante 8 semanas. Entre los ensayos de 8 semanas con agua hidrógenada HEW y placebo, colocamos un período de lavado de 4 semanas. Medimos 18 parámetros séricos y registramos síntomas clínicos a las 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24 semanas. En el ensayo doble ciego, no medimos los niveles urinarios de 8-isoprostano.

Los datos se analizaron estadísticamente utilizando ANOVA de medidas repetidas unidireccionales para el ensayo abierto y ANOVA de medidas repetidas bidireccionales para el ensayo doble ciego, ambos seguidos por la prueba de comparación múltiple de Bonferroni con Prism versión 4.0c (Graphpad Software, San Diego, CA).

Resultados

Prueba abierta

Catorce pacientes con PMD, PM / DM y MM participaron en el estudio y ningún paciente abandonó el estudio. Los pacientes tomaron 1,0 litro de agua hidrógenada HEW durante 12 semanas y medimos 18 parámetros de suero y uno urinario cada 4 semanas (Tabla ( Tabla 1 ). 1 ). No observamos ninguna mejora objetiva o empeoramiento de los síntomas clínicos durante el estudio. Todos los pacientes informaron una mayor frecuencia de micción. Dos pacientes con MELAS informaron una mejora de la fatigabilidad, y otro paciente con MELAS se quejó de una sensación flotante ocasional leve. Estimamos la significación estadística mediante el análisis ANOVA de medidas repetidas unidireccionales y detectamos cinco parámetros (Figura ( Figura 1).1 ). Las relaciones séricas de lactato a piruvato (L / P) de pacientes con MM fueron altas antes del estudio, y disminuyeron durante el estudio (Figura ( Figura 1A).1A ). Las proporciones de L / P en suero y los niveles de glucosa en ayunas de los pacientes con PMD se elevaron después del estudio, pero los valores todavía estaban dentro de los rangos normales (Figuras ( Figuras 1B 1B y1C).1C ). Los niveles séricos de MMP3 de pacientes con DM disminuyeron a 72.9% de aquellos antes de agua hidrógenada HEW, que nuevamente aumentaron después del estudio (Figura ( Figura 1D).1D ). Los niveles de triglicéridos en suero de pacientes con DM se elevaron después del estudio (Figura ( Figura 1E 1E )).

tabla 1

Ensayo abierto de agua hidrógenada HEW en 14 pacientes miopaticos

Distrofia muscular progresiva (PMD) Polimiositis (PM) / Dermatomiositis (DM) Miopatías mitocondriales (MM)

antes de 12 semanas Después antes de 12 semanas Después antes de 12 semanas Después
CK (U / L) 3067 ± 1492 3419 ± 1610 3107 ± 2382 124 ± 31 180 ± 97 140 ± 86 187 ± 75 124 ± 47 156 ± 40
HbA1c (%) 5.25 ± 0.44 5.14 ± 0.31 5.16 ± 0.42 6.68 ± 1.61 6.70 ± 1.53 6.90 ± 2.03 7.40 ± 1.70 7.32 ± 1.48 7.38 ± 1.74
Glucosa en ayunas (mmol / L) 5.52 ± 0.16 ** 5.51 ± 0.08 ** 5.82 ± 0.11 ** 7.66 ± 0.11 7.29 ± 1.57 7.69 ± 1.85 8,94 ± 3,24 9.31 ± 4.18 8,96 ± 3,19
Lactato
(mmol / L)
0.95 ± 0.34 1,15 ± 0,40 1.35 ± 0.40 1.42 ± 0.18 1.66 ± 0.32 1.30 ± 0.27 1.84 ± 0.50 1.87 ± 0.78 1.73 ± 0.65
L / P
proporción
12,1 ± 0,7 * 10,7 ± 1,3 * 13,6 ± 2,2 * 13,1 ± 0,9 15.0 ± 3.2 12,7 ± 1,0 20,7 ± 2,9 * 14,9 ± 3,5 * 20,3 ± 3,1 *
Creatinina (μmol / L) 34,8 ± 3,1 34,5 ± 6,9 34,7 ± 8,8 58,6 ± 13,7 56,3 ± 10,7 56,6 ± 14,1 48,8 ± 9,0 47,7 ± 9,7 48,6 ± 8,8
BUN (mmol / L) 4.74 ± 1.16 4.20 ± 0.60 4.21 ± 1.05 4.33 ± 0.71 4.11 ± 0.48 4.68 ± 0.74 5.28 ± 1.69 5.89 ± 1.09 5.00 ± 1.58
Ácido úrico (μmol / dL) 295 ± 46 315 ± 61 300 ± 30 319 ± 44 331 ± 71 329 ± 40 208 ± 50 220 ± 60 217 ± 45
8-isoprostano urinario
(ng / mg Cr)
303 ± 155 392 ± 173 Dakota del Norte 222 ± 88 237 ± 86 Dakota del Norte 274 ± 117 261 ± 59 Dakota del Norte
T-chol (mmol / L) 5.42 ± 0.99 5,74 ± 1,02 5.70 ± 0.81 5.28 ± 0.31 5.55 ± 0.93 5.97 ± 1.35 4,52 ± 0,75 4,53 ± 0,34 4.42 ± 0.77
LDL-col (mmol / L) 3.30 ± 1.05 2.86 ± 1.46 2.99 ± 1.15 2,66 ± 0,28 3.21 ± 0.99 3.13 ± 1.02 2,44 ± 0,43 2.27 ± 0.44 2.22 ± 0.45
HDL-col (mmol / L) 1.62 ± 0.21 1,49 ± 0,19 1.62 ± 0.18 2.01 ± 0.73 1.99 ± 0.76 2.02 ± 0.67 1.14 ± 0.79 1.03 ± 0.72 1.04 ± 0.69
Triglicéridos (mmol / L) 1.31 ± 0.46 3.62 ± 4.83 3.07 ± 3.67 2,17 ± 0,63 * 2.01 ± 1.21 * 3,09 ± 1,22 * 0.78 ± 0.34 0.89 ± 0.45 0.73 ± 0.37
WBC (10 9 / L) 5.30 ± 1.32 5.40 ± 1.12 4.80 ± 0.38 10,78 ± 2,08 8.35 ± 3.41 10.10 ± 0.17 5.12 ± 1.27 7.27 ± 2.29 5.93 ± 1.35
RBC (10 12 / L) 4.17 ± 0.64 3.79 ± 0.42 3.87 ± 0.80 4.01 ± 0.62 4.34 ± 0.36 4.49 ± 0.45 4.33 ± 0.43 4.31 ± 0.78 4.35 ± 0.59
Plaquetas (10 9/ L) 262 ± 42 260 ± 33 270 ± 20 337 ± 123 265 ± 82 270 ± 65 215 ± 25 207 ± 28 217 ± 25
Hematocrito 0.375 ± 0.040 0.374 ± 0.038 0.407 ± 0.055 0.337 ± 0.069 0.376 ± 0.041 0.395 ± 0.045 0.381 ± 0.036 0.370 ± 0.047 0.378 ± 0.038
MMP3 (ng / ml) Dakota del Norte Dakota del Norte Dakota del Norte 307,8 ± 59,1 * 224,3 ± 53,4 * 283,3 ± 77,6 * Dakota del Norte Dakota del Norte Dakota del Norte
IgG (mg / dl) Dakota del Norte Dakota del Norte Dakota del Norte 1343 ± 470 1396 ± 550 1429 ± 581 Dakota del Norte Dakota del Norte Dakota del Norte

Los valores representan la media ± DE. nd, no determinado. * p <0.05 y ** p <0.005 por ANOVA de medidas repetidas unidireccionales.

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Perfiles temporales de cuatro parámetros que demuestran significancia estadística mediante ANOVA de medidas repetidas unidireccionales en el ensayo abierto . Relaciones de lactato / piruvato sérico (L / P) en 5 pacientes con miopatía mitocondrial (MM) (A) y 4 pacientes con distrofia muscular progresiva (PMD) (B) .Tenga en cuenta las relaciones L / P anormalmente altas en pacientes con MM. (C) Glucosa en ayunas en 4 pacientes con PMD. (D) Suero MMP3 en 5 pacientes con polimiositis (PM) / dermatomiositis (DM). (E)Triglicéridos en suero en 4 pacientes con PMD. Doce semanas en agua hidrógenada HEW se indican mediante un cuadro en cada panel. Los medios y la DE se trazan. Los valores estadísticamente diferentes mediante la prueba de comparación múltiple de Bonferroni se indican con ‘a’ y ‘b’ con * p <0.05 y ** p <0.01. La prueba de Bonferroni no revela diferencias estadísticas entre dos valores en (D) y (E) . Las líneas discontinuas muestran un rango normal de cada parámetro.

Ensayo cruzado, aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo

Doce pacientes con MM y diez pacientes con DM participaron en el estudio y ningún paciente abandonó el estudio. Los pacientes tomaron 0,5 litros de agua agua hidrógenada HEW o placebo durante 8 semanas y medimos 18 parámetros séricos cada 4 semanas (Tabla ( Tabla 2).2 ). Un paciente con MM informó una frecuencia de micción aumentada en agua hidrógenada HEW. Un paciente con DM informó una mejoría subjetiva de fatiga y diarrea en agua hidrógenada HEW, pero un paciente con MM se quejó de un aumento de la diarrea al principio en agua hidrógenada HEW. Otro paciente con DM informó una mejora de la mialgia en agua hidrógenada HEW. Un paciente de MELAS tuvo episodios de hipoglucemia solo en agua hidrógenada HEW, pero los episodios disminuyeron después de que la dosis de insulina disminuyó. No observamos ninguna mejora objetiva o empeoramiento de los síntomas clínicos durante el estudio. El análisis ANOVA de medidas repetidas bidireccionales reveló que solo los niveles de lactato sérico disminuyeron significativamente en MM por agua hidrógenada HEW (Figura ( Figura 2A).2A ). Los perfiles temporales de las relaciones séricas L / P en MM (Figura (Figura 2B)2B ) y de los niveles séricos de MMP3 en DM (Figura (Figura 2C ) 2C ) también demostraron respuestas favorables a agua hidrógenada HEW pero sin significación estadística.

Tabla 2

Ensayo cruzado, aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo de agua hidrógenada HEW en 10 pacientes con DM y 12 MM

Dermatomiositis (DM) Miopatías mitocondriales (MM)

Agua de hidrógeno Agua placebo Agua de hidrógeno Agua placebo

0 semana 8 semanas 0 semana 8 semanas 0 semana 8 semanas 0 semana 8 semanas
CK (U / L) 88,7 ± 24,3 106,1 ± 88,2 93,5 ± 45,0 99,5 ± 86,7 165 ± 86,6 120 ± 55.5 142,0 ± 69,4 221 ± 235
HbA1c (%) 6.23 ± 1.28 6.34 ± 1.55 6.27 ± 1.44 6.16 ± 1.28 6.09 ± 0.94 6.12 ± 1.05 6.06 ± 1.22 6.06 ± 1.02
Glucosa en ayunas (mmol / L) 8.27 ± 3.62 7.81 ± 2.91 6.70 ± 2.11 6.48 ± 1.90 6.05 ± 1.43 5.67 ± 1.99 6.02 ± 1.46 6.11 ± 1.69
Lactato (mmol / L) 1.93 ± 0.78 1.81 ± 0.87 1.80 ± 0.89 1.65 ± 0.77 1.76 ± 0.67 * 1.61 ± 0.48 * 1,49 ± 0,49 * 1.70 ± 0.57 *
Relación L / P 13,1 ± 6,0 11.5 ± 2.6 12,1 ± 2,88 15,2 ± 8,3 18,7 ± 8,8 17,9 ± 7,7 7.12 ± 13.4 17,7 ± 8,6
Creatinina (μmol / L) 59,1 ± 15,6 59,1 ± 13,6 58.3 ± 15.0 59,0 ± 19,7 53,6 ± 18,3 52,0 ± 17,4 54,8 ± 20,3 57,5 ± 22,3
BUN (mmol / L) 5.36 ± 1.48 4.82 ± 1.57 5.78 ± 1.71 4.86 ± 1.56 6.08 ± 2.09 5.39 ± 1.54 6.24 ± 1.46 6.34 ± 2.76
Ácido úrico (μmol / dL) 303 ± 88 320 ± 68 313 ± 75 321 ± 83 413 ± 316 375 ± 229 447 ± 387 408 ± 284
T-chol (mmol / L) 5.23 ± 0.78 5.15 ± 0.85 5.21 ± 0.61 4.95 ± 0.92 4.61 ± 0.78 4.80 ± 0.57 4.69 ± 0.78 4.68 ± 0.71
LDL-col (mmol / L) 3.06 ± 0.82 2.93 ± 0.75 2.97 ± 0.80 3,03 ± 0,84 2,69 ± 0,68 2.82 ± 0.58 2.73 ± 0.67 2.79 ± 0.60
HDL-col (mmol / L) 1.59 ± 0.48 1.56 ± 0.36 1.53 ± 0.47 1,43 ± 0,48 1.47 ± 0.04 1.55 ± 0.34 1.52 ± 0.34 1,45 ± 0,35
Triglicéridos (mmol / L) 1.54 ± 0.65 1.83 ± 0.76 1.86 ± 0.80 1.85 ± 0.48 1.16 ± 0.58 0.92 ± 0.35 0.97 ± 0.36 1.02 ± 0.49
WBC (10 9 / L) 11,7 ± 6,4 10,9 ± 3,1 9.66 ± 2.68 11,2 ± 4,7 5.5 ± 0.1 5,7 ± 1,8 5.81 ± 1.78 5.8 ± 1.9
RBC (10 12 / L) 4.28 ± 0.05 4.32 ± 0.35 4.37 ± 0.44 4.35 ± 0.44 4,15 ± 0,04 4.17 ± 0.61 4.26 ± 0.67 4.15 ± 0.56
Plaquetas (10 9 / L) 271 ± 10 302 ± 69 306 ± 54 312 ± 79 203 ± 40 214 ± 44 216 ± 48 225 ± 50
Hematocrito (%) 0.380 ± 0.004 0.384 ± 0.040 0.392 ± 0.052 0.391 ± 0.047 0.373 ± 0.004 0.378 ± 0.060 0.386 ± 0.063 0.376 ± 0.058
MMP3 (ng / ml) 245 ± 122 232 ± 84,1 217 ± 93,5 221 ± 112 Dakota del Norte Dakota del Norte Dakota del Norte Dakota del Norte
IgG (mg / dl) 1211 ± 357 1244 ± 305 1202 ± 340 1282 ± 353 Dakota del Norte Dakota del Norte Dakota del Norte Dakota del Norte

Los valores representan la media ± DE. nd, no determinado. * p <0.05 por medidas repetidas bidireccionales ANOVA.

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Perfiles temporales de tres parámetros en el ensayo doble ciego . Lactancia sérica de lactato (A) y L / P (B)en 12 pacientes con miopatía mitocondrial (MM). (C) Suero MMP3 en 10 pacientes con dermatomiositis (DM). Los pacientes tomaron HEW o placebo durante 8 semanas. Los medios y la DE se trazan. (A) Los niveles de lactato sérico en MM son estadísticamente diferentes por ANOVA de medidas repetidas bidireccionales (p <0.05, Tabla 1), pero la prueba de comparación múltiple de Bonferroni no revela diferencias estadísticas entre ninguno de los dos valores. No se observaron diferencias estadísticas en las relaciones L / P (B) y suero MMP3 (C) . El rango normal de lactato es 0.5-2.2 mmol / l. Los rangos normales de los otros parámetros se indican en la Figura 1.

Discusión

Realizamos estudios abiertos y doble ciego de agua hidrógenada HEW en pacientes con miopatía. En el estudio abierto, observamos la significación estadística de los efectos del hidrógeno en cuatro parámetros: relaciones L / P en MM y PMD; glucosa en ayunas en PMD; MMP3 en PM / DM; y triglicéridos en PM / DM (Figura (Figura 1).1 ). En el estudio doble ciego, los niveles séricos de lactato mejoraron significativamente en MM.Las relaciones L / P en MM y MMP3 en DM también mejoraron, pero sin significación estadística (Figura ( Figura 2).2 ). Un pequeño número de participantes en los estudios abiertos y doble ciego podría no haber revelado los efectos estadísticamente significativos de agua hidrógenada HEW.

En MM, el sistema de transferencia de electrones mitocondrial (mETS) está comprometido por mutaciones en el ADN mitocondrial [ 12 ]. Esto da como resultado una disminución de la entrada de NADH en mETS y eleva los niveles de NADH en el citoplasma, lo que facilita la conversión de piruvato a lactato por la lactato deshidrogenasa. Por lo tanto, el lactato y la relación L / P son marcadores sustitutos útiles para estimar las funciones de mETS, y generalmente están anormalmente elevados en MM [ 12 ]. Los METS defectuosos también causan fugas de electrones de las membranas internas mitocondriales y aumentan la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que daña aún más los mETS [ 13 , 14 ]. La reducción de las relaciones L / P en los estudios abiertos y doble ciego sugiere que el hidrógeno alivia la disfunción de METS en MM ya sea eliminando ROS o mediante mecanismos de señalización aún no identificados.

MMP3 pertenece a una familia de proteinasas de zinc dependientes de calcio inducidas por citocinas y secretadas por células inflamatorias. Las MMP mejoran la migración y la adhesión de las células T, y también degradan las proteínas de la matriz extracelular [ 15 ]. MMP3 se incrementa en una fracción de pacientes con DM [ 16 ]. MMP3 puede facilitar la adhesión de linfocitos y mejorar la citotoxicidad mediada por células T al degradar las proteínas de la matriz extracelular en la DM. El hidrógeno mejoró los niveles séricos de MMP3 en los estudios abiertos y doble ciego, que se espera que mejore los procesos inflamatorios patógenos que culminan en la destrucción de la fibra muscular.

Observamos efectos menos prominentes con el estudio doble ciego en comparación con el estudio abierto.La falta de significación estadística en el estudio doble ciego posiblemente se deba a una menor cantidad de agua hidrógenada HEW (1,0 frente a 0,5 litros por día) y a un período de observación más corto (12 frente a 8 semanas).En el estudio abierto, la mayoría de los pacientes con miopatía no aceptaban fácilmente 1,0 litro de agua hidrógenada HEW.El hidrógeno no muestra una relación dosis-respuesta simple en roedores [ 2 – 4 ], y la administración ad libitum incluso de agua hidrógenada HEW saturado al 5% atenúa notablemente el desarrollo de la enfermedad de Parkinson en ratones [ 17 ]. De este modo, redujimos la cantidad de hidrógeno a 0,5 litros en el ensayo doble ciego, y también acortamos el período de observación para minimizar la carga sobre los participantes. Esto, sin embargo, podría haber enmascarado los efectos de agua hidrógenada HEW. De hecho, cuando comparamos los estudios de diabetes mellitus tipo 2 [ 6 ], el ensayo abierto actual y el síndrome metabólico [ 9 ], los participantes tomaron 0.9, 1.0 y 1.5-2.0 litros de agua hidrógenada HEW, respectivamente. Las proporciones de colesterol total / HDL-colesterol están disponibles a las 8 semanas en todos los estudios, y se cambian a 103.8%, 98.6% y 95.8%, respectivamente, de aquellos antes de la administración de hidrógeno, lo cual está de acuerdo con un efecto dosis-respuesta de agua hidrógenada HEW. Además, entre los dos estudios anteriores [ 6 , 9 ] y los actuales estudios abiertos y doble ciego, los efectos más destacados se observan con 1.5-2.0 litros de HEW agua hidrógenada. Como la mayoría de los pacientes no pueden acomodar fácilmente una gran cantidad de agua hidrógenada HEW, especialmente en invierno, se debe elaborar un efecto umbral y / o un efecto dosis-respuesta para cada estado patológico.

Conclusiones

HEW agua hidrógenada es eficaz para la disfunción mitocondrial en MM y procesos inflamatorios en DM. El hidrógeno puede tener un efecto umbral o un efecto dosis-respuesta y es probable que se requiera 1.0 litro o más por día de agua hidrógenada HEW para ejercer efectos beneficiosos.

Abreviaturas

HEW: agua hidrógenada / agua enriquecida con hidrógeno; PMD: distrofia muscular progresiva; PM: polimiositis; DM: dermatomiositis; MM: miopatías mitocondriales; CPEO: oftalmoplejía externa progresiva crónica;MELAS: miopatía mitocondrial con acidosis láctica y episodios similares a derrames cerebrales; MMP3: matriz metaloproteinasa-3.

 

Med Gas Res . 2011; 1: 24.
Publicado en línea el 3 de octubre de 2011 doi: 10.1186 / 2045-9912-1-24
PMCID: PMC3231939
PMID: 22146674
Ensayo abierto y aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, cruzado de agua enriquecida con hidrógeno para miopatías mitocondriales e inflamatorias
Mikako Ito , # 1 Tohru Ibi , # 2 Ko Sahashi , 3 Masashi Ichihara , 4 Masafumi Ito , 5 y Kinji Ohno Autor correspondiente 1

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en competencia.

Contribuciones de los autores

TI y KS examinaron pacientes y adquirieron datos. MI 1 y TI organizaron datos y realizaron análisis estadísticos. MI 1 y KO escribieron el documento. MI 4 , MI 5 y KO concibieron el estudio. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.

Expresiones de gratitud

Nos gustaría agradecer a los pacientes por su participación en estos estudios. Agradecemos a Fumiko Ozawa por su asistencia técnica. Este trabajo fue apoyado por Grants-in-Aid del Ministerio de Salud, Trabajo y Bienestar de Japón y el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón.

Referencias

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Los artículos de Medical Gas Research se proporcionan aquí por cortesía de Wolters Kluwer – Medknow Publications

Beber agua con hidrógeno mejora la resistencia y alivia la fatiga psicométrica

Resumen

El ejercicio físico agudo aumenta las especies reactivas de oxígeno en el músculo esquelético, lo que provoca daños en los tejidos y fatiga. El hidrógeno molecular (H2) actúa como un antioxidante terapéutico directa o indirectamente al inducir enzimas antioxidantes.

Aquí, examinamos los efectos de beber agua con hidrógeno H2 (agua infundida con H2) sobre la fatiga psicométrica y la capacidad de resistencia de forma aleatoria, doble ciego, controlada con placebo.

En el Experimento 1, todos los participantes (humanos) bebieron solo agua con placebo en la sesión de ejercicio del ergómetro de primer ciclo, y en comparación bebieron agua con hidrógeno H2 o agua con placebo 30 minutos antes del ejercicio en el segundo examen. En estos participantes sanos no entrenados ( n = 99), la fatiga psicométrica juzgada por escalas analógicas visuales disminuyó significativamente en el grupo de agua con hidrógeno H2 después del ejercicio leve. Cuando cada grupo se dividió en 2 subgrupos, el subgrupo con mayores valores de escala analógica visual fue más sensible al efecto del hidrógeno agua H2.

En el Experimento 2, los participantes entrenados (n = 60) fueron sometidos a ejercicio moderado mediante un ergómetro de bicicleta de manera similar al Experimento 1, pero el ejercicio se realizó 10 minutos después de beber agua con hidrógeno H2. La resistencia / fatiga se mejoró / alivió significativamente en el grupo H2 de agua de hidrógeno, según el consumo máximo de oxígeno y la escala de Borg, respectivamente.

En conjunto, beber agua con hidrógeno H2 justo antes del ejercicio exhibió efectos antifatiga y de resistencia mejorados.

PMID: 31251888
DOI: 10.1139 / cjpp-2019-0059
Can J Physiol Pharmacol. 2019 28 de junio: 1-6. doi: 10.1139 / cjpp-2019-0059. [Epub antes de imprimir]
Beber agua con hidrógeno mejora la resistencia y alivia la fatiga psicométrica: un estudio aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo 1.
Mikami T1, Tano K2, Lee H1, Lee H1, Park J1, Ohta F3, LeBaron TW4,5, Ohta S6.
Información del autor
1 Departamento de Salud y Ciencias del Deporte, Nippon Medical School, Musashino, Tokio 180-0023, Japón.
2 Fitness Club, Asahi Big S Mukogaoka, Kawasaki-city, Kanagawa pref. 214-0014, Japón.
3 Laboratorio médico de salud de hidrógeno, Co., Ltd., Arakawa-ku, Tokio 116-0001, Japón.
4 Academia Eslovaca de Ciencias, Centro de Medicina Experimental, Instituto de Investigación del Corazón, Bratislava 84005, República Eslovaca.
5 Instituto de Hidrógeno Molecular, Enoch, UT 84721, EE. UU.
6 Departamento de Medicina Neurológica, Escuela de Graduados de Medicina de la Universidad de Juntendo, Bunkyo-ku, Tokio 113-8421, Japón.

Efectos del agua rica en hidrógeno en el ejercicio intermitente prolongado

FONDO:
Estudios recientes mostraron un efecto positivo de la ingesta de agua rica en hidrógeno / agua hidrógenata (HRW) en la homeostasis ácido-base en reposo. Investigamos 2 semanas de ingesta de HRW en agua rica en hidrógeno en el rendimiento repetido de sprint y el estado ácido-base durante el ejercicio prolongado de ciclismo intermitente.

MÉTODOS
En un protocolo cruzado simple ciego, 8 ciclistas varones entrenados (edad [media ± DE] 41 ± 7 años, masa corporal 72.3 ± 4.4 kg, altura 1.77 ± 0.04 m, consumo máximo de oxígeno [V̇O2max] 52.6 ± 4.4 mL · kg -1 · min-1) recibieron diariamente 2 litros de agua normal con placebo (PLA, pH 7.6, potencial de oxidación / reducción [ORP] +230 mV, contenido de hidrógeno libre 0 ppb) o agua rica en hidrógeno HRW / agua hidrógenata  (pH 9.8, ORP -180 mV, hidrógeno libre 450 ppb). Las pruebas se realizaron al inicio y después de cada período de 2 semanas de tratamiento. Los tratamientos fueron contrarrestados y la secuencia aleatoria. La prueba de ciclismo intermitente de 30 minutos consistió en 10 bloques de 3 minutos, cada uno compuesto por 90 segundos a 40% V̇O2max, 60 segundos a 60% V̇O2max, 16 segundos de sprint y 14 segundos de recuperación activa. La absorción de oxígeno (V̇O2), la frecuencia cardíaca y la producción de potencia se midieron durante toda la prueba, mientras que la producción de potencia media y máxima (PPO), el tiempo hasta la potencia máxima y el índice de fatiga (FI) se determinaron durante los sprints de 16 segundos. Las concentraciones de lactato, pH y bicarbonato (HCO3-) se determinaron en reposo y después de cada sprint en sangre obtenida por un catéter permanente de vena antecubital.

RESULTADOS
En el grupo de PLA, la PPO en valores absolutos disminuyó significativamente en el octavo y noveno de 10 sprints y en valores relativos, ΔPPO, disminuyó significativamente en el sexto, octavo y noveno de 10 sprints (en promedio: -12 ± 5%, P <0.006 ), mientras se mantuvo sin cambios en el grupo HRW  de agua rica en hidrógeno / agua hidrógenata . La potencia media, FI, tiempo hasta la potencia máxima y el trabajo total no mostraron diferencias entre los grupos. En ambas condiciones, los niveles de lactato aumentaron mientras que el pH y el HCO3 disminuyeron progresivamente en función del número de sprints.

CONCLUSIONES
Dos semanas de ingesta de HRW en agua rica en hidrógeno / agua hidrógenata pueden ayudar a mantener la PPO en sprints repetitivos hasta el agotamiento durante 30 minutos.

PMID: 28474871 DOI: 10.23736 / S0022-4707.17.06883-9

J Sports Med Phys Fitness. Mayo de 2018; 58 (5): 612-621. doi: 10.23736 / S0022-4707.17.06883-9. Epub 2017 26 de abril.
Efectos del agua rica en hidrógeno en el ejercicio intermitente prolongado.
Da Ponte A1,2, Giovanelli N3,4, Nigris D5, Lazzer S3,4.
Información del autor
1
Departamento de Ciencias Médicas y Biológicas, Universidad de Udine, Udine, Italia – dott.daponte@gmail.com.
2
Escuela de Medicina del Deporte, Universidad de Udine, Udine, Italia – dott.daponte@gmail.com.
3
Departamento de Ciencias Médicas y Biológicas, Universidad de Udine, Udine, Italia.
4 4
Facultad de Ciencias del Deporte, Universidad de Udine, Udine, Italia.
5 5
Departamento de Medicina de Laboratorio, Universidad de Udine, Udine, Italia.

El agua rica en hidrógeno afectó la alcalinidad de la sangre en hombres físicamente activos.

El posible uso de un agente alcalinizante eficaz y seguro en el tratamiento de la acidosis metabólica podría ser de particular interés para los humanos que experimentan un aumento de la acidez plasmática, como la acidosis inducida por el ejercicio.

En el presente estudio, probamos la hipótesis de que la ingesta oral diaria de 2 litros de agua rica en hidrógeno / agua hidrógenada (HRW) durante 14 días aumentaría la alcalinidad de la sangre arterial al inicio y después del ejercicio en comparación con el placebo.

Este estudio fue un ensayo aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo que involucró a 52 voluntarios varones físicamente activos presumiblemente sanos.

Veintiséis participantes recibieron agua hidrógenada HRW y 26 un placebo (agua del grifo) durante 14 días. El pH de la sangre arterial, la presión parcial para el dióxido de carbono (pCO2) y los bicarbonatos se midieron al inicio y después del ejercicio al inicio (día 0) y al final del período de intervención (día 14).

La ingesta de agua hidrógenada  HRW aumentó significativamente el pH de la sangre arterial en ayunas en 0.04 (intervalo de confianza del 95%; 0.01 – 0.08; p <0.001), y el pH posterior al ejercicio en 0.07 (intervalo de confianza del 95%; 0.01 – 0.10; p = 0.03) después de 14 días de intervención . Los bicarbonatos en ayunas fueron significativamente mayores en el ensayo agua hidrógenada  HRW después del régimen de administración en comparación con la preadministración (30.5 ± 1.9 mEq / L vs. 28.3 ± 2.3 mEq / L; p <0.0001).

Ningún voluntario se retiró antes del final del estudio, y ningún participante informó ningún efecto secundario irritante de la suplementación.

Estos resultados respaldan la hipótesis de que la administración de agua hidrógenada HRW es segura y puede tener un efecto alcalinizante en hombres jóvenes físicamente activos.

PMID: 24392771 Res Sports Med. 2014; 22 (1): 49-60. doi: 10.1080 / 15438627.2013.852092.
El agua rica en hidrógeno afectó la alcalinidad de la sangre en hombres físicamente activos.
Ostojic SM1, Dr. Stojanovic.
Información del autor
1
Centro de Ciencias de la Salud, el Ejercicio y el Deporte, Stari DIF, Belgrado, Serbia.

agua hidrógenada sobre la actividad antioxidante y la flora intestinal en jugadoras de fútbol

Resumen

Gastar una cantidad considerable de energía física inevitablemente conduce a la fatiga durante el entrenamiento y la competencia en el fútbol. Un número creciente de hallazgos experimentales han confirmado la relación entre la generación y la eliminación de radicales libres, fatiga y lesiones por ejercicio. Recientemente, el hidrógeno fue identificado como un nuevo antioxidante selectivo con posibles aplicaciones beneficiosas en los deportes. El presente estudio evaluó el efecto del consumo de agua rica en hidrógeno durante 2 meses en la flora intestinal en jugadoras de fútbol juveniles de Suzhou. Como se demostró mediante el ensayo de inmunosorción ligada a enzimas y el análisis de secuencia de ADNr 16S de muestras de heces, el consumo de agua rica en hidrógeno durante dos meses redujo significativamente los niveles séricos de malondialdehído, interleucina-1, interleucina-6, factor de necrosis tumoral-α; luego aumentó significativamente la superóxido dismutasa sérica, los niveles de capacidad antioxidante total y los niveles de hemoglobina de la sangre completa. Además, el consumo de agua rica en hidrógeno mejoró la diversidad y abundancia de la flora intestinal en los atletas. Todos los índices examinados, incluidos los índices de shannon, sollozos, as y chao, fueron más altos en el grupo de control que los propuestos como resultado del consumo de agua rica en hidrógeno antes de la prueba, pero estos índices se invirtieron y fueron más altos que los de los controles después de la intervención de 2 meses. Sin embargo, hubo algunas diferencias en los componentes de la flora intestinal de estos dos grupos antes del ensayo, mientras que no hubo cambios significativos en la composición de la flora intestinal durante el período de prueba. Por lo tanto, el consumo de agua rica en hidrógeno durante dos meses podría desempeñar un papel modulador en la flora intestinal de los atletas en función de sus actividades antioxidantes y antiinflamatorias selectivas. El protocolo de estudio fue aprobado por el comité de ética de la Escuela de Deportes de Suzhou (número aprobado: SSS- EC150903 ).

Introducción

Varios estudios han confirmado que la aparición de fatiga inducida por el ejercicio está estrechamente relacionada con el nivel de estrés oxidativo en el cuerpo. 1 , 2 El daño peroxidativo de los lípidos causado por la acumulación de radicales libres en el cuerpo y la reacción en cadena correspondiente se consideran factores importantes responsables de la disminución de la función del cuerpo. 3 , 4 , 5

La capacidad antioxidante de los atletas profesionales es mucho mayor que la de la gente común, y los atletas desarrollan una mayor capacidad para resistir la acumulación de radicales libres y el daño oxidativo generado en los deportes. 6 Sin embargo, todavía hay muchos problemas con respecto a la protección y el alivio y la eliminación de la reacción de estrés oxidativo inducida por la acumulación de radicales libres después del ejercicio y los deportes. Actualmente, los efectos de los antioxidantes utilizados en la práctica del ejercicio varían, y los estudios han indicado que algunas de estas sustancias pueden inducir una lesión más importante del músculo esquelético en los atletas. 7 , 8 , 9 Por lo tanto, la búsqueda de antioxidantes selectivos seguros y efectivos se ha convertido en un importante esfuerzo de investigación.

La actividad antioxidante selectiva del hidrógeno se informó por primera vez en 2007 por Ohsawa et al. 10 Posteriormente, un número significativo de estudios confirmó que el agua rica en hidrógeno, preparada disolviendo hidrógeno en agua, muestra actividad antioxidante selectiva. Actualmente, los investigadores en ciencias del deporte están prestando cada vez más atención a los efectos selectivos antioxidantes, antiinflamatorios y antiapoptóticos del hidrógeno y su regulación del entorno alcalinizante del cuerpo. 11 , 12 El efecto protector beneficioso del agua rica en hidrógeno se ha confirmado gradualmente en experimentos con animales y humanos.

La flora intestinal simbiótica humana, considerada el “segundo genoma” del cuerpo, tiene efectos significativos en la salud humana. 11 , 12 En los últimos años, los estudios han confirmado que el desequilibrio de la flora intestinal está directamente relacionado con el estrés oxidativo. 13 , 14 Los resultados de experimentos en humanos con atletas han demostrado que una mayor intensidad de ejercicio produce un aumento del estrés oxidativo en el cuerpo y, por lo tanto, una mayor incidencia de síntomas de estrés gastrointestinal. Por lo tanto, en el proceso de entrenamiento, los atletas deben beber una cantidad suficiente de agua antioxidante selectiva rica en hidrógeno para regular su flora intestinal, lo que podría tener un efecto protector en el tracto gastrointestinal y reducir las reacciones de estrés.

Participantes y métodos

Participantes y agrupación

Treinta y ocho jugadoras de fútbol juvenil de la Escuela de Deportes de Suzhou que muestran un estado saludable y ausencia de lesiones deportivas, sin ninguna preferencia alimentaria evidente, y sin una ingesta significativa informada de suplementos nutricionales y antibióticos durante 3 meses se dividieron al azar en dos grupos: grupo de control ( n = 10) y el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno ( n = 28) ( Figura 1 ). Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de cada participante antes de la admisión al protocolo, y el protocolo de estudio fue aprobado por el comité de ética de la Escuela de Deportes de Suzhou (número aprobado: SSS- EC150903 ). Este estudio sigue las pautas de los estándares consolidados de informes de ensayos (CONSORT). Durante el experimento, los atletas en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno bebieron agua rica en hidrógeno en una cantidad equivalente a la cantidad de agua normal que habían consumido previamente diariamente, mientras que los atletas en el grupo de control continuaron bebiendo agua estándar en cantidades consistentes con sus hábitos anteriores El experimento duró 2 meses. La información básica de los sujetos se muestra en la Tabla 1 .

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es MGR-8-135-g001.jpg

Diagrama de flujo de prueba.

tabla 1

Características de todas las asignaturas.

Caracteristicas Grupo de control ( n = 10) Grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno ( n = 28)
Edad (año) 13,7 ± 1,06 12,18 ± 0,86
Altura (cm) 159,1 ± 5,51 149,32 ± 8,69
Peso corporal (kg) 48,97 ± 4,56 40.15 ± 7.56
Periodo de entrenamiento (año) 3,4 ± 1,51 1.21 ± 0.6

Nota: Datos expresados ​​como la media ± DE.

Coleccion de muestra

Durante el experimento, los atletas siguieron sus regímenes dietéticos y de descanso anteriores y otros aspectos de su rutina diaria normal. El contenido del entrenamiento, la intensidad del ejercicio, la frecuencia del ejercicio y otros parámetros fueron consistentes con el régimen de entrenamiento de rutina de los atletas.

Prueba de muestra de sangre

Recolectamos muestras de 5 ml de sangre venosa (en ayunas) de los 38 atletas a una hora predeterminada por la mañana, y se tomaron muestras de 100 μL de sangre completa para medir los parámetros hematológicos en un analizador de células sanguíneas. Las muestras de sangre restantes se centrifugaron a 3000 × g durante 5 minutos. Las muestras de suero se recogieron y analizaron con un aparato de análisis bioquímico automático para determinar la hemoglobina (HGB), el nitrógeno ureico en sangre (BUN) y la creatina quinasa (CK). Luego, las muestras de suero se analizaron para determinar los índices de respuesta oxidativa (malondialdehído (MDA), superóxido dismutasa (SOD) y capacidad antioxidante total (T-AOC)) e índices inflamatorios (interleucina-1 (IL-1), interleucina-6 ( IL-6), y factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α)) usando un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas.

Análisis de secuenciación de ADNr 16S de muestras de flora intestinal

Se recogieron muestras de flora fecal de los 38 atletas de acuerdo con las especificaciones para el muestreo de heces y se almacenaron a –80 ° C. La posterior extracción de la muestra de ADN y el análisis de secuenciación de ADNr 16S se realizaron con la ayuda del Instituto de Genómica de Novagene.

análisis estadístico

Se utilizó SPSS 19.0 (IBM Corp., Armonk, NY, EE. UU.) Para el análisis estadístico. Los resultados se expresaron como la media ± DE. Las diferencias significativas entre los dos grupos se analizaron con un análisis de varianza unidireccional medido repetidamente, y el nivel de significancia se estableció en P <0.05.

Resultados

Efectos del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en los índices de rutina de jugadoras de fútbol juveniles

Hemoglobina

Después de 4 semanas, el HGB disminuyó de 134.3 ± 12.95 g / L a 124.00 ± 17.75 g / L en el grupo de control, mientras que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno disminuyó de 138.74 ± 9.38 g / L a 129.59 ± 8.57 g / L . Después de 8 semanas, el HGB aumentó de 124.00 ± 17.75 g / L a 131.6 ± 25.31 g / L en el grupo de control, mientras que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno aumentó de 129.59 ± 8.57 g / L a 139.89 ± 7.02 g / L ( Figura 2A ). La tendencia creciente y la amplitud de HGB fueron más significativas en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno ( P = 0.032).

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es MGR-8-135-g002.jpg

Cambios en HGB, BUN y CK antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno.

Nota: (A) El cambio de HGB antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno; (B) El cambio de BUN antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno; (C) El cambio de CK antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno. HGB: hemoglobina; BUN: nitrógeno ureico en sangre; CK: creatina quinasa.

Nitrógeno ureico en sangre

Después de 4 semanas, el nivel de BUN aumentó de 4,73 ± 0,88 a 4,83 ± 0,81 mM en el grupo de control, mientras que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno cambió de 5,19 ± 0,85 a 5,17 ± 1,03 mM. Después de 8 semanas, el nivel de BUN en el grupo de control continuó aumentando, de 4.83 ± 0.81 a 5.29 ± 0.97 mM, mientras que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno disminuyó de 5.17 ± 1.03 a 4.42 ± 0.95 mM ( Figura 2B ) . Hubo una diferencia más clara entre los dos grupos ( P = 0,887).

Creatina quinasa

Después de 4 semanas, la CK en el grupo de control aumentó de 157.3 ± 17.37 a 171.3 ± 31.96 UI, mientras que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno disminuyó de 149.3 ± 30.43 a 135.85 ± 24.44 UI ( Figura 2C ). Después de 8 semanas, la CK disminuyó de 171.3 ± 31.96 a 129.7 ± 30.05 UI en el grupo de control y de 135.85 ± 24.44 a 119.85 ± 29.93 UI en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno ( P = 0.061).

En comparación con HGB y BUN, CK fue más sensible a los cambios en la carga de ejercicio. Estos resultados sugieren que el tratamiento con agua rica en hidrógeno ejerció un efecto un tanto para mejorar el nivel de HGB en sangre total de los atletas.

Efectos del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en los índices de respuesta oxidativa de jugadoras de fútbol juveniles

Malondialdehído

Después de 4 semanas, la MDA en suero disminuyó de 24.77 ± 7.32 a 16.67 ± 4.19 μM en el grupo control, mientras que disminuyó de 22.39 ± 6.20 a 13.80 ± 3.33 μM en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno. Después de 8 semanas, la MDA en suero cambió de 16.67 ± 4.19 a 15.79 ± 3.07 μM en el grupo de control y de 13.80 ± 3.33 a 12.69 ± 1.94 μM en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno, observándose diferencias significativas entre los dos grupos ( P = 0,000; Figura 3A ).

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es MGR-8-135-g003.jpg

Cambios en MDA, SOD y T-AOC antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno.

Nota: (A) El cambio de MDA antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno; (B) El cambio de SOD antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno; (C) El cambio de T-AOC antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno. MDA: malondialdehído; SOD: superóxido dismutasa; T-AOC: capacidad antioxidante total.

Superóxido dismutasa

Después de 4 semanas, el nivel de SOD en suero aumentó de 10.14 ± 2.60 a 13.14 ± 2.18 U / mL en el grupo de control y de 11.09 ± 3.17 a 14.07 ± 1.91 U / mL en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno. Después de 8 semanas, el nivel de SOD en suero en el grupo de control disminuyó de 13.14 ± 2.18 a 13.01 ± 1.08 U / mL, mientras que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno disminuyó de 14.07 ± 1.91 a 13.69 ± 2.10 U / mL, con un significativo diferencias entre los dos grupos ( P = 0.027; Figura 3B ).

Capacidad antioxidante total

Después de 4 semanas, el T-AOC en suero aumentó de 0.8 ± 0.08 a 1.11 ± 0.17 μM en el grupo de control, mientras que el T-AOC en suero en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno cambió de 0.87 ± 0.11 a 1.17 ± 0.13 μM. Después de 8 semanas, T-AOC cambió de 1.17 ± 0.13 a 0.84 ± 0.09 μM en el grupo de control y de 1.17 ± 0.13 a 0.9 ± 0.13 μM en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno, con diferencias significativas entre los dos grupos ( P = 0.004, Figura 3C ).

Estos resultados sugieren que el tratamiento de agua rico en hidrógeno ejerció un efecto antioxidante.

Efectos del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en los índices inflamatorios de jugadoras de fútbol juveniles

Interleucina-1

Después de 4 semanas, el nivel de IL-1 en suero en el grupo control aumentó de 24.77 ± 7.32 a 32.56 ± 7.61 μM, y el del grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno aumentó de 24.79 ± 8.94 a 29.32 ± 7.09 μM. Después de 8 semanas, el nivel de IL-1 aumentó de 32.56 ± 7.61 a 42.94 ± 6.24 μM en el grupo de control y de 29.32 ± 7.09 μM a 34.47 ± 6.22 μM en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno, con diferencias significativas entre los dos grupos ( P = 0.002, Figura 4A ).

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es MGR-8-135-g004.jpg

Cambios en IL-1, IL-6 y TNF-α antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno.

Nota: (A) El cambio de IL-1 antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno; (B) El cambio de IL-6 antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno; (C) El cambio de TNF-α antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno. IL: interleucina; TNF-α: factor de necrosis tumoral alfa.

Interleucina-6

Después de 4 semanas, el nivel de IL-6 en suero disminuyó de 19.48 ± 2.16 a 10.53 ± 1.62 ng / L en el grupo de control y de 17.72 ± 2.1 a 8.74 ± 2.57 ng / L en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno. Después de 8 semanas, el nivel de IL-6 en suero en el grupo de control aumentó de 10.53 ± 1.62 ng / L a 24.88 ± 6.11 ng / L, mientras que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno aumentó de 8.74 ± 2.57 a 12.37 ± 3.2 ng / L, con diferencias significativas entre los dos grupos ( P = 0.000, Figura 4B ).

Factor de necrosis tumoral-α

Después de 4 semanas, el TNF-α en suero aumentó de 20.04 ± 7.99 a 60.57 ± 10.09 μM en el grupo de control y aumentó de 20.44 ± 7.75 a 49.46 ± 11.59 μM en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno. Después de 8 semanas, el TNF-α en suero aumentó de 60.57 ± 10.09 a 132.24 ± 10.46 μM en el grupo de control y de 49.46 ± 11.59 a 107.00 ± 13.89 μM en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno, con diferencias significativas entre los dos grupos ( P = 0.000, Figura 4C ).

Estos resultados sugieren que el tratamiento con agua rica en hidrógeno ejerció un efecto antiinflamatorio.

Efectos del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en los componentes de la flora intestinal de las jugadoras de fútbol juvenil

Clasificación por phylum

En las muestras recogidas de los atletas después del pretratamiento con agua rica en hidrógeno, el número de Actinobacterias en el grupo de control fue mayor que el del grupo de tratamiento, y el número de Bacteroides en el grupo de control fue ligeramente menor que en el grupo de control. grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno. Además, el número de Clostridia en el grupo de control fue ligeramente mayor que en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno. Sin embargo, no hubo diferencias significativas en el número de estos grupos bacterianos después de 2 meses de tratamiento con agua rica en hidrógeno.

Clasificación por clase

En las muestras recolectadas de los atletas después del pretratamiento con agua rica en hidrógeno, el número de Actinobacterias en el grupo de control fue mayor que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno, mientras que el número de Bacteroides en el grupo de control fue ligeramente menor que que en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno, y el número de Clostridia , Coriobacteria y Erysipelotrichia en el grupo de control fue mayor que en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno. Sin embargo, no hubo diferencias significativas en el número de estos grupos bacterianos después de 2 meses de tratamiento con agua rica en hidrógeno.

Clasificación por orden

En las muestras recolectadas de los atletas después del pretratamiento con agua rica en hidrógeno, el número de Actinobacterias en el grupo de control fue mayor que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno, mientras que el número de Bacteroides en el grupo de control fue ligeramente menor que que en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno, y los números de Clostridia y Coriobacterias en el grupo de control fueron mayores que los del grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno. El número de Erysipelotrichia en el grupo de control fue mayor que en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno, aunque esta diferencia no fue significativa. Sin embargo, no hubo diferencias significativas en el número de bacterias relacionadas después de 2 meses de tratamiento de agua rica en hidrógeno.

Clasificación por familia

En las muestras recolectadas de los atletas después del pretratamiento con agua rica en hidrógeno, el número de Acidaminococcaceae, Bacteriodaceae, Bifidobacteriaceae, Coriobacteriaceae, Desulforibrionaceae, Erysipelotrichaceae y Ruminococcaceae fue mayor que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno, observándose diferencias en el número de Bifidobacteriaceae, Ruminococcaceae, Coriobacteriaceae y Erysipelotrichaceae . No hubo diferencia en el número de Lachnospiraceae entre los dos grupos. El número de Prevotellaceae en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno fue mayor que el del grupo de control. Sin embargo, no hubo diferencias significativas en el número de estos grupos bacterianos después de 2 meses de tratamiento con agua rica en hidrógeno.

Clasificación por género

En las muestras recolectadas de los atletas después del pretratamiento con agua rica en hidrógeno, el número de Bifidobacterium y Oscillibacter en el grupo de control fue mayor que en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno, observándose una diferencia en el número de Bifidobacteriaceae . El número de Prevotella en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno fue mayor que el del grupo de control, aunque esta diferencia no fue significativa. No hubo diferencias significativas en el número de estos grupos bacterianos después de 2 meses de tratamiento con agua rica en hidrógeno.

Efectos del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en la diversidad y abundancia de la flora intestinal en jugadoras de fútbol juvenil

Se determinó el número real de unidades taxonómicas operativas (sollozos) y los índices as, chao y shannon, y luego se dibujó una curva de dilución. Los cambios registrados indicaron que los índices de sollozos, as, chao y shannon del grupo de control fueron todos más altos que los del grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno, lo que sugiere que la abundancia y diversidad de la flora intestinal en el grupo de control fueron más altas que aquellas en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno.

Después de 1 mes de tratamiento de agua rica en hidrógeno, los índices de sollozos, ace y chao fueron más altos en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno que en el grupo de control. La tendencia se invirtió ligeramente, lo que indica que la abundancia de flora intestinal fue mayor en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno que en el grupo de control. El índice shannon del grupo de tratamiento en ese momento era esencialmente el mismo que el del grupo de control, lo que indica que el tratamiento con agua rica en hidrógeno también podría mejorar la diversidad de la flora intestinal. Después de 2 meses de tratamiento con agua rica en hidrógeno, los índices de sollozos, as, chao y shannon fueron mucho más altos que los del grupo de control ( P = 0.479, P = 0.710, P = 0.369, P = 0.369). Indicando que el tratamiento con agua rica en hidrógeno puede mejorar la abundancia y diversidad de la flora intestinal ( Figura 5 ).

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es MGR-8-135-g005.jpg

Cambios en la diversidad y abundancia de la flora intestinal antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno.

Nota: (A) El cambio de sollozos antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno; (B) El cambio del índice as antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno; (C) El cambio del índice chao antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno; (D) El cambio del índice de Shannon antes y después del consumo de agua rica en hidrógeno.

Discusión

Los estudios experimentales y clínicos existentes han demostrado que los animales o los humanos solo necesitan respirar hidrógeno o beber o inyectar agua rica en hidrógeno para proteger el corazón, el cerebro, el hígado, los riñones, los pulmones y el intestino delgado de la lesión por oxidación isquémica / reperfusión o inflamatoria. después del trasplante de órganos cardíacos. 15 , 16

Los posibles efectos biológicos del hidrógeno en los deportes han llamado mucho la atención de los investigadores en ciencias del deporte. Los efectos protectores beneficiosos del agua rica en hidrógeno en el cuerpo se han confirmado gradualmente en experimentos con animales y humanos. Ostojic resumió las aplicaciones actuales del hidrógeno en el campo de los deportes, enfatizando que el hidrógeno 1) puede eliminar efectivamente una gran cantidad de radicales libres dañinos generados a través del movimiento, mejorando así la capacidad antioxidante; 2) es un agente alcalinizante efectivo en el ambiente interno que puede inhibir efectivamente la acidificación de la sangre inducida por la acumulación de ácido láctico en los deportes; y 3) es una molécula de señalización gaseosa importante que puede participar en procesos reguladores fisiológicos tales como procesos antiinflamatorios, antiapoptóticos y anti-autofagia. 17 , 18 Esta regulación no involucra la misma vía de señalización que el estrés antioxidante.

Análisis del efecto del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en los índices de rutina de jugadoras de fútbol juveniles.

HGB es uno de los indicadores clásicos que refleja el nivel de ejercicio de resistencia. El cambio de HGB después de 4 semanas fue causado por aumentos en la cantidad o intensidad de ejercicio y factores estacionales durante el entrenamiento de invierno. El nivel de HGB comenzó a aumentar gradualmente, lo que sugiere que los atletas se habían adaptado bien a la carga de entrenamiento invernal. El aumento en el nivel de HGB fue mayor en general en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno sugirió que el tratamiento de agua rico en hidrógeno a largo plazo podría ayudar a aumentar el nivel de HGB.

El nitrógeno ureico es el producto final del metabolismo de las proteínas. La participación del catabolismo proteico en el suministro de energía aumenta durante el ejercicio a largo plazo y de alta intensidad, lo que aumenta la cantidad de nitrógeno ureico en la sangre y la orina con una mayor descomposición de proteínas y aminoácidos. El cambio en el nivel de BUN de los 38 atletas aumentó ligeramente debido al entrenamiento de invierno y los factores estacionales. Después de 8 semanas, la disminución en el nivel de nitrógeno de urea en suero y el aumento en el nivel de HGB indicaron que el tratamiento a largo plazo con agua rica en hidrógeno tiene efectos beneficiosos sobre las funciones fisiológicas de los atletas.

La CK es la enzima clave en el metabolismo energético en las células del músculo esquelético, cuya actividad afecta directamente la intensidad máxima a corto plazo de la capacidad de ejercicio. Después de una carga muscular de alta intensidad, el dolor muscular y los niveles de CK en suero están altamente y positivamente correlacionados. Clarke y col. 37 encontraron que el nivel de CK en el suero de los atletas profesionales de rugby es notablemente alto. La CK es un índice importante que refleja la carga de ejercicio, particularmente la que sufre el músculo esquelético. Por lo tanto, CK podría reflejar indirectamente los niveles de lesión y reparación activa de la ultraestructura del músculo esquelético.

Después de 8 semanas, el nivel de CK en suero tanto en el control como en los grupos de tratamiento de agua ricos en hidrógeno continuó disminuyendo.

Análisis del efecto del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en la respuesta oxidativa sérica de las jugadoras de fútbol juveniles.

Tsubone y col. 19 compararon los efectos de beber agua rica en hidrógeno en los niveles de estrés oxidativo y metabolitos antioxidantes en el suero de los caballos de pura sangre británicos y descubrieron que el tratamiento con agua rica en hidrógeno tenía un efecto antioxidante beneficioso. Aoki y col. 20 realizaron estudios en jugadores de fútbol y mostraron que beber agua rica en hidrógeno durante 1 semana podría reducir la fatiga del ejercicio y la acumulación de ácido láctico después del ejercicio, pero no tuvo un efecto significativo en el índice de respuesta oxidativa.

Li y col. 21 mostraron que el agua rica en hidrógeno podría prolongar significativamente la duración del ejercicio antes del agotamiento en ratas y mejorar su capacidad de ejercicio, lo que indica un efecto antifatiga significativo. Zhao y Zhang 22 mostraron que la suplementación de agua rica en hidrógeno en diferentes momentos antes, durante y después del ejercicio ejerció efectos protectores significativos contra las lesiones por estrés oxidativo en los atletas de natación durante el ejercicio de alta intensidad. Esta suplementación de agua rica en hidrógeno puede reducir la producción de radicales libres excesivos y mejorar la actividad de las enzimas antioxidantes y la capacidad antioxidante del cuerpo, promoviendo así la recuperación física después del ejercicio de alta intensidad. Hu y Zhang 23 mostraron que el entrenamiento intermitente de alta intensidad aumenta la concentración de O 2  , • OH y H 2 O 2 . El agua rica en hidrógeno puede mejorar significativamente la inhibición del cuerpo de O 2  y • OH, mostrando una mayor tasa de inhibición de • OH, reflejando completamente su efecto antioxidante selectivo. Li y col. 24 descubrieron que el tratamiento con agua rica en hidrógeno podría reducir efectivamente la lesión por estrés oxidativo inducida en el músculo esquelético por el ejercicio intenso mientras mejora la ultraestructura muscular. Wang y col. 25 informaron que el tratamiento con agua rica en hidrógeno podría regular la expresión de SIRT3, mejorar la actividad de las enzimas antioxidantes y reducir la respuesta inflamatoria después del ejercicio centrífugo.

La MDA es uno de los indicadores clásicos que refleja el nivel de peroxidación lipídica. Después de 8 semanas, la diferencia de MDA en suero entre los dos grupos fue significativa, sugirió que el tratamiento a largo plazo con agua rica en hidrógeno ejerce un efecto antioxidante.

La SOD es uno de los indicadores clásicos que refleja la capacidad antioxidante de eliminación de radicales libres. Los niveles de SOD de los grupos de control y de tratamiento de agua rica en hidrógeno aumentaron ligeramente después de 4 semanas. Y el nivel medio de SOD en suero del grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno fue consistentemente más alto que el grupo de control después de 8 semanas.

Las sustancias antioxidantes séricas se pueden dividir en el sistema antioxidante enzimático y el sistema antioxidante no enzimático. El sistema antioxidante enzimático involucra principalmente sustancias como SOD, glutatión peroxidasa, glutatión reductasa y catalasa. El sistema antioxidante no enzimático involucra principalmente sustancias solubles en agua, como vitamina C, bilirrubina, vitamina E liposoluble, coenzima Q, carotenoides y antioxidantes flavonoides. En términos de su función, las sustancias antioxidantes del suero se pueden dividir en tres tipos: antioxidantes preventivos; antioxidantes de tipo captura; y reparación y regeneración de antioxidantes. La capacidad antioxidante total representa la suma de las sustancias y funciones anteriores.

Los cambios observados en el T-AOC en suero sugirieron que 4 semanas de tratamiento con agua rica en hidrógeno del grupo mejoraron la capacidad de eliminación de radicales libres de los antioxidantes. Estos resultados sugieren que el tratamiento a largo plazo con agua rica en hidrógeno ejerce un efecto antioxidante.

Análisis del efecto del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en los índices inflamatorios séricos de futbolistas juveniles.

Los factores inflamatorios aumentarán y la inflamación se intensificará durante el ejercicio debido al aumento en el consumo de energía, los radicales libres y la intensificación del estrés oxidativo. Sin embargo, hay tres mecanismos antiinflamatorios que pueden desplegarse durante el ejercicio. 1) El ejercicio puede aumentar el consumo de energía, lo que reduce el volumen de grasa visceral y alivia la infiltración de grasa en los linfocitos inflamatorios. 2) El ejercicio puede aumentar efectivamente la producción y liberación de citocinas antiinflamatorias derivadas de los músculos durante la contracción del músculo esquelético; El músculo esquelético representa el 35-45% del peso corporal total, y no se pueden ignorar los efectos reguladores de este importante órgano endocrino en la homeostasis humana. 3) El ejercicio puede reducir eficazmente la expresión del receptor tipo toll en la superficie de la membrana de los monocitos y macrófagos, lo que puede conducir a una disminución de la respuesta aguas abajo, incluida una menor secreción de agentes inflamatorios, una disminución de la expresión de complejos de compatibilidad en los órganos principales y una disminución de Mecules estimulantes. 26 , 27 Estos tres efectos pueden garantizar que los niveles de factores de agentes inflamatorios en atletas que participan en ejercicio extenuante no aumenten e incluso disminuyan. Sin embargo, el efecto del estrés oxidativo en el cuerpo no se debilitará. Después de 8 semanas de tratamiento con agua rica en hidrógeno, los niveles de IL-1, IL-6 y TNF-α en el grupo de tratamiento de agua rica en hidrógeno fueron más bajos que los del grupo de control y con diferencias significativas entre los dos grupos. En comparación con los cambios mencionados anteriormente en los índices de estrés oxidativo, el tratamiento a largo plazo con agua rica en hidrógeno mostró un efecto antiinflamatorio más fuerte además de un efecto antioxidante.

Análisis del efecto del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en los componentes de la flora intestinal de las jugadoras de fútbol juveniles.

El análisis de los componentes estructurales de la flora intestinal en diferentes niveles de clasificación en los dos grupos mostró algunas diferencias entre los dos grupos en diferentes etapas del experimento. Sin embargo, no hubo cambios significativos en los componentes estructurales de la flora entre los dos grupos en términos de la respuesta oxidativa y el efecto antiinflamatorio. Estos resultados sugieren que dos meses de tratamiento con agua rica en hidrógeno no cambiaron significativamente los componentes estructurales de la flora intestinal de las jugadoras de fútbol juveniles. Las diferencias en la composición de la flora entre los dos grupos son un resultado esperado de las diferencias en la edad, particularmente con respecto al número de años de entrenamiento.

En 2007, Ohsawa et al. 10 sugirieron que la actividad antioxidante selectiva del agua rica en hidrógeno, y particularmente su eliminación selectiva de • OH, es superior a la de los antioxidantes tradicionales, mientras que su capacidad antioxidante general es mucho menor que la de los antioxidantes tradicionales. Por lo tanto, el efecto de 2 meses de tratamiento con agua rica en hidrógeno en la regulación de la flora intestinal también fue mucho menor que el de los suplementos establecidos como el resveratrol, la fibra dietética antioxidante de la uva, los suplementos de selenio, la antocianina y los polifenoles de la cáscara de granada. 28 , 29 , 30 , 31 , 32 , 33

Análisis del efecto del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno en la diversidad y abundancia de la flora intestinal en jugadoras de fútbol juvenil

Como sistema microecológico complejo y variable, la flora intestinal sufre cambios constantes en su equilibrio dinámico. La riqueza y diversidad de sus componentes son indicadores importantes de la salud de este sistema ecológico. 34 La riqueza de la flora intestinal en pacientes con trastorno inflamatorio intestinal disminuye en personas mayores y obesas. 35 Le Chatelier y col. 36 compararon la composición de la flora intestinal de 123 daneses no obesos y 169 obesos y descubrieron que la riqueza de la flora intestinal de estos dos grupos difería, al igual que la cantidad de genes en su flora intestinal. Se descubrió que las personas con una riqueza de flora intestinal más baja exhibían características de obesidad más significativas, resistencia a la insulina y trastornos metabólicos lipídicos, así como fenotipos inflamatorios más graves. 35 , 36

Como un factor estresante fuerte, el entrenamiento deportivo profesional a largo plazo y de alta intensidad finalmente tiene un impacto correspondiente en la flora intestinal. Clarke y col. 37 encontraron que los atletas profesionales de rugby exhibieron una flora intestinal más abundante en sus intestinos en comparación con los grupos de control de individuos con un índice de masa corporal (IMC) <25 o IMC> 28. En las muestras de los atletas profesionales de rugby, el total de microorganismos identificados provino de 22 phyla, 68 familias y 113 géneros. En el grupo de control con un IMC <25, se detectaron un total de 11 filos, 33 familias y 65 géneros de microorganismos, mientras que los microorganismos en el grupo de control con un IMC> 28 provenían de 9 filos, 33 familias y 61 géneros. . La riqueza y diversidad de la flora intestinal fue más baja en individuos obesos, mientras que los atletas profesionales exhibieron los niveles más altos de riqueza y diversidad.

Antes del tratamiento con agua rica en hidrógeno, la riqueza y diversidad de la flora intestinal era mayor en el grupo de control (3,4 ± 1,51 años de entrenamiento) que en el grupo de tratamiento (1,21 ± 0,6 años de entrenamiento), y el período de entrenamiento fue el factor principal que conduce a esta diferencia. Las personas que tuvieron un período de entrenamiento más largo exhibieron una mayor riqueza y diversidad en su flora intestinal; Esta tendencia es consistente con los resultados de Clarke et al. 37

Después de 4 semanas de tratamiento con agua rica en hidrógeno, la tendencia se invirtió ligeramente. La riqueza y diversidad de la flora intestinal fue mayor en los atletas que tuvieron un período de entrenamiento más corto que aquellos que tuvieron un período de entrenamiento más largo. Este hallazgo indicó que beber agua rica en hidrógeno durante un largo período de tiempo puede desempeñar un papel importante en la mejora de la riqueza y diversidad de la flora intestinal. Al mismo tiempo, los niveles séricos de MDA, IL-1, IL-6 y TNF-α disminuyeron en el grupo de tratamiento, y el nivel de SOD, T-AOC aumentó. Dichos cambios están estrechamente relacionados con los cambios en la riqueza y diversidad de la flora intestinal.

Después de 8 semanas de tratamiento con agua rica en hidrógeno, la riqueza y diversidad de la flora intestinal fue aún mayor en los atletas que tuvieron un período de entrenamiento más corto que en las personas de control que tuvieron un entrenamiento más largo. Además, los niveles séricos de MDA, IL-1, IL-6 y TNF-α disminuyeron, y los niveles de HGB SOD, T-AOC aumentaron en varios grados en el grupo de tratamiento de agua rico en hidrógeno. La tendencia de cambios favorables de los índices de función motora, el índice de respuesta oxidativa y los índices de factores inflamatorios fueron casi consistentes con los cambios en la riqueza y diversidad de la flora intestinal.

Los resultados anteriores mostraron que el consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno no solo ejerce ciertos efectos antioxidantes y antiinflamatorios, sino que también mejora la diversidad y abundancia de la flora intestinal de los sujetos.

Med Gas Res . 2018 octubre-diciembre; 8 (4): 135–143.
Publicado en línea el 9 de enero de 2019 doi: 10.4103 / 2045-9912.248263
PMCID: PMC6352569
PMID: 30713665
Efectos del consumo a largo plazo de agua rica en hidrógeno sobre la actividad antioxidante y la flora intestinal en jugadoras de fútbol juvenil de Suzhou, China
Ji-Bin Sha , 1, 2 Shuang-Shuang Zhang , 1, 6 Yi-Ming Lu , 1 Wen-Jing Gong , 1 Xiao-Ping Jiang , 3 Jian-Jun Wang , 3 Tong-Ling Qiao , 4 Hong-Hong Zhang , 4 Min-Qian Zhao , 3 Da-Peng Wang , 3 Hua Xia , 4 Zhong-Wei Li , 5 Jian-Liang Chen , 5 Lin Zhang , PhD, 6, * y Cheng-Gang Zhang , PhD 1, *

Notas al pie

Financiación: El estudio fue apoyado por el Proyecto Nacional de Investigación Básica de China (Programa 973), No. 2012CB518200 (para ZCG), el Programa General de la Fundación de Ciencias Naturales de China, No. 81371232, 81573251 (para ZCG), y Programas clave especiales para ciencia y tecnología de China, No. 2012ZX09102301-016 y 2014ZX09J14107-05B (a ZCG).

Conflictos de interés

No hay conflicto de interes.

Soporte financiero

El estudio fue apoyado por el Proyecto Nacional de Investigación Básica de China (Programa 973), No. 2012CB518200, el Programa General de la Fundación de Ciencias Naturales de China, No. 81371232, 81573251, y los Programas Claves Especiales para Ciencia y Tecnología de China, No. 2012ZX09102301-016, 2014ZX09J14107-05B.

Declaración de la junta de revisión institucional

La aprobación de la junta de revisión institucional de Suzhou Sports School se obtuvo para este estudio.

Declaración de consentimiento del participante

Los autores certifican que han obtenido los formularios de consentimiento de los participantes. En el formulario, los participantes han dado su consentimiento para que sus imágenes y otra información clínica sean reportadas en la revista. Los participantes entienden que sus nombres e iniciales no se publicarán y se harán los esfuerzos necesarios para ocultar su identidad, pero no se puede garantizar el anonimato.

Declaración informativa

Este estudio sigue las pautas de los estándares consolidados de informes de ensayos (CONSORT).

Declaración de bioestadística

Los métodos estadísticos de este estudio fueron revisados ​​por el bioestadístico del Laboratorio Estatal de Proteómica, Centro de Investigación de Salud Mental y Cognitiva, Beijing, China.

Acuerdo de licencia de copyright

El Acuerdo de licencia de copyright ha sido firmado por todos los autores antes de su publicación.

Declaración de intercambio de datos

Los conjuntos de datos analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

Control de plagio

Comprobado dos veces por iThenticate.

Revisión por pares

Revisado por pares externamente.

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Los artículos de Medical Gas Research se proporcionan aquí por cortesía de Wolters Kluwer – Medknow Publications

agua  hidrógenada para pacientes con úlcera por presión y sus efectos reconstructivos sobre las células normales de la piel

 

Fondo

La úlcera por presión (PU) es común en pacientes ancianos inmóviles, y hay algunos trabajos de investigación para investigar un método preventivo y curativo, pero no para encontrar la efectividad suficiente. El objetivo de este estudio es aclarar la efectividad clínica en la curación de heridas en pacientes con PU mediante la ingesta de agua disuelta con hidrógeno / agua hidrógenada (HW) a través de alimentación por sonda (TF). Además, se examinaron in vitro los fibroblastos dérmicos humanos normales OUMS-36 y los queratinocitos HaCaT de la línea celular derivada de epidermis humana normal para explorar los mecanismos relacionados con si el hidrógeno desempeña un papel en la cicatrización de heridas a nivel celular.

Métodos

Veintidós pacientes japoneses ancianos hospitalizados severamente con PU fueron reclutados en el presente estudio, y sus edades oscilaban entre 71.0 y 101.0 (86.7 ± 8.2) años, 12 pacientes masculinos y 10 femeninos, todos con trastorno alimentario y síndrome postrado en cama como el Resultados secundarios de varias enfermedades subyacentes. Todos los pacientes recibieron tratamientos de rutina para PU en combinación con la ingesta de HW / agua hidrógenada a través de TF por 600 ml por día, en lugar de la reposición parcial de humedad. Por otro lado, HW / agua hidrógenada se preparó con un aparato de burbujeo de hidrógeno que produce HW / agua hidrógenada con 0.8-1.3 ppm de concentración de hidrógeno disuelto (DH) y -602 mV a -583 mV de potencial de oxidación-reducción (ORP), en contraste con el reverso agua osmótica ultrapura (RW), como referencia, con DH de <0.018 ppm y ORP de +184 mV para uso en la investigación experimental in vitro . En experimentos in vitro , los fibroblastos OUMS-36 y los queratinocitos HaCaT se cultivaron respectivamente en medio preparado con HW / agua hidrógenada y / o RW. Immunostain se utilizó para detectar la reconstrucción de colágeno tipo I en células OUMS-36. Y las especies de oxígeno reactivo intracelular (ROS) se cuantificaron mediante el ensayo NBT, y la viabilidad celular de las células HaCaT se examinó mediante el ensayo WST-1, respectivamente.

Resultados

Veintidós pacientes fueron divididos retrospectivamente en un grupo efectivo (EG, n = 12) y un grupo menos efectivo (LG, n = 10) de acuerdo con los resultados de la evaluación del criterio de valoración y los criterios de curación. Los días de hospitalización PU en EG fueron significativamente más cortos que en LG (113,3 días frente a 155,4 días, p <0,05), y la tasa de acortamiento fue aproximadamente del 28,1%. Ya sea en EG o en LG, los cambios reductores (EG: 91.4%; LG: 48.6%) del tamaño de la herida representaron una diferencia estadísticamente significativa versus antes de la ingesta de HW / agua hidrógenada ( p <0.05, p <0.001). Los datos in vitro demuestran que las ROS intracelulares cuantificadas por el ensayo NBT disminuyeron por HW / agua hidrógenada , pero no por RW, en células HaCaT irradiadas con ultravioleta-A (UVA). La condensación nuclear y la fragmentación habían ocurrido para las células HaCaT irradiadas con UVA en RW, pero apenas ocurrieron en HW / agua hidrógenada como lo demostró la tinción Hoechst 33342. Además, bajo irradiación UVA, la capacidad de reducción mitocondrial de las células HaCaT o la construcción de colágeno tipo I en células OUMS-36 se deterioraron en medio de cultivo preparado con RW, pero se retuvieron en medio de cultivo preparado con HW como se muestra por WST-1 ensayo o inmunostain, respectivamente.

Conclusiones

La ingesta de HW / agua hidrógenada  a través de TF se demostró, para pacientes ancianos gravemente hospitalizados con PU, para ejecutar la reducción del tamaño de la herida y la recuperación temprana, que se deriva de la construcción de colágeno tipo I en fibroblastos dérmicos o la capacidad reductora mitocondrial promovida y la represión de ROS en los queratinocitos epidérmicos mostrado por inmunostain o NBT y WST-1 ensayos, respectivamente.

Introducción

La PU es común en los ancianos inmóviles u otros pacientes inmóviles que padecen enfermedades como lesión de la médula espinal, esclerosis lateral amiotrófica, esclerosis múltiple y distrofia muscular, etc. Además, los pacientes postrados en cama ancianos y débiles pertenecen a una población de alto riesgo de PU [ 1] ] Se estima que hay más de un millón de personas mayores que sufren de la peculiaridad de la piel y se enfrentan a los factores de riesgo de PU en los Estados Unidos [ 2 ]. Fundamentalmente, generalmente se señala que los gastos sociales, psicológicos y financieros para PU son inconmensurables, los pacientes y sus familias, así como los proveedores de atención médica, siempre están recibiendo la tensión mental [ 3 ].

Para PU, es una tarea de investigación primaria explorar un método preventivo y curativo barato pero efectivo. Aunque se han desarrollado varios métodos de prevención y tratamiento, están lejos de ser lo suficientemente exitosos. Aunque ligeramente retrasados, se observa que los estudios básicos proceden de manera constante del mismo modo que el estudio clínico. Como estudios básicos para la cicatrización de heridas, muchos investigadores se centran en proteínas para la construcción de la piel como el colágeno, la elastina, la laminina y la fibronectina, y en la actividad metabólica y la capacidad de proliferación de los fibroblastos dérmicos [ 4 , 5 ].

En relación con este asunto, hemos confirmado el hecho de que HW / agua hidrógenada , como uso externo para la piel, puede promover la construcción del colágeno tipo I en las células fibroblásticas de la dermis [ 6 – 8 ]. Preparamos HW / agua hidrógenada con un aparato de burbujeo de hidrógeno, exhibieron un DH de 1.13 ppm y un ORP de -741 mV, en contraste un DH de <0.01 ppm y un ORP de +150 mV para agua normal [ 6 ]. Simultáneamente, se cultivaron fibroblastos dérmicos humanos normales OUMS-36 y queratinocitos humanos derivados de epidermis HaCaT usando un inmunostain, además, se realizaron tinciones WST-8 y DAPI para examinar los efectos citoprotectores de HW / agua hidrógenada contra la irradiación de rayos UVA. Seis sujetos japoneses se inscribieron en un ensayo de baño HW / agua hidrógenada  (DH, 0.2-0.4 ppm) todos los días durante 3 meses. Los resultados obtenidos mostraron que el baño de HW / agua hidrógenada mejoró significativamente las arrugas en la parte posterior del cuello en cuatro sujetos en el día 90 en comparación con el día 0. Por lo tanto, se logró la conclusión, en la que HW / agua hidrógenada puede servir como una rutina diaria de cuidado de la piel para reprimir los rayos UVA. daños cutáneos inducidos por la captación de ROS y la promoción de la síntesis de colágeno tipo I en la dermis. Por otro lado, muchos estudios de investigación básica demostraron que HW / agua hidrógenada se aplica ampliamente a diversas enfermedades, como una ingesta oral para la absorción a través del tracto gastrointestinal [ 9 – 14 ]. Obviamente, las investigaciones sugieren que, ya sea que se use un tipo de tratamiento de baño o de ingesta oral, HW / agua hidrógenada sigue siendo un método eficaz para reparar la piel y eliminar las ROS [ 15 – 17 ].

Teorizamos que un tratamiento de atención de rutina en combinación con la ingesta de HW / agua hidrógenada a través de TF para pacientes con PU puede mejorar la cicatrización de heridas y mantener una mejor condición de salud que antes. El propósito de este estudio es aclarar la efectividad clínica de la curación de heridas para pacientes con PU mediante una ingesta de HW / agua hidrógenada  a través de TF. Además, se examinaron las células OUMS-36 y las células HaCaT para analizar los mecanismos relacionados con si el hidrógeno desempeña un papel en la cicatrización de heridas a nivel celular, in vitro .

Métodos

Materiales clínicos

Pacientes

Los datos de registros médicos que se analizaron para este estudio se obtuvieron de 22 pacientes japoneses ancianos con PU que fueron hospitalizados e institucionalizados en el Hospital Kobayashi, Ciudad de Fukuyama, Prefectura de Hiroshima, Japón, que es un hospital general adjunto a una atención mixta a largo plazo. instalaciones. Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Hospital Kobayashi.

Las edades de los pacientes con PU que tratamos en este estudio oscilaron entre 71.0 y 101.0 (86.7 ± 8.2) años, y diez pacientes eran mujeres. En el momento de la admisión, habían sufrido una o múltiples enfermedades y complicaciones, y casi todos eran personas mayores postradas en cama con un alto riesgo de desarrollar PU, y todos ellos no podían comer sin la ayuda de otras personas. En el momento del ingreso o durante la hospitalización, todos los pacientes habían aparecido o aparecían gradualmente síntomas de PU.

Los tipos de enfermedades y complicaciones en estos pacientes, no solo incluían el trastorno alimentario, sino que el 90% también mostraban la prevalencia de estar en el período de edad avanzada, y el 100% tenían movilidad reducida. Sin embargo, debe enfatizarse que la incidencia de PU de nuevo inicio en el Hospital Kobayashi permaneció aproximadamente 2.10% en 2010-2011, persistió en un nivel bajo. Porque se informó que la incidencia promedio de PU fue del 2,43% en una encuesta nacional realizada por la Sociedad Japonesa de Úlceras por Presión [ 18 ].

Veintidós pacientes fueron agrupados retrospectivamente en EG (grupo efectivo, n = 12) y LG (grupo menos efectivo, n = 10) de acuerdo con los resultados de la evaluación de punto final y los criterios de curación. Se analizaron los detalles con respecto al alta hospitalaria para determinar si se curaba o no, y se resumieron los datos de referencia (Tabla 1 ). En el procesamiento de datos, los resultados de todos los pacientes se clasificaron como estadio I-IV de acuerdo con la Guía en 2009 de EPUAP (Panel Consultivo Europeo sobre Úlceras por Presión) y NPUAP (Panel Consultivo Nacional sobre Úlceras por Presión) que se utiliza como evaluación de la gravedad de la UP. Casualmente, todos los pacientes en este estudio pertenecían al estadio II o III.

Tabla 1 Características de los datos basales de pacientes con PU en dos grupos

Tratamientos de atención clínica

Tratamiento de atención de rutina hospitalizado.

El tratamiento se centró en evitar que la PU empeore y en restaurar una piel sana. De acuerdo con los tratamientos de cuidado de rutina para todos los pacientes, se seleccionaron terapias no quirúrgicas, como ungüento, vendaje de gasa, envoltura y almohadilla para la cama después del lavado por desinfección con agua ácida. El cuidado de la piel, el alivio de la presión y el soporte nutricional se utilizaron agresivamente como parte de este tratamiento de atención [ 1 , 3 ]. Los principales pasos de atención para tratar la PU incluyen:

  1. a.Manejo de la carga de tejido.
  2. segundo.Mantener el área de la úlcera limpia y cubierta, y no dejar que se seque.
  3. do.La posición del cuerpo cambia al menos cada 2 horas si el paciente está confinado en una cama, o cada 15 minutos si está sentado en una silla de ruedas.
  4. re.Para lograr un balance nutricional positivo de nitrógeno, el paciente consume por TF aproximadamente 30 a 35 calorías por kg por día y 1.25 a 1.50 g de proteína por kg por día.

Preparación para HW / agua hidrógenada

HW se preparó con un aparato de burbujeo de hidrógeno que consiste principalmente en una sección de suministro de agua para fabricar RW con menos 0.018 ppm de DH y +184 mV de ORP, y HW/ agua hidrógenada con 0.8-1.3 ppm de DH y −602 mV a −583 mV de ORP. Para comparar HW / agua hidrógenada  con RW, los parámetros característicos del agua se midieron con las diferentes velocidades de dilución (Tabla 2 , Figuras 1 y 2 ). Debe enfatizarse que algunos indicadores característicos estables y las propiedades de inocuidad e inocuidad del agua de hidrógeno se obtuvieron de varios experimentos separados in vivo y humanos que hemos informado [ 19 – 23 ]. Mientras tanto, a través de la alimentación por sonda, los pacientes con PU fueron obligados a tomar HW / agua hidrógenada  de 600 ml por día, en la mañana y en la tarde durante aproximadamente una hora, respectivamente, inmediatamente después de que se fabricara HW / agua hidrógenada  cada vez.

Tabla 2 Parámetros característicos obtenidos del agua disuelta con hidrógeno frente al agua ultrapura osmótica invertida
Figura 1
Figura 1

Resultados de la medición de la dilución de HW / agua hidrógenada  con RW. Las tasas de dilución se muestran en la Figura 1 . Las Figuras 1 – ay – b muestran las tendencias cada vez mayores en OD (concentración de oxígeno disuelto) y ORP (potencial de oxidación-reducción). Mientras tanto, como se muestra en las Figuras 1 – c y – d , DH (concentración de hidrógeno disuelto) muestra la tendencia cada vez menor que indica que el hidrógeno disuelto en el agua de hidrógeno se evaporó lentamente al mezclarlo con agua normal normal. Por otro lado, tanto HW / agua hidrógenada como RW han mantenido el rango de temperatura de 23.2-24.1 ° C y pH 7.37-7.48 sin importar una tasa de dilución de 1 a 11 veces.

Figura 2
Figura 2

Un aparato para fabricar agua disuelta con hidrógeno y comparar el agua disuelta con hidrógeno con agua del grifo desde el punto de vista de sus distribuciones de partículas de burbujas detectadas con un contador de partículas de aerosol. Figura 2 – a : La tasa de volumen de las burbujas del tamaño indicado frente al volumen total de burbujas en el agua del grifo (que trata de la decloración) se analizó mediante un contador de partículas de aerosol (Beckmann-Coulter, Delsa Nano S). 2- a-1 y a-2 : las partículas de microburbujas con diámetros superiores a 3 μm en agua corriente se habían ocupado más del 50% en el histograma. Además, se detectaron cinco parámetros de propiedades del agua de la muestra de agua de la siguiente manera. DH: 0.025 ppm, DO: 8.6 ppm, ORP: +250 mV, pH: 7.30, concentraciones de iones de cloro: 0.015 ppm. 2- b : Las distribuciones de partículas de burbujas en agua disuelta con hidrógeno se analizaron mediante un contador de partículas de aerosol (Beckmann-Coulter, Delsa Nano S). 2- b-1 : las partículas de nanoburbujeo del agua disuelta en hidrógeno eran abundantes y, en contraste, las partículas de microburbujas de más de 3 μm eran escasas. 2- b-2 : las partículas de nanoburbujas con un diámetro inferior a 1 μm tienen una mayor ocupación que una de las partículas de microburbujas. 2- c : Una vista esquemática de un aparato (Propuesta No. 2005–177724, Patente de Japón) para fabricar agua disuelta con hidrógeno. El mecanismo significa que los volúmenes mínimos de gotas de tamaño nano se producen para maximizar sus áreas de superficie, por lo que un gas de hidrógeno de alta presión se incorporó fuertemente en las gotas en el interior. A propósito, el tanque incluye una boquilla de chorro y un tubo guía de gas hidrógeno que se hizo con el dispositivo convencional. Las principales partes accesorias y sus índices son los siguientes: 1. Sección de gases de escape , 0.01 Mpa; 2. Sección de suministro de agua , 0.3 Mpa, 1 lote = 15 L / 8 min; 3. Sección de suministro de gas hidrógeno , 0.9 Mpa, 0.55 L / min; 4. Sección de salida de agua disuelta con hidrógeno ; 5. Partículas diminutas de pórfido de cuarzo de sílice ; 6. Boquilla de chorro de hidrógeno con filtro microporoso , donde el diámetro de poro es de 6.1 μm.

Evaluaciones clinicas

Los índices de evaluación de los efectos terapéuticos clínicos en la PU consistieron en los días de hospitalización, el tamaño de la herida, las clasificaciones de la etapa de la PU y la calificación DESIGN.

Días hospitalizados

Debido a que el aumento de la duración de la hospitalización es un índice importante para un paciente de PU de calidad de vida (QOL), se contaron los días desde el ingreso hasta el alta de veintidós pacientes.

Tamaño de la herida

Para obtener información objetiva precisa y monitorear el grado de curación de la herida, el personal de atención médica midió el tamaño, la profundidad y el área [ 24 ], utilizó fotografías y diagramas para registrar la forma y el contorno de la herida.

Clasificaciones de etapas PU

De acuerdo con una conocida Guía del Panel establecida por EPUAP y NPUAP en 2009 [ 3 ], la etapa II incluye el grosor parcial para la pérdida de piel con epidermis, dermis o ambas. La úlcera es superficial y se presenta clínicamente como una abrasión o ampolla, pero no es más profunda que la dermis. Por otro lado, la etapa III involucra la profundidad total de la piel y puede extenderse a la capa de tejido subcutáneo que tiene un suministro de sangre relativamente pobre y puede ser difícil de curar [ 25 , 26 ].

DISEÑO

DISEÑO fue una herramienta de evaluación absoluta y se consumió como un indicador clínico para evaluar la calidad de la atención médica. Pero, su puntaje no se pudo comparar con la gravedad de la UPP entre diferentes pacientes y sus diversas úlceras. Debido a esto, el DESIGN-rating fue inventado para usarlo como una evaluación simple y fácil de PU [ 27 , 28 ]. En nuestro estudio, el personal de atención médica registró el puntaje de calificación DESIGN de ​​cada paciente, al menos una vez al mes.

Experimentos in vitro

materiales y métodos

Células fibroblásticas dérmicas humanas normales OUMS-36

Las células OUMS-36 se cultivaron durante 18 horas en medio de Eagle modificado por Dulbecco preparado por HW / agua hidrógenada  o RW (DMEM; Nissui Pharmaceutical Co. Ltd., Tokio) suplementado con 10% de FCS (suero de ternera fetal) (GIBCO) en una incubadora de CO2 . debe mantenerse a 37 ° C y pH 7.1-7.4 en una atmósfera humedecida con 5% de CO 2 . El medio gastado se reemplazó por el medio de cultivo fresco preparado con HW / agua hidrógenada  o RW, y se irradió de inmediato con rayos UVA a dosis de 12 o 18 J / cm2, correspondiente al rango de dosis normal para la vida diaria humana. Las células resultantes se tiñeron para los núcleos con diclorhidrato de 4 ‘, 6-diamidino-2-fenilindol (DAPI, Ultracruz Mounting Medium, sc-24941, Santa Cruz Biotechnology Inc., Santa Cruz, CA), y se observaron colágenos de tipo I reconstrucción mediante inmunostención utilizando el primer anticuerpo dirigido contra colágeno de tipo I y el anticuerpo secundario conjugado con FITC (isotiocianato de fluoresceína), como se observa con un microscopio de fluorescencia (ECLIPSE E600, Nikon Corp., Tokio) como se describió anteriormente [ 6 ].

Queratinocitos normales derivados de la epidermis humana HaCaT

Las células HaCaT se cultivaron de manera similar en DMEM preparada con HW / agua hidrógenada  o RW suplementada con FCS al 10% (GIBCO), e irradiada de forma similar con UVA. Las células resultantes se examinaron para determinar la viabilidad celular mediante métodos WST-1 usando (fenil) -5- (2-disulfofenil) -2H-tetrazolio, sal monosódica como indicador redox, y para ROS tales como radicales anión superóxido por NBT (azul nitro tetrazorio) como se describió anteriormente [ 6 ].

análisis estadístico

Ya sea en un estudio clínico o en una investigación in vitro , se utilizó la prueba t de Student para comparar la diferencia de medias ± DE entre los grupos de control y tratados utilizando un software Microsoft Office Excel 2010 (Microsoft, Albuquerque, NM, EE. UU.) O un paquete de software SPSS 11.0 (SPSS inc., Chicago, IL, EE. UU.) Para Windows. Se consideró que un valor p inferior a 0,05 era estadísticamente significativo.

Resultados

Los resultados clínicos de los tratamientos de atención de rutina en combinación con HW / agua hidrógenada  a través de TF

Los días de hospitalización y la calificación de DISEÑO de PU

Para los pacientes con PU, los días de hospitalización en EG fueron significativamente más cortos que en LG (113,3 días frente a 155,4 días, p <0,05), y la tasa de reducción de PU fue aproximadamente del 28,1% (Figura 3 -a). Del mismo modo, la calificación de DISEÑO en EG también se redujo al comparar el inicio con el punto final (tasas de 11.5 versus tasas de 14.3, p <0.05) entre las evaluaciones previas y posteriores, incluidas ambas en el inicio (evaluación en el tiempo inicial, en el día del ingreso al hospital) y en el punto final (evaluación en la última vez, en el día del alta hospitalaria o el día de la muerte). En LG, no se observó significación estadística, en la calificación DESIGN indicativa del grado de severidad para PU, entre ambos (Figura 3 -b).

figura 3
figura 3

Comparación de los efectos clínicos de PU para los días de hospitalización y la calificación DESIGN en el grupo efectivo y en el grupo menos efectivo. Figura 3 – a muestra que el período para los días de hospitalización PU en EG fue significativamente más corto que en LG. La Figura 3 – b indica que la calificación de DISEÑO en EG disminuyó para comparar el inicio con el punto final. Se realizaron evaluaciones previas y posteriores, donde se incluyeron el inicio y el punto final. Todos los valores se comparan estadísticamente. El análisis estadístico se realizó utilizando la prueba t de Student, y las diferencias significativas se definen como p <0.05. Los datos se presentan como las medias con la desviación estándar (± SD, indicada por la barra vertical). p <0,05.

Resultados del tamaño de la herida en dos grupos.

La medición de heridas es un medio importante para conocer los grados de PU, y su método de medición se demostró en la Figura 4 -a (Figura 4 -a). Ya sea en EG o en LG, los cambios reductores (EG: 91.4%; LG: 48.6%) de los tamaños de las heridas representan una diferencia estadísticamente significativa ( p <0.05, p <0.001). De manera similar, también se observa una diferencia significativa entre los grupos EG y LG ( p <0.05) (Figura 4 -b).

Figura 4
Figura 4

Métodos de medición del tamaño de la herida y resultados del tamaño de la herida en el cambio reductor del tamaño de la herida entre ambos grupos. Figura 4 – a muestra el método de medición de heridas. Como protocolo, inicialmente, mida la mayor longitud a lo largo de la dirección axial (cabeza a los pies), y luego el mayor ancho a lo largo de la dirección transversal (de lado a lado) usando una regla de centímetros. Finalmente multiplique distancias de largo y ancho para obtener una estimación del área de superficie en centímetros cuadrados (cm 2 ). La Figura 4 – b indica una diferencia estadísticamente significativa al cambio reductor del tamaño de la herida en dos grupos. Algunos pacientes tenían múltiples ubicaciones para PU. Los valores se comparan estadísticamente. Prueba t de Student, * p <0.05, *** p <0.001.

Expresión de varios índices de evaluación de PU forzando tanto en la etapa II como en la etapa III

Para observar los efectos clínicos en muchos aspectos, incluidos los días de hospitalización, la calificación de DISEÑO y el tamaño de la herida, EG y LG se subdividieron en cuatro subgrupos según las clasificaciones de las etapas de PU (ver Métodos (3) -3 ). Como resultado, en la etapa II, un período de días de hospitalización en EG se mostró significativamente más corto que en LG (87.5 días frente a 387.0 días, p <0.001). Contrariamente a esto, en dos grupos, no hubo significación estadística para los días hospitalizados en el estadio III (Figura 5 -a) debido a enfermedades distintas de la PU. Además, en EG, la calificación de DISEÑO obtenida de los subgrupos de estadio II y estadio III representaba una diferencia estadísticamente significativa ( p <0.05) (Figura 5 -b). Mientras tanto, la disminución del tamaño de la herida dentro de los subgrupos de estadio II y estadio III presenta diferencias estadísticas (Figura 5 -c). En conclusión, las úlceras de EG en estadio II y III se curaron más rápido y más eficazmente que las de LG.

Figura 5
Figura 5

Expresión de varios índices de evaluación de PU forzando tanto en la etapa II como en la etapa III. Las Figuras 5 – a – c implican diferencias muy significativas entre cuatro subgrupos basados ​​en la etapa II o la etapa III. Valores P calculados a partir de la prueba t de Student, * p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001.

Resultados de un caso típico sobre el progreso de la curación de heridas dependiente del tiempo: para una paciente de 85 años con PU

La Figura 6 mostró el progreso de la cicatrización de heridas dependiente del tiempo para una paciente de 85 años con PU. Fue ingresada en el hospital por sufrir de PU. Los hallazgos de la herida al inicio incluyeron: ubicación: sacro; tamaño de la herida (cm2): 20.8; etapa: II; DISEÑO: 16. Cuatro meses después del tratamiento de atención de rutina más una combinación con la ingesta de HW/ agua hidrógenada a través de TF, el cráter casi desapareció. Los hallazgos de la herida en el punto final (vs. inicio) incluyeron: tamaño de la herida (cm 2 ): aproximadamente 0 (desaparición); etapa: I (mejorar); DISEÑO: 6 (disminución) (Figuras 6 -a a -d).

Figura 6
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Resultados de un caso típico en el progreso de curación de heridas dependiente del tiempo. Se informa un progreso anual de curación de heridas dependiente del tiempo para una paciente de PU de 85 años. Fue ingresada en el hospital buscando tratamiento para PU. Figura 6 – a muestra fotografías del progreso de curación de heridas dependiente del tiempo obtenido del mismo paciente. Las Figuras 6 – b a – d representan las tendencias disminuidas del tamaño de la herida, la calificación de DISEÑO y la etapa, respectivamente.

Resultados de otro caso típico en el progreso de la curación de heridas dependiente del tiempo: para un paciente masculino de 80 años con PU

La Figura 7 mostró el progreso de la curación de heridas dependiente del tiempo para un paciente masculino de 80 años con PU. Su período de hospitalización duró 10 meses y se pudo dividir en los dos subperíodos. Durante el último período de 5 meses, recibió tratamiento de HW / agua hidrógenada además de la atención de rutina. El resultado muestra un resultado mejorado (Figuras 7 -a, -b).

Figura 7
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Resultados de otro caso típico en el progreso de curación de heridas dependiente del tiempo. De manera similar a la Figura 6 , la Figura 7 también demuestra un progreso de curación de la herida dependiente del tiempo, para un paciente masculino de PU de 80 años. Figura 7 – a muestra las características fotografiadas en el período anterior para el tratamiento de rutina solo. Por otro lado, la Figura 7 – b presenta las fotografiadas en el último período para el tratamiento de atención de rutina más la ingesta de HW./ agua hidrógenada   El último período en el uso de la ingesta de HW/ agua hidrógenada muestra un resultado mejorado notable.

Experimentos in vitro

Efectos promocionales en la reconstrucción del colágeno tipo I, como se muestra por inmunostain, en fibroblastos dérmicos humanos normales OUMS-36 que se irradiaron con rayos UVA y luego se administraron con medio de cultivo preparado con RW o HW / agua hidrógenada , respectivamente

Para estudiar el efecto reconstructivo de HW / agua hidrógenada sobre el colágeno tipo I, utilizamos inmunostain en células OUMS-36 que fueron irradiadas con rayos UVA y luego se administraron con RW o HW in vitro , respectivamente. Se representaron expresiones representativas y valores de píxeles con un software ImageJ ( http://rsb.info.nih.gov/ij/ ). Se produjeron condensación nuclear (llamada picnosis) y fragmentación (llamada cariorrexis) para células OUMS-36 irradiadas con UVA en RW, pero apenas ocurrieron en HW / agua hidrógenada (Figura 8 ). El grupo HW / agua hidrógenada muestra una mayor proliferación de células con morfología redondeada en fibroblastos y gran morfología, y más abundante en colágeno tipo I que las del grupo RW.

Figura 8
figura 8

Efectos reconstructivos de HW / agua hidrógenada en células OUMS-36 irradiadas con UVA. Figuras 8 – a , – b : Expresiones distributivas de colágeno tipo I con inmunostain (verde) en células OUMS-36 que se irradiaron con rayos UVA y se administraron con RW o HW / agua hidrógenada , respectivamente. Figura 8 – b : Cada línea discontinua amarilla indica regiones ricas en colágeno tipo I. Figura 8 – c : Intensidad de fluorescencia relativa graficada con ImageJ para presentar el número de píxeles. Se muestra la tinción de colágeno tipo I en células OUMS-36 que se irradiaron con rayos UVA y se administraron con RW o HW / agua hidrógenada , respectivamente. Figura 8 – d : La característica de pseudocolor se trazó usando ImageJ como una intensidad que corresponde al grado de exposición al colágeno tipo I por cien células (μm 2/100 células). Ampliación: × 200; barras de escala = 50 μm. Prueba t de Student, *** p <0.001.

Efectos proliferativos de la tinción de núcleo-DAPI sobre fibroblastos dérmicos humanos normales irradiados con UVA OUMS-36 que se administraron con medio de cultivo preparado con RW o HW / agua hidrógenada , respectivamente

Con microscopía de fluorescencia, el colorante DAPI puede excitarse con rayos UVA. Para examinar el efecto reconstructivo de HW / agua hidrógenada  sobre el colágeno tipo I por inmunostensión, también contrarrestamos los núcleos con un colorante DAPI en células OUMS-36 irradiadas con UVA para observar los cambios cuando las células OUMS-36 se administraron con RW o HW in vitro , respectivamente. . La expresión representativa y la intensidad de fluorescencia relativa se trazaron con ImageJ. El efecto facilitador sobre la condensación nuclear y la fragmentación se observó para las células OUMS-36 irradiadas con UVA en RW, pero apenas se produjo en HW / agua hidrógenada , como lo demostró la tinción DAPI, como el resultado obtenido de inmunostain (Figura 9 ). A través de la Figura 9 -c, se aclararon los grados de tinción DAPI en células HaCaT que se irradiaron con rayos UVA y se administraron con RW o HW / agua hidrógenada , respectivamente.

Figura 9
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Características de la tinción de núcleo-DAPI en células HaCaT irradiadas con UVA. Figuras 9 – a , – b : Expresiones de distribución de la tinción de núcleo-DAPI (azul) en células HaCaT que se irradiaron con rayos UVA y se administraron con RW o HW / agua hidrógenada , respectivamente. Figuras 9 – c , – d : la intensidad de fluorescencia relativa y la característica de pseudocolor para el colágeno tipo I se trazaron usando ImageJ. Ampliación: × 200; barras de escala = 200 μm. Prueba t de Student, *** p <0.001.

Las cantidades de ROS en los queratinocitos humanos normales derivados de la epidermis HaCaT cuantificados por el ensayo NBT

En las células HaCaT, las cantidades de ROS intracelular se incrementaron en el medio de cultivo preparado con RW con irradiación UVA en diferentes dosis de rayos UVA, pero se restauraron en el medio de cultivo preparado con HW / agua hidrógenada como se muestra por la tinción con NBT para radicales anión superóxido. Se observó que la morfología celular es más saludable y menos dañina en HW / agua hidrógenada  que RW (Figura 10 ). La Figura 10e mostró que la tinción de NBT era más densa en color azul oscuro en las células administradas con RW que en las células administradas con HW / agua hidrógenada  , lo que indica la represión intracelular de ROS en las células administradas con HW / agua hidrógenada .

Figura 10
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Las cantidades intracelulares de ROS en las células HaCaT se cuantifican mediante el ensayo NBT. Figuras 10 – a , – b : la morfología celular retenida y la ROS disminuida se mostraron en medio de cultivo preparado con HW / agua hidrógenada para comparar con RW. Las líneas discontinuas amarillas indican abundantes colorantes azul oscuro que fueron los productos de reacción donde se encontró que ROS, como el radical anión superóxido, reaccionaba con la tinción de NBT. Figuras 10 – c , – d : Las expresiones del trazador de superficie por ImageJ. Figura 10 – e : Los valores grises medios obtenidos de ImageJ se usaron para expresar el aumento o disminución de los radicales anión superóxido dentro de los queratinocitos humanos derivados de la epidermis HaCaT de acuerdo con la tinción de NBT. En detalle, el eje vertical muestra el brillo presentado como un valor gris medio, que se considera como un índice para mostrar la intensidad teñida celular y se usa para indicar cantidades de ROS. Las morfologías celulares de RW y HW / agua hidrógenada se dividieron en las ocho regiones y luego se compararon con sus valores grises medios por la prueba t de Student (** p <0.01). Ampliación: × 200; barras de escala = 100 μm.

Elevación de la viabilidad celular mediante la administración previa a la irradiación con agua disuelta con hidrógeno a células HaCaT irradiadas con rayos UVA según lo evaluado por el ensayo WST-1 basado en deshidrogenasa mitocondrial

En las células HaCaT, la viabilidad celular obviamente aumentó en el medio de cultivo preparado con HW / agua hidrógenada con irradiación UVA, en comparación con el medio de cultivo preparado con RW mediante el ensayo WST-1 (Figura 11 -d). También se observó que la morfología celular es menos vulnerable en términos de diversos síntomas, como la contracción celular, la condensación nuclear y la fragmentación celular para HW / agua hidrógenada que RW (Figuras 11 -b, -c). El grupo HW / agua hidrógenada mostró una mayor proliferación de células con morfología redondeada y gran morfología, en células HaCaT que las del grupo RW. Todas estas evidencias predijeron que el agua disuelta con hidrógeno puede ejercer efectos citoprotectores contra los rayos UVA en las células HaCaT.

Figura 11
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Resultados de la viabilidad celular de las células HaCaT según lo evaluado por el ensayo WST-1. Figura 11 – a : las células HaCaT se muestran en estado no administrado o no irradiado con UVA. Figuras 11 – b , – c : las características morfológicas de las células HaCaT se muestran en RW o HW / agua hidrógenada , respectivamente, después de la irradiación con rayos UVA. Figura 11 – d : La viabilidad celular se muestra para las células HaCaT después de la irradiación UVA mediante el ensayo WST-1. Ampliación: × 400; Barra de escala = 100 μm. Prueba t de Student, ** p <0.01.

Discusión

El propósito del presente estudio fue examinar la efectividad clínica de la cicatrización de heridas para PU utilizando la ingesta de HW / agua hidrógenada a través de TF. Tenemos la hipótesis de que el tratamiento de atención de rutina en combinación con la ingesta de HW / agua hidrógenada para pacientes con PU puede mejorar la cicatrización de heridas y mantener una condición más saludable para ellos. Además, se examinaron los fibroblastos dérmicos humanos normales OUMS-36 y los queratinocitos humanos derivados de la epidermis HaCaT para explorar los mecanismos subyacentes a si el hidrógeno desempeña un papel en la curación de heridas en el aspecto del tejido cutáneo, a través de experimentos in vitro .

Nuestros resultados clínicos parecen sugerir que la ingesta de HW / agua hidrógenada  a través de TF es un medio eficaz para la curación de heridas de pacientes con PU, que padecían trastornos alimentarios. A pesar de las limitaciones causadas por la práctica de nuestra intervención clínica para la PU, pudimos obtener mejores resultados en días de hospitalización, tamaño de la herida y otros índices clínicos al comparar EG con LG. Por lo tanto, estimamos que el HW / agua hidrógenada absorbido por el tracto gastrointestinal juega un papel importante en la reducción del estrés oxidativo, la reconstitución de la matriz extracelular y los efectos antiinflamatorios. Varios experimentos han respaldado nuestras consideraciones de la siguiente manera.

Al principio, se demostró que el gas de hidrógeno molecular (H 2 ) tiene una influencia beneficiosa en el tracto gastrointestinal [ 29 ]. Kajiya y col. estableció un modelo de ratón de enfermedad inflamatoria intestinal humana (EII) al suministrar a los ratones agua potable que contiene a) 5% de sulfato de sodio de dextrano (DSS), b) 5% de DSS y H2, o c) H2 solo ad libitum hasta 7 dias. Descubrieron que el día 7, los resultados patogénicos inducidos por DSS, incluidos niveles elevados de IL-12, TNF-α e IL-1- β en la lesión de colon, etc., se suprimieron significativamente mediante la adición de H2 a la solución de DSS. De este modo, se concluyó que el H2 puede tener una influencia antiinflamatoria en el tracto gastrointestinal in vivo [ 30 ].

En segundo lugar, Nakashima-Kamimura et al. examinó si el agua potable que contiene el hidrógeno disuelto saturado (HW: 0.8 mM H 2 en agua) es aplicable al examinar los efectos del estrés oxidativo, la mortalidad y la pérdida de peso corporal, así como los niveles de creatinina sérica y nitrógeno ureico en sangre (BUN) . En experimentos in vivo , sus resultados mostraron que se detectó hidrógeno en la sangre cuando se colocó HW / agua hidrógenada a través de sonda a una dosis de 15 ml / kg en el estómago de una rata, y HW / agua hidrógenada es aplicable para aliviar los efectos secundarios nefrotóxicos inducidos por un anti anticancerígeno, como el cisplatino [ 31 ].

En tercer lugar, como el gas de hidrógeno molecular puede actuar como un eliminador de ROS, Cardinal et al. probó el efecto del tratamiento con HW / agua hidrógenada en un modelo de trasplante renal de rata. En consecuencia, el tratamiento con HW / agua hidrógenada mejoró la función del aloinjerto, ralentizó la progresión de la nefropatía crónica por aloinjerto (CAN), redujo la lesión oxidante y la producción de mediadores inflamatorios, y mejoró la supervivencia general. Su conclusión fue que HW / agua hidrógenada es un agente antioxidante y antiinflamatorio efectivo in vivo [ 32 ].

Anteriormente se demostró que algunos radicales libres inhiben el proceso de curación de heridas [ 33 ]. El H2 es un gas incoloro, inodoro e insípido, y posee cierta reducibilidad peroxidante. El H2 puede pasar fácilmente a través de las vellosidades del intestino delgado hacia el interior del cuerpo humano y el torrente sanguíneo [ 15 ], porque su peso molecular es el más pequeño de todas las especies de moléculas, y tiene propiedades gaseosas y eléctricamente neutras, así como muestra Una fuerte capacidad de difusión. Además, el H2 puede tener sus canales especiales para el transporte al espacio intracelular, como las aquaporinas (AQP) para el agua, especialmente el agua que contiene hidrógeno, y las proteínas Rhesus (Rh) [ 34 ].

Por lo tanto, junto con el cuerpo mismo y la presencia de H 2 enterogénico, debido a bacterias intestinales específicas, la ingesta de HW / agua hidrógenada a través de TF puede desempeñar un papel importante en la mejora de la formación de granulados de heridas en los loci de necrosis desintegrados y la capacidad de tener un anti- efecto inflamatorio a través de un mecanismo de reducción de ROS.

Además, debe señalarse que las células apoptóticas pueden estimular la proliferación, la cicatrización de heridas y la regeneración de tejidos [ 35 ]. Nos estamos centrando en “la proliferación compensatoria inducida por la apoptosis” que ocurre en PU [ 36 ]. En general, la necrosis tiene un efecto del daño letal secundario a las células de PU que rodean la herida a través de la inflamación y el estallido de las células. Por el contrario, los restos celulares causados ​​por la contracción y fragmentación celular en la apoptosis en la que la cariorrexis ( es decir, la fragmentación nuclear) y la picnosis ( es decir, la condensación nuclear) se revelan como un evento temprano, están sujetos a endocitosis tanto por los fagocitos profesionales migratorios ( por ejemplo, los macrófagos). y células de Langerhans en la epidermis) y los fagocitos no profesionales circundantes. Por lo tanto, se cree que “la proliferación compensatoria” se induce por la razón de que los desechos celulares se manejan pacíficamente para restringir las células circundantes dentro de un impacto de deterioro mínimo. En esta ocasión, el agua de hidrógeno puede suprimir ROS para provocar una apoptosis más suavemente, y posteriormente, la apoptosis causada en las células de PU que rodean la herida estimula la proliferación compensatoria para conducir a una curación temprana. De hecho, Cai JM et al. informó que la inhalación de gas de hidrógeno al 2% administrada a un modelo neonatal de hipoxia-isquemia en ratas podría reducir la apoptosis [ 37 ].

Cuando la ingesta de HW/ agua hidrógenada a través de TF se combinó con tratamientos de cuidado de rutina, el proceso de curación de heridas puede acelerarse notablemente. Por lo tanto, el mecanismo efectivo de HW/ agua hidrógenada posee al menos dos vías posibles, en primer lugar es un efecto antioxidante y en segundo lugar es un efecto antiinflamatorio. Además, pensamos que HW / agua hidrógenada puede tener efectos adicionales, es decir , reconstrucción de colágeno y citoprotección para otras células dérmicas y epidérmicas. Por lo tanto, llevamos a cabo un experimento in vitro en fibroblastos dérmicos humanos normales OUMS-36 y queratinocitos humanos derivados de epidermis HaCaT para examinar su interacción. Por lo tanto, las células dérmicas o epidérmicas se cultivaron respectivamente en medio preparado con HW / agua hidrógenada o RW. Se usó Immunostain para observar la reconstrucción de colágeno tipo I en células OUMS-36 y mostró el efecto promotor. Y la viabilidad celular de las células HaCaT se examinó en términos de observación morfológica celular y ensayo WST-1, y sus ROS generadas, especialmente radiales de cebolla de superóxido, se midieron mediante el ensayo NBT, respectivamente, todos los cuales mostraron la muerte celular represiva y ROS -efectos de limpieza.

Hemos intentado dibujar las ilustraciones para suponer un mecanismo de curación desde la etapa III hasta la cicatrización de heridas durante la PU (Figura 12 ).

Figura 12
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Mecanismo para curar heridas de úlceras por presión con agua disuelta con hidrógeno. Estamos prediciendo que ROS puede conducir a una úlcera por presión, y el proceso causal se muestra en la ilustración de la izquierda. En primer lugar, factores tan diversos como el síndrome postrado en cama, la presión mecánica y la isquemia local producen ROS que causa necrosis y apoptosis en combinación con otros factores patológicos, lo que puede provocar heridas y defectos tisulares de la úlcera por presión. Por otro lado, la ilustración de la derecha muestra el mecanismo de curación. La ingesta oral de agua de hidrógeno de nanoburbujas a través de la bebida o la alimentación por sonda pasa por la boca o el esófago, y es absorbida por las células epiteliales del intestino delgado. Es posible que el gas de hidrógeno transpira en el pasado desde HW e inhalado por el pulmón. Luego, el hidrógeno de nanoburbujas absorbido migra al tejido cutis a través de la circulación sanguínea y elimina las ROS generadas abundantemente en PU. Finalmente, este proceso da como resultado la reconstrucción del colágeno de los fibroblastos en la dermis y la proliferación de queratinocitos en la epidermis, y causa angiogénesis y remodelación para reparaciones en el tejido defectuoso.

En consecuencia, nuestros datos in vitro demostraron que el ROS intracelular disminuyó por HW / agua hidrógenada , pero no por RW, en fibroblastos OUMS-36 irradiados con UVA. La condensación nuclear y la fragmentación se produjeron para células OUMS-36 irradiadas con UVA en RW, pero apenas ocurrieron en HW / agua hidrógenada como se demostró mediante tinción con DAPI. Además, en las células HaCaT, la actividad deshidrogenasa mitocondrial, especialmente la actividad succinato deshidrogenasa, disminuyó en medio de cultivo preparado con RW con irradiación UVA, pero se retuvo en medio de cultivo preparado con HW / agua hidrógenada como se muestra mediante el ensayo NBT y WST-1. Por lo tanto, se sugirió que los ROS inducidos por los rayos UVA, especialmente el oxígeno singlete y los radicales de superóxido de cebolla, fueran eliminados por el hidrógeno y resultaran en la citoprotección contra la disfunción mitocondrial inducida por ROS.

Se han informado resultados similares de trabajos de investigación anteriores sobre la reconstrucción de colágeno en otras células dérmicas o epidérmicas por HW / agua hidrógenada [ 38 , 39 ]. Como mecanismo para usar HW para tratar la PU en el aspecto de las células dérmicas y epidérmicas, consideramos que hay tres vías de la siguiente manera: (1) la promoción de la formación de la estructura de la dermis, así como la reconstrucción a colágeno tipo I, (2 ) la prevención de la formación de gránulos de heridas en loci de necrosis desintegrados, y (3) la reparación y restauración de tejidos cicatriciales.

Los efectos curativos para los pacientes con PU a través de la ingesta de HW a través de TF, como se muestra en nuestro presente estudio, apenas se han encontrado en el pasado. Nuestra experiencia en este estudio agregó más evidencias a un posible papel en las terapias médicas para la PU. Además, como es bien sabido, existen diferentes métodos para fabricar el agua de hidrógeno por diversos grupos de investigación, por lo que también hay diferentes parámetros de agua sobre HW. Con el fin de mostrar nuestros datos obtenidos de las mediciones con las diferentes relaciones de dilución, hemos configurado especialmente las Figuras 1 y 2 , así como la Tabla 2 para presentar estos logros. Cómo fabricar HW y RW es una cuestión importante y esencial en el campo de la medicina del agua con hidrógeno.

Pero, este estudio tiene algunas limitaciones que deben considerarse al interpretar los resultados. En primer lugar, el diseño del estudio no pudo llevarse a cabo como el rastro de control aleatorizado (ECA), porque generalmente la prueba de intervención clínica de curado con PU no se puede ejecutar como ECA debido a otros factores diversos, como la concurrencia y complicación de diversas enfermedades. La situación clínica no nos permitió obtener datos clínicos antes de uno tal como lo diseñamos. En segundo lugar, no pudimos diseñar el ensayo para comparar los resultados, tanto la ingesta oral de HW como el lavado externo de sitios perjudiciales con HW, respectivamente. Estos merecen el siguiente paso de estudio.

Conclusiones

La ingesta de HW a través de TF se demostró, para pacientes ancianos con PU gravemente hospitalizados, para ejecutar la reducción del tamaño de la herida y la recuperación temprana, lo que se deriva de la construcción de colágeno tipo I en fibroblastos dérmicos o de la capacidad de reducción mitocondrial promovida y la represión de ROS en la epidermis queratinocitos como se muestra por inmunostain, NBT y WST-1 ensayos, respectivamente.

Consentimiento

Consentimientos informados por escrito que fueron presentados por los pacientes para la publicación de este informe y cualquier imagen adjunta fue obtenida y confirmada como aprobación ética por el Comité de Ética del Hospital Kobayashi, Ciudad de Fukuyama, Prefectura de Hiroshima, Japón.

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Ingesta de agua  hidrógenada mediante alimentación por sonda para pacientes con úlcera por presión y sus efectos reconstructivos sobre las células normales de la piel humana in vitro

Referencias

Expresiones de gratitud

Los autores agradecen al Hospital Kobayashi y al director representante Dr. Yoshizi Kobayashi, por su dedicado apoyo a parte de los ensayos clínicos. Este estudio fue apoyado, en parte, por una subvención de ayuda de JCAAMS (Centro Japonés de Ciencias Médicas Antienvejecimiento, Hiroshima).

Información del autor

Correspondencia a Nobuhiko Miwa .

Información Adicional

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en competencia.

Contribuciones de los autores

Realización y diseño de los experimentos: QL NM. Realizó los experimentos: DM SK QL. Análisis de los datos: QL NM. Aparatos / reactivos / materiales contribuidos: DM HT NM. Escribió el manuscrito: QL NM. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.

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agua hidrógenada en pacientes con psoriasis y parapsoriasis en placas

Resumen

La psoriasis y la parapsoriasis en placas son enfermedades inflamatorias crónicas de la piel, que representan un desafío terapéutico en la práctica diaria y afectan negativamente la calidad de vida. Se ha demostrado que las especies reactivas de oxígeno (ROS) están involucradas en la patogénesis de las enfermedades inflamatorias crónicas. Ahora informamos que el agua de hidrógeno, un eliminador eficaz de ROS, tiene una mejora significativa y rápida en la gravedad de la enfermedad y la calidad de vida de los pacientes con placas de psoriasis y parapsoriasis. En la semana 8, nuestro ensayo controlado en paralelo reveló que el 24.4% de los pacientes (10/41) que recibieron un baño de hidrógeno y agua lograron al menos un 75% de mejora en la puntuación del Índice de gravedad del área de psoriasis (PASI) en comparación con el 2.9% de los pacientes (1/34) del grupo control ( Pc = 0.022, OR = 0.094, IC 95% = [0.011, 0.777]). De los pacientes, 56.1% (23/41) que se bañaron lograron al menos un 50% de mejora en el puntaje PASI en comparación con solo 17.7% (6/34) del grupo control ( P = 0.001, OR = 0.168, IC 95% = [ 0,057, 0,492]). También se observó una mejora significativa del prurito ( P = 3.94 × 10 −4 ). Además, se observó una respuesta completa en el 33,3% de los pacientes (2/6) de parapsoriasis en placas y una respuesta parcial en el 66,7% (4/6) en la semana 8. Nuestros hallazgos sugirieron que la terapia de baño de hidrógeno y agua podría satisfacer la necesidad insatisfecha de Estas enfermedades inflamatorias crónicas de la piel.

Introducción

La psoriasis y la parapsoriasis en placas son enfermedades cutáneas inflamatorias crónicas caracterizadas por erupciones persistentes y erupciones inflamatorias 1 , 2 . Representan un desafío terapéutico en la práctica diaria y afectan negativamente la calidad de vida de los pacientes 3 – 6 . La psoriasis es tan común que se ha reconocido desde la antigüedad y afecta aproximadamente del 1% al 3% de la población general 7 . Se asocia con un alto grado de morbilidad. De hecho, la discapacidad y el impacto en la calidad de vida secundaria a la psoriasis son paralelos a los de la enfermedad cardíaca y la artritis 8 , 9 . La parapsoriasis en placas es un grupo relativamente raro de trastornos que se ha clasificado en parapsoriasis en placas pequeñas (SPP) y parapsoriasis en placas grandes (LPP) según el tamaño de las lesiones. Aunque la relación de SPP con micosis fungoide (MF) todavía es un tema de discusión, hay aproximadamente 10-30% de los casos de LPP que resultan en MF finalmente 10-13. Se cree que la red interactiva del sistema inmune y las células de la piel desempeña un papel vital en la patogénesis de ambas enfermedades. Para ser más precisos, la psoriasis se considera una enfermedad impulsada por Th1⁄Th17 11-13, mientras que la parapsoriasis en placas es un modelo de trastornos linfo proliferativos de células T cutáneas y se ha demostrado que es un trastorno monoclonal en muchos casos. Durante un período prolongado, el tratamiento convencional para ambas enfermedades no ha satisfecho completamente las necesidades de los pacientes y tiene efectos secundarios bien conocidos. La mejor comprensión de las vías inflamatorias autoinmunes y los conceptos cambiantes asociados en la patogénesis han llevado al desarrollo de fármacos biológicos, que revolucionaron especialmente el tratamiento de la psoriasis 4 , 14 . Sin embargo, el inicio lento de la acción, el alto costo, la eficacia perdida con el tiempo y el perfil de seguridad a largo plazo de estos productos biológicos aún permanecen sin resolver 3 – 5 .

Recientemente, se ha demostrado que el estrés oxidativo, como el aumento de la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) puede estar involucrado en la patogénesis de las enfermedades inflamatorias crónicas 15 , 16 . La posibilidad de utilizar esta información para desarrollar estrategias novedosas para el tratamiento es de considerable interés. La molécula de hidrógeno (H2) se ha utilizado en aplicaciones médicas como un antioxidante e inmunomodulador seguro y efectivo con efectos secundarios mínimos 16-18. A diferencia de otros antioxidantes, que no pueden atacar a los orgánulos, el H2 puede penetrar en las biomembranas y difundirse en el citosol, las mitocondrias y el núcleo 19 . Además, también se ha informado que elimina selectivamente ROS 17 y muestra una influencia positiva en Th1, Th2 y el desequilibrio de citocinas proinflamatorias 20 . Hasta la fecha, el agua de hidrógeno (H2 solubilizada) como estrategia de tratamiento para las lesiones cutáneas asociadas a la psoriasis ha sido probada por pocos informes de casos 21 , y tampoco lo ha sido el agua de hidrógeno para pacientes con placas de parapsoriasis. Además de beber agua con hidrógeno, inhalar gas hidrógeno e inyectar solución salina disuelta con H2, el baño de agua con hidrógeno es un nuevo enfoque que destaca por su administración segura, indolora y dirigida a la piel. Por lo tanto, nuestro estudio realizó un ensayo controlado en paralelo en pacientes con psoriasis y un ensayo autocontrolado en pacientes con placas de parapsoriasis para evaluar la eficacia del baño de agua con hidrógeno para estas enfermedades inflamatorias crónicas de la piel.

Resultados

Mejora de la psoriasis.

En total, 41 pacientes con psoriasis fueron asignados al tratamiento con terapia de baño de hidrógeno y agua y 34 pacientes fueron asignados al grupo de control. Los grupos de tratamiento estaban bien equilibrados con respecto a la demografía y las características basales (Tabla 1 ). Solo un paciente del grupo de control se retiró durante el curso del estudio en la semana 2 debido a una falta de mejoría y se consideró que no respondía en el grupo de control. La respuesta fue evidente después de la terapia de baño de 8 semanas. El puntaje promedio del Índice de gravedad del área de psoriasis (PASI) y el puntaje de la escala visual analógica media (VAS) del grupo de baño de hidrógeno-agua en la semana 8 fue 5.8 y 0 respectivamente, significativamente más bajos que los puntajes de referencia ( P = 7.08 × 10 −6 ; P = 2,42 × 10 −5 ).

tabla 1

Características de los pacientes con psoriasis.

El grupo de baño de hidrógeno y agua El grupo de control
Base Semana 8 Base Semana 8
No 41 41 34 33
Sexo (hombre / mujer) 24/17 24/17 18/16 18/15
Años 40 ± 15 (18–78) 40 ± 15 (18–78) 39 ± 12 (18–72) 39 ± 13 (18–72)
IMC 23.8 ± 3.8 (17.5–35.5) 23,7 ± 3,9 (17,2–35,6) 23,1 ± 4,2 (15,5–31,4) 23.0 ± 4.6 (15.3–31.4)
Cintura (cm) 82,7 ± 10,3 (63,3–103,3) 82,8 ± 9,8 (63,3–103,3) 76.8 ± 8.7 (58.2–95.4) 76.8 ± 8.9 (58.2–95.4)
Puntuación PASI 9.8 ± 5.9 (1.4–25.2) 5.8 ± 5.5 (0.2–25.2) 8,5 ± 4,1 (2,8–23,8) 7,9 ± 6,8 (0,8–34,5)
Puntuación VAS (mediana, rango) 2 (0–8) 0 (0–4) 0 (0–7) 0 (0–9)

PASI: Índice de gravedad del área de psoriasis; VAS: la escala visual analógica; IMC: índice de masa corporal.

Después de 8 semanas de terapia, los pacientes tratados con un baño de agua con hidrógeno mostraron una mejoría significativamente mayor que aquellos que pertenecían al grupo de control, evaluados por PASI y VAS (Tabla 2 y Fig. 1 ). De los pacientes, el 24.4% que recibió el baño de hidrógeno-agua logró el punto final de al menos el 75% de mejora en la puntuación PASI en comparación con el 2.9% de los pacientes del grupo control ( Pc = 0.022, OR = 0.094, IC 95% = [0.011, 0.777 ]). De los pacientes, el 56.1% que recibió el baño logró al menos un 50% de mejoría en PASI en comparación con solo el 17.7% del grupo control ( P = 0.001, OR = 0.168, IC 95% = [0.057, 0.492]). El tratamiento de baño de agua con hidrógeno también dio como resultado una mejora sustancial en el prurito medido por VAS. La mediana del cambio desde el inicio hasta la semana 8 en el grupo de baño fue −2, en comparación con una mediana del cambio de 0 en el grupo control ( P = 3.94 × 10 −4 ).

Tabla 2

Resumen de la mejora del área de psoriasis y el índice de gravedad (PASI) y la escala analógica visual (VAS) en la semana 8.

El grupo de baño de hidrógeno y agua El grupo de control Valor P
Puntaje basal de PASI Puntaje basal de PASI
Templado Moderar Grave Total Templado Moderar Grave Total
(N = 26) (N = 11) (N = 4) (N = 41) (N = 24) (N = 9) (N = 1) (N = 34)
PASI (%) > PASI90 1 (2.4) 1 (2.4) 0 0 2 (4.8) 0 0 0 0 0 0 0 0 > 0.05
> PASI75 5 (12,2) 3 (7.3) 2 (4.9) 10 (24,4) 1 (2.9) 0 0 0 0 1 (2.9) 0,022 *
> PASI50 13 (31,7) 8 (19,5) 2 (4.9) 23 (56,1) 4 (11,8) 2 (5.9) 0 0 6 (17,6) 0.001
Mejora de VAS (%) ≤ − 5 3 (7.3) 0 (0) 0,31 *
≤ − 3 9 (22,0) 1 (2.9) 0,04 *
<0 21 (51,2) 7 (20,6) 0.006
≥0 20 (48,8) 27 (79,4) 0.006

* Los valores corregidos de P ( P c) se ajustaron mediante la corrección de continuidad de Yate.

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es 41598_2018_26388_Fig1_HTML.jpg

Mejora clínica de la psoriasis de un curso de 8 semanas de terapia de baño de hidrógeno y agua. Caso 1: un paciente con psoriasis de 64 años al inicio del estudio (PASI 16.4, a , b ) y después de la terapia de baño (PASI 1.8, c , d ). Aunque había sido tratado con cápsulas de acitretina 30 mg al día durante más de 4 meses, las lesiones psoriásicas no habían mejorado, excepto por la escala parcialmente reducida en la placa. Se negó a aumentar la dosis del fármaco debido a la sequedad intolerable y al agrietamiento de las membranas mucosas. Caso 2 : un paciente con psoriasis de 40 años al inicio del estudio (PASI 21.1, a, b ) y después de la última terapia de baño (PASI 4.1, c , d ). Se quejó de picazón severa y lesiones resistentes al tratamiento (cápsulas de acitretina 40 mg al día durante más de 6 meses), y después de la terapia de baño pudo reducir la dosis. Caso 3 : un paciente con psoriasis de 43 años al inicio del estudio (PASI 20.2, a , b ) y después de la última terapia de baño (PASI 4.8, c , d ). Este hombre había sido tratado continuamente con metotrexato 5 mg por semana durante más de 10 meses y pudo reducir la dosis con éxito después de la terapia de baño. Tenga en cuenta que los pacientes experimentaron respuestas similares en las áreas no mostradas.

Mejora de la parapsoriasis en placas

Se incluyeron seis pacientes: 1 hombre y 5 mujeres, con una edad media de 32.8 ± 4.9 (rango: 25-40) años y una duración promedio del curso de 34.4 ± 31.1 (rango: 12-96) meses. Cuatro pacientes fueron categorizados como LPP y dos como SPP. Las características de los pacientes se presentaron en la Tabla 3 . En todos los pacientes, se había producido una mejora en la morfología o distribución de las lesiones (Fig. 2 ). Se observó respuesta completa en el 33,3% de los pacientes (2/6), respuesta parcial en el 66,7% (4/6).

Tabla 3

Características y resultados clínicos de pacientes con parapsoriasis en placas.

Pacientes Sexo / edad Tipo de parasporiasis Distribución en la presentación inicial Morfología en la presentación inicial. Duración de la enfermedad (mes) Respuesta clínica en la semana 8.
1 F / 40 LPP tronco y extremidades parche, placa 25 PR
2 F / 31 LPP el maletero pápula, parche 12 PR
3 F / 33 SPP tronco y extremidades pápula, parche, placa 28 PR
4 4 F / 33 SPP el maletero pápula, parche 15 PR
5 5 M / 35 LPP tronco y extremidades parche, placa 30 CR
6 6 F / 25 LPP tronco y extremidades parche, placa 96 CR

SPP: parapsoriasis en placas pequeñas; LPP: parapsoriasis en placas grandes; PR: respuesta parcial; CR: respuesta completa.

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es 41598_2018_26388_Fig2_HTML.jpg

Evaluación clínica de un paciente con parapsoriasis en placas que logró una respuesta completa rápidamente 4 semanas después del baño de hidrógeno y agua. A un hombre de 35 años con parapsoriasis en placa grande se le dio seguimiento durante 30 meses y durante ese tiempo se tomaron dos biopsias que no mostraron progresión. Había sufrido un brote después de una terapia de UVB de banda estrecha de 10 meses y no pudo tener una mejora evidente en la fototerapia posterior de 6 meses a pesar de aumentar el poder. Incluso si solo 4 semanas, sus lesiones rápidamente lograron mejoras significativas sin la terapia concomitante ( a ). La tinción con hematoxilina-eosina muestra epidermis levemente hiperqueratótica y paraqueratótica focal con infiltrado perivascular superficial moderadamente denso. Las células linfoides son en su mayoría linfocitos pequeños, citológicamente normales, y existe un epidermotropismo unicelular focal ( b ).

Eventos adversos

Dos pacientes con psoriasis se quejaron de la temperatura del agua de hidrógeno. El malestar se alivió una vez que la temperatura real se ajustó de acuerdo con la satisfacción de los pacientes. No se encontraron otras reacciones adversas durante el estudio.

Discusión

Los resultados del ensayo controlado en paralelo demostraron que la terapia de baño de hidrógeno y agua condujo a mejoras significativas en la psoriasis para la mayoría de los pacientes. La tasa de respuesta observada fue obviamente mayor que la observada con Alefacept y ésteres de ácido fumárico; y fue similar a los observados con Efalizumab, dosis bajas de metotrexato oral (MTX) (5–15 mg / semana) y ciclosporina A (1.25 mg / kg / día) 22 – 26 . Además, los pacientes que recibieron un baño de hidrógeno-agua mostraron un rápido inicio de mejoría desde el inicio. Aproximadamente un cuarto de los pacientes mostraron una mejora de al menos el 75% en la puntuación PASI 8 semanas después de su baño inicial, un nivel de respuesta que solo se observó después de 12 o más semanas de tratamiento en pacientes que recibieron algunos agentes biológicos 23 , 24 , 27 . Los pacientes tratados con baño de hidrógeno y agua también mostraron una mejora sustancial en el prurito según la evaluación de VAS. Esto es beneficioso para la calidad de vida de la psoriasis, que se considera similar, si no peor, que la de otras enfermedades crónicas importantes. Aunque se usó un tratamiento concomitante para las lesiones cutáneas, se debe tener en cuenta que la dosis de MTX, fototerapia UVB y retinoides sistémicos utilizados concomitantemente no fueron efectivos durante al menos 4 meses antes de la participación en el presente estudio. Sorprendentemente, 6 pacientes pudieron reducir o incluso suspender la dosis del medicamento (4 pacientes: acitretina; 2 pacientes: MTX) después del curso de baño. Aunque la posibilidad de que las mejoras fueran causadas por el tratamiento concomitante no puede excluirse por completo, se indica que el alivio rápido de los síntomas se debió en gran parte a la terapia de baño.

Para la parapsoriasis en placas, nuestro resultado sugirió que el baño de hidrógeno-agua fue rápidamente efectivo y seguro para el control de la enfermedad con 66.7% de respuesta parcial y 33.3% de respuesta completa. Actualmente, el PUVA y la UVB de banda estrecha se utilizan como opciones de tratamiento principales para las placas de parapsoriasis con tasas de remisión completa de hasta el 80% y un tiempo medio de eliminación de 2 a 6 meses 6 , 28 , 29 . En general, se prefiere la UVB en pacientes con parches y placas delgadas y la fotoquimioterapia con PUVA debe usarse para pacientes con placas gruesas, con fototipos ≥III y que no responden a la UVB 6 . Sin embargo, además del requisito de mucho tiempo para inducir la respuesta y el mantenimiento, todas estas terapias están asociadas con un riesgo potencial de fotocarcinogénesis y el fotoenvejecimiento limita su uso a largo plazo.

La psoriasis y la parapsoriasis en placas se conocen como enfermedades representativas que muestran los mecanismos orquestados de inflamación crónica. La efectividad clínica del hidrógeno-agua puede explicarse en parte por la capacidad selectiva de captación de H2 contra oxidantes altamente activos, como el radical hidroxilo y el peroxinitrito, y los efectos citoprotectores contra el estrés oxidativo 17 . El radical hidroxilo se conoce como un desencadenante principal de la reacción en cadena de los radicales libres 30 , y la ausencia del eliminador específico de esta especie provoca espontáneamente estados oxidativos en la inflamación crónica 31 , 32 . Por lo tanto, el H2 puede tener una ventaja para suprimir la reacción en cadena, que produce peróxido de lípidos y conduce a la generación de marcadores de estrés oxidativo, como el malondialdehído (MDA) 32, que se ha demostrado que está asociado con la exacerbación de la psoriasis 33 . Otro objetivo de H 2 , peroxinitrito, que se genera a partir de la reacción del óxido nítrico con superóxido, activa las vías p 38 MAPK que están relacionadas con la producción de citocinas inflamatorias, como TNF-α, IL-6, IL-8 y muchas otras. 20 , lo que resulta en el desarrollo de placa de psoriasis 34 . Estudios posteriores indican que el efecto de H2 está mediado por el sistema Nrf2-Keap1 35 , 36 , un factor transcripcional que se sabe que es un activador de los mecanismos de protección intrínseca contra el estrés oxidativo, pero los mecanismos aún no se han resuelto. Sin embargo, los efectos de eliminación radical de H2 no pueden explicar completamente los efectos antiinflamatorios y antiapoptóticos, que deberían involucrar una serie de vías de señalización afinadas. Los estudios también han demostrado que el H2 suprime las vías de señalización en las alergias 37 y la inflamación 38 sin eliminar directamente las especies reactivas de oxígeno / nitrógeno.

De hecho, las terapias antioxidantes para la psoriasis ya se han probado, por ejemplo, utilizando ésteres de ácido fumárico, particularmente en Alemania 39 . Sin embargo, la mayoría de ellos exhibieron un éxito terapéutico limitado. Además, estudios recientes sugirieron que algunos ROS actúan como mensajeros de señalización para regular una amplia variedad de procesos fisiológicos 40 , 41 . En vista de estos antecedentes, se espera que un antioxidante ideal mitigue el exceso de estrés oxidativo, pero no perturbe la homeostasis redox. 2 tiene la capacidad de eliminar ROS específicamente potentes, pero no reacciona con aquellos que tienen importantes funciones fisiológicas 17 . La seguridad del H2 también se establece por su producción intrínseca en el cuerpo humano y su inercia contra los componentes biogénicos. Ya se ha utilizado para la prevención de la enfermedad de descompresión en buzos profundos 42 . La práctica clínica de H2 en el tratamiento de la enfermedad inflamatoria crónica se intentó recientemente en pacientes con artritis reumatoide (AR) 43 . Además, un último informe de caso sugirió que H2 podría aliviar las lesiones cutáneas asociadas a la psoriasis y la artritis 21 . Además de otros métodos de aplicación, el baño de hidrógeno y agua es un nuevo enfoque que destaca por su administración dirigida por la piel, segura e indolora, y puede llevarse a cabo en la vida diaria.

Con respecto al presente estudio, nuestros resultados mostraron una tendencia disminuida de IMC en pacientes con psoriasis tratados con terapia de baño sin ninguna intervención hipolipemiante. Este resultado coincide con los de estudios anteriores, que han demostrado que la mejoría clínica en pacientes con psoriasis se asoció con una reducción en los niveles de peroxidación lipídica y una mayor capacidad antioxidante sérica 44 . Además, debe tenerse en cuenta que la sensación de picazón se redujo notablemente en la mayoría de los casos. La influencia del agua de hidrógeno en la sensación de picazón sugiere la presencia de inflamación neurogénica asociada con ROS en la lesión psoriásica y la posibilidad de un enfoque terapéutico similar al de los trastornos inflamatorios neurológicos 17 . Es necesario señalar algunas limitaciones de este estudio. Como un ensayo abierto de tamaño de muestra limitado, este estudio puede incluir sesgo de selección, aunque las características basales de los grupos de psoriasis, incluidas las puntuaciones primarias PASI y VAS, mostraron un buen equilibrio. Debe prestarse atención a que los pacientes que reciben terapia de baño de hidrógeno son aquellos que no han recibido el tratamiento convencional durante más de 4 meses. Esto al menos implicaba que las actividades de la enfermedad de estos pacientes “refractarios” estaban en condiciones menos estables. En segundo lugar, este estudio no incluyó un grupo de control de placebo debido a la preocupación ética. Sin embargo, todos los del grupo de control habían recibido baños de agua corriente más de dos veces por semana durante este estudio. Por lo tanto, el grupo de control de la psoriasis se administró con la terapia combinada de la terapia convencional y el baño con placebo (agua del grifo).

En resumen, los pacientes con psoriasis y parapsoriasis en placas que fueron tratados con terapia de baño de hidrógeno y agua lograron una mejora significativa y rápida en la gravedad de la enfermedad y la calidad de vida. Sugerimos que la terapia de baño de hidrógeno y agua podría satisfacer la necesidad insatisfecha de una opción terapéutica alternativa para estos pacientes. Se requieren más ensayos aleatorios grandes controlados con placebo para verificar y ampliar estos resultados. El mecanismo y la eficacia a largo plazo del agua con hidrógeno en estas enfermedades también están garantizados.

Métodos

Pacientes

Cuarenta y un pacientes con psoriasis y seis pac