Efectos del hidrógeno molecular evaluados por un modelo animal y un estudio clínico aleatorizado sobre deterioro cognitivo leve
Datos asociados
Resumen
Fondo:
El estrés oxidativo es uno de los factores causantes de la patogénesis de las enfermedades neurodegenerativas, incluido el deterioro cognitivo leve (DCL) y la demencia. Anteriormente informamos que el hidrógeno molecular (H2) actúa como un antioxidante terapéutico y preventivo.
Objetivo:
Evaluamos los efectos de beber agua con hidrógeno H2 (agua infundida con hidrógeno molecular H2) en ratones modelo de estrés oxidativo y sujetos con MCI.
Métodos:
Los ratones transgénicos que expresan una forma negativa dominante de aldehído deshidrogenasa 2 se usaron como modelo de demencia. Los ratones con mayor estrés oxidativo se les permitió beber agua con hidrógeno H2.Para un estudio clínico doble ciego controlado con placebo, dominado por rangos, 73 sujetos con DCL bebieron ~ 300 ml de agua con hidrógeno H2 (grupo agua con hidrógeno H2) o agua placebo (grupo control) por día, y la subescala cognitiva de la escala de evaluación de la enfermedad de Alzheimer (ADAS-cog) las puntuaciones se determinaron después de 1 año.
Resultados:
En ratones, beber agua con hidrógeno H2 disminuyó los marcadores de estrés oxidativo y suprimió la disminución del deterioro de la memoria y la neurodegeneración. Además, la esperanza de vida media en el grupo de agua con hidrógeno H2 fue mayor que la del grupo de control. En sujetos con DCL, aunque no hubo diferencias significativas entre los grupos agua con hidrógeno H2 y control en la puntuación ADAS-cog después de 1 año, los portadores del genotipo apolipoproteína E4 (APOE4) en el grupo agua con hidrógeno H2 mejoraron significativamente en el ADAS-cog total puntaje y puntaje de tarea de recuperación de palabras (uno de los subpuntos en el puntaje ADAS-cog).
Conclusión:
El agua con hidrógeno H2 puede tener el potencial de suprimir la demencia en un modelo de estrés oxidativo y en los portadores APOE4 con MCI.
1. INTRODUCCIÓN
El estrés oxidativo es uno de los factores causantes de la patogénesis de las principales enfermedades neurodegenerativas, incluida la enfermedad de Alzheimer (EA), el deterioro cognitivo leve (DCL) y la enfermedad de Parkinson (EP) [ 1 , 2 ]. Además, el genotipo de la apolipoproteína E4 (APOE4) es un riesgo genético para la EA, y el aumento del estrés oxidativo en los portadores de APOE4 se considera uno de los modificadores del riesgo [ 3 ].
Para explorar antioxidantes dietéticos efectivos para mitigar la neurodegeneración dependiente de la edad, puede ser útil construir ratones modelo en los que los fenotipos de AD progresen de manera dependiente de la edad en respuesta al estrés oxidativo. Construimos ratones transgénicos DAL101 que expresan un polimorfismo del gen mitocondrial aldehído deshidrogenasa 2 (ALDH2 * 2) [ 4 ]. ALDH2 * 2 es responsable de una deficiencia en la actividad de ALDH2 y es específico de los asiáticos del noreste [ 5 ].Informamos previamente que la deficiencia de ALDH2 es un factor de riesgo para la EA de inicio tardío en la población japonesa, [ 6 ] que fue reproducida por estudios chinos y coreanos en sus respectivas poblaciones [ 7 , 8 ]. Los ratones DAL101 exhibieron una capacidad disminuida para desintoxicar 4-hidroxi-2-nonenal (4-HNE) en neuronas corticales y, en consecuencia, una neurodegeneración dependiente de la edad, deterioro cognitivo y una vida útil más corta [ 4 ].
Propusimos que el hidrógeno molecular (H2) tiene potencial como un antioxidante novedoso, [ 9 ] y numerosos estudios han sugerido fuertemente su potencial para aplicaciones preventivas y terapéuticas [ 10– 12 ]. Además de los extensos experimentos con animales, se han informado más de 25 estudios clínicos que examinan la eficacia del H2, [ 11 , 12 ] incluyendo estudios clínicos doble ciego. Según estos estudios, el campo de la medicina del hidrógeno está creciendo rápidamente.
Existen varios métodos para administrar H2, que incluyen inhalar gas hidrógeno (gas H2), beber agua disuelta en H2 (agua con hidrógeno H2) e inyectar solución salina disuelta en H2 (solución salina rica en hidrógeno) [ 13]. Beber agua con hidrógeno H2 previno las deficiencias crónicas inducidas por el estrés en el aprendizaje y la memoria al reducir el estrés oxidativo en ratones [ 14 ] y protege las células neurales al estimular la expresión hormonal de grelina [ 15 ]. Además, la inyección de solución salina rica en hidrógeno mejoró la función de memoria en un modelo de rata de demencia inducida por β-amiloide al reducir el estrés oxidativo [ 16 ].Además, la inhalación de hidrógeno durante la reanimación normóxica mejoró el resultado neurológico en un modelo de rata de paro cardíaco, independientemente del control de temperatura objetivo [ 17 ].
En este estudio, examinamos si beber agua con hidrógeno H2 podría suprimir el deterioro de la memoria dependiente del envejecimiento inducido por el estrés oxidativo en ratones DAL101. A continuación, en un estudio aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, investigamos si el agua con hidrógeno H2 podría retrasar la progresión de DCL según lo evaluado por las puntuaciones en la subescala de cognición de la escala de evaluación de la enfermedad de Alzheimer (ADAS-cog) [ 18 , 19 ] desde la línea de base a 1 año. Encontramos una mejora significativa en la cognición a 1 año en los portadores con el genotipo APOE4 en el grupo H 2usando puntajes sub y totales de ADAS-cog.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Aprobación ética y consentimiento para participar
Este estudio con animales fue aprobado por el Comité de Cuidado y Uso de Animales de la Escuela de Medicina de Nippon. Los métodos se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices y reglamentaciones pertinentes.
El protocolo del estudio clínico fue aprobado por los comités de ética de la Universidad de Tsukuba y registrado en la red de información médica del hospital universitario (UMIN) como UMIN000002218 el 17 de julio de 2009 en https://upload.umin.ac.jp/cgi-open -bin / ctr / ctr.cgi? function = history & action = list & type = summary & recptno = R000002-725 & language = J.
Los participantes se inscribieron a partir de julio de 2009. Todos los pacientes dieron su consentimiento informado por escrito antes de las investigaciones de investigación, que se realizaron de acuerdo con la Declaración de Helsinki y las revisiones posteriores.
2.2. Ratones transgénicos DAL101
Los ratones transgénicos (DAL101) que expresan un transgen que contiene una versión de ratón de ALDH2 * 2 se construyeron como se describió anteriormente [ 4 ]. Dado que el número de ratones utilizados para cada experimento no era consistente debido a una dificultad de reproducción, se especificó el número de ratones utilizados. Todos los ratones se mantuvieron en un ciclo de luz / oscuridad de 12 horas con acceso ad libitum a alimentos y agua. Los examinadores realizaron experimentos a ciegas. Dado que no se observó una disminución significativa en el deterioro cognitivo a la edad de 18 meses en ratones de tipo salvaje con el mismo fondo genético (C57BL / 6), [ 4 ] los efectos del agua con hidrógeno H2 no se evaluaron en este estudio.
2.3. Agua de hidrógeno
Para los experimentos con animales, se preparó agua saturada con agua con hidrógeno H2 como se describió anteriormente [ 14]. En resumen, el agua con hidrógeno H2 se disolvió en agua a alta presión (0,4 MPa) a un nivel sobresaturado, y el agua saturada de H2 se almacenó a presión atmosférica en una bolsa de aluminio sin espacio de cabeza. Como control, el agua con hidrógeno H2 fue completamente desgasificada por agitación suave durante un día. Los ratones recibieron agua libremente utilizando recipientes de vidrio cerrados equipados con una línea de salida que contenía dos rodamientos de bolas, lo que evitó que el agua se desgasificara. El recipiente se rellenó recientemente con agua con hidrógeno H2 2 6 días por semana a las 2:00 pm. La concentración de H2 todavía era más de 0.3 mM al día siguiente.
Para este estudio clínico, el agua H 2 disponible comercialmente fue un regalo de Blue Mercury, Inc. (Tokio, Japón). El agua con hidrógeno H2 (500 ml) se empaquetó en una bolsa de aluminio sin espacio de cabeza para mantener la concentración de H2, y se esterilizó a 80 ° C durante 30 minutos. La concentración de H2 se midió utilizando un sensor de hidrógeno (Unisense, Aarhus N, Dinamarca), y se usó si el valor era superior a 0,6 mM. Blue Mercury Inc. también proporcionó agua placebo en un paquete idéntico (500 ml). Esta empresa no desempeñó ningún papel en la recopilación de datos, gestión, análisis o interpretación de los datos. Se proporcionó un paquete con 500 ml de placebo o H2O por día después de mostrar los paquetes vacíos anteriores, mediante el cual las tasas de cumplimiento autoinformadas en el grupo de intervención se calcularon como el volumen de H2O en 1 año.
2.4. Medición del estrés oxidativo
Como marcador de estrés oxidativo, se midió 8-OHdG [ 20 ] utilizando muestras de orina, que se recogieron entre las 9:00 y las 10:00 am como se describió anteriormente [ 21 ], utilizando un inmunoensayo competitivo ligado a enzimas (Nuevo 8-OHdG check; Instituto Japonés para el Control del Envejecimiento, Shizuoka, Japón). Los valores se normalizaron mediante la concentración de creatinina en orina, que se analizó utilizando un kit estándar (Wako, Kyoto, Japón). Como marcador adicional de estrés oxidativo en el cerebro, se determinó la MDA acumulada usando un kit de ensayo Bioxytech MDA-586 (Percipio Biosciences, CA, EE. UU.). Los niveles de malondialdehído (MDA) se normalizaron frente a las concentraciones de proteínas.
2.5. Medición del deterioro de la memoria: tarea de reconocimiento de objetos
Las habilidades de aprendizaje y memoria se examinaron mediante la tarea de reconocimiento de objeciones (ORT) [ 4 ]. Se habituó un ratón en una jaula durante 4 h, y luego se presentaron dos objetos de diferentes formas al ratón durante 10 minutos como entrenamiento. El número de veces de exploración y / o olfateo de cada objeto se contó durante los primeros 5 minutos (prueba de entrenamiento). Las frecuencias (%) en la prueba de entrenamiento se consideraron como antecedentes. Para probar la retención de memoria después de 1 día, uno de los objetos originales fue reemplazado por uno nuevo de una forma diferente y luego los tiempos de exploración y / o inhalación se contaron durante los primeros 5 minutos (prueba de retención). Cuando los ratones pierden habilidades de aprendizaje y memoria, las frecuencias de exploración y / o inhalación de cada objeto deben ser iguales (aproximadamente 50%) en la sesión de entrenamiento, lo que indica que los ratones mostraron un interés similar en cada objeto debido a la falta de memoria para el objeto. objetos. Las habilidades de aprendizaje y memoria se evaluaron como la resta de las frecuencias (%) en la prueba de retención de cada fondo (prueba de entrenamiento).
2.6. Medición del deterioro de la memoria: tarea de evitación pasiva (PA)
El aparato constaba de dos compartimentos, uno claro y otro oscuro, separados por una puerta corredera vertical [ 22 ]. En el día 1, inicialmente colocamos un mouse en el compartimento de luz durante 20 s.Después de que se abrió la puerta, el ratón podía entrar en el compartimento oscuro (los ratones instintivamente prefieren estar en la oscuridad). En el día 2, el mouse se colocó nuevamente en la sección clara para permitir que el mouse se mueva a la sección oscura. Después de que el ratón entró en el compartimento oscuro, la puerta se cerró. Después de 20 s, el ratón recibió una descarga eléctrica de 0,3 mA durante 2 s. Se permitió que el ratón se recuperara durante 10 segundos y luego se devolvió a la jaula de la casa. El día 3, 24 horas después del choque, el mouse se colocó nuevamente en la sección clara con la puerta abierta para permitir que el mouse se mueva a la sección oscura. Examinamos el tiempo de latencia para atravesar la puerta. Las habilidades de aprendizaje y memoria se evaluaron como la resta de los tiempos de latencia después de la descarga eléctrica de cada fondo (antes).
2.7. Inmunotinción de la región del hipocampo CA1
Para examinar la pérdida neuronal y la activación glial, la región del hipocampo se tiñó con un anticuerpo anti-NeuN piramidal específico de neurona (clon A60; Merck Millipore, Darmstadt, Alemania), una proteína ácida fibrilar antiglial específica de astrocitos (anti-GFAP) anticuerpo (Thermo Scientific, MA, EE. UU.) o un anticuerpo anti-IbaI específico de microglia (Wako). Los ratones fueron perfundidos transcardialmente para ser fijados con paraformaldehído al 4% en solución salina tamponada con fosfato (PBS) bajo anestesia, y sus cerebros fueron crioprotegidos con sacarosa al 30%, y luego el cerebro congelado se seccionó a 8 μm de espesor. Después de la incubación con cada anticuerpo primario, las secciones se trataron con anticuerpos secundarios (Vector Laboratories, CA, EE. UU.) Y su inmunorreactividad se visualizó mediante el método del complejo avidina-biotina (Vector Laboratories).
2.8. Sujetos del estudio clínico
Este estudio fue un ensayo aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo realizado como parte del proyecto Tone, un estudio epidemiológico en curso realizado en Tone Town, Ibaraki, Japón, como se describe en detalle anteriormente [ 23 , 24 ]. Esta ciudad está ubicada aproximadamente a 40 km al noreste del centro de Tokio y consta de 22 distritos. La encuesta de línea de base del proyecto Tone incluyó a 1.032 participantes en julio de 2009, y los sujetos del presente estudio fueron reclutados de estos participantes.
Los criterios de elegibilidad son la edad de 67 años o más, pudiendo dar un consentimiento informado por escrito para participar en el presente estudio, con un diagnóstico de DCL, pudiendo observar el siguiente requisito: buen cumplimiento del consumo de agua; participación en los exámenes programados para evaluación; mantener un registro diario del consumo de agua, con un puntaje isquémico de Hachinski modificado de 4 o menos y un puntaje de la Escala de depresión geriátrica de 15 ítems de 6 o menos. En resumen, 3 meses antes de este estudio clínico, todos los participantes se sometieron a una evaluación grupal que utilizó un conjunto de 5 pruebas que midieron los siguientes dominios cognitivos: atención;memoria; función visuoespacial; idioma; y razonamiento como se describió anteriormente [ 25 ]. Deterioro objetivo en al menos 1 dominio cognitivo basado en el promedio de los puntajes en las medidas neuropsicológicas dentro de ese dominio y 1 corte de DE utilizando correcciones normativas por edad, años de educación y sexo.
Los criterios de exclusión tenían los criterios del “Manual diagnóstico y estadístico de los trastornos mentales (DSM) -IV TR” para enfermedades demenciales, enfermedades graves o inestables, antecedentes en los últimos 5 años de enfermedades infecciosas graves que afectan el cerebro y / o enfermedades malignas. , antecedentes de abuso o dependencia de alcohol o drogas (en DSM-IV TR) en los últimos 5 años, y recibir cualquier tipo de medicamentos contra el Alzheimer y el inicio reciente (dentro de 4 semanas) de medicamentos que afectan el sistema nervioso central. Cuando la puntuación del Mini examen del estado mental (MMSE) [ 26 ] fue inferior a 24, los sujetos fueron excluidos.
En este estudio, los sujetos fueron asignados aleatoriamente a un grupo de intervención, que recibió agua H 2 todos los días durante 1 año, o un grupo de control, que recibió agua placebo. La secuencia de asignación se determinó mediante números aleatorios generados por computadora que se ocultaron a los investigadores y los sujetos. Los Dres. Nakajima e Ikejima generaron la secuencia de asignación aleatoria, los participantes inscritos y los participantes asignados a las intervenciones. Todos los participantes y proveedores de atención fueron enmascarados ciegamente
En el protocolo original, planeamos administrar agua con hidrógeno H2 durante 2 años y evaluar los resultados secundarios; sin embargo, tuvimos que detener el proyecto en 2011 por el desastre del tsunami y no pudimos obtener los datos de 2 años y los resultados secundarios.
El genotipo APOE4 se determinó como se describe [ 25 ].
2.9. Consideraciones estadísticas
Todos los análisis estadísticos fueron realizados por un bioestadista académico utilizando el software SAS versión 9.2 (SAS Institute Inc, Cary, NC, EE. UU.). Los resultados se consideraron significativos en p<0.05.
Para la comparación de dos grupos en las habilidades de aprendizaje y memoria, y la esperanza de vida, se usó la prueba t de Student de dos colas sin emparejar para la comparación del grupo agua con hidrógeno H2 con el grupo control. Para los otros experimentos con animales, se aplicó el análisis de varianza unidireccional (ANOVA) con análisis post hoc de Tukey-Kramer o Dunnett a menos que se mencione lo contrario.
Para el ensayo clínico, planeamos reclutar un total de 120 pacientes, lo que proporcionaría un poder del 90% para detectar un tamaño del efecto de 0.6 usando una prueba de dos lados con un nivel de significancia del 5%, pero el tamaño real de la muestra para el análisis primario era 73, lo que lleva a un 70% de potencia en la misma configuración. Los puntos finales fueron puntajes en la versión japonesa de ADAS-cog a 1 año, y los cambios fueron evaluados por la prueba U de Mann-Whitney (análisis no paramétrico) así como por la prueba t de Student (análisis paramétrico).
3. RESULTADOS
3.1. Estrés oxidativo reducido de hidrógeno-agua en ratones DAL
A los ratones DAL101 machos se les administró agua con hidrógeno H2 o agua de control para beber ad libitum desde la edad de 1 mes, y continuaron hasta la edad de 18 meses. El grupo H 2- water DAL101 mostró una disminución significativa en el nivel de un marcador de estrés oxidativo, 8-hidroxi-2′-desoxiguanosina urinaria (8-OHdG) [ 20 ] a la edad de 14 meses (Supl. Fig. S1A ). Además, los ratones DAL101 aumentaron el estrés oxidativo en el cerebro medido por el nivel de MDA como un marcador de estrés oxidativo alternativo, y el agua con hidrógeno H2 mostró una recuperación significativa de este nivel aumentado de MDA en ratones DAL101 (Supl. Fig. S1B ).
3.2. El agua de hidrógeno suprimió una disminución en el aprendizaje y el deterioro de la memoria
Examinamos las habilidades de aprendizaje y memoria usando ORT [ 4 ]. Como se describe en MATERIALES Y MÉTODOS , las habilidades de aprendizaje y memoria se evaluaron como la resta de la frecuencia (%) en la prueba de retención de cada fondo (prueba de entrenamiento). A los ratones se les proporcionó control o agua con hidrógeno H2 desde la edad de 1 mes. A la edad de 14 meses, el grupo agua con hidrógeno H2 memorizó significativamente los objetos originales y mostró la preferencia por el nuevo objeto más que el grupo de control (Fig. 1A 1A, 14 meses ).
El agua de hidrógeno evitó el deterioro cognitivo. Se suministró agua con hidrógeno H2 a partir de la edad de 1 mes ( A, C) y de la edad de 8 meses ( B ). Los ratones fueron sometidos a la primera tarea de reconocimiento de objeciones (TRO) a la edad de 14 meses ( A, B, 14 meses ) y la segunda TRO a la edad de 18 meses ( A, B, 18 meses) ) Los índices de reconocimiento se obtuvieron como la frecuencia (%) de explorar y / o olfatear el objeto que sería reemplazado o el nuevo que había sido reemplazado. Δ El índice de reconocimiento (%) indica las frecuencias en la prueba de retención de ORT después de la resta de las de la prueba de entrenamiento (antecedentes). WT, tipo salvaje; (DAL, H 2 -), ratones DAL101 que beben agua de control desgasificada;(DAL, H2 +), ratones DAL101 bebiendo agua de hidrógeno. Los datos se muestran como la media ± SEM. n = 9, * p <0.05, ** p <0.01 por la prueba t de Student. ( C ) Los ratones fueron sometidos a una tarea de evitación pasiva. Las latencias paso a paso antes y después de la descarga eléctrica se obtienen y Δ La latencia (s) paso a paso indica la resta de las latencias paso a paso después de antes de la descarga eléctrica. WT, tipo salvaje (n = 10); Ratones DAL, H 2 -, DAL101 que reciben agua de control desgasificada (n = 8); y ratones DAL, H 2 +, DAL101 que reciben agua con hidrógeno H2 (n = 8). Los datos se muestran como la media ± SEM. * p <0,05.
A la edad de 18 meses, los ratones fueron sometidos a la segunda TRO, que se puede hacer utilizando diferentes objetos a la edad de 18 meses [ 14 ]. Los ratones DAL101 de edad avanzada que bebieron agua con hidrógeno H2 todavía memorizaron significativamente los objetos originales y prefirieron el novedoso más que el grupo de control (Fig. 1A 1A, 18 meses ).
A continuación, para probar los efectos del consumo de agua con hidrógeno H2 en la etapa posterior, comenzamos a administrar agua H2 a ratones DAL101 machos a la edad de 8 meses en lugar de 1 mes, y sometidos a ORT a la edad de 14 meses ( Fig. 1B 1B de 14 meses de edad ) y el segundo ORT a la edad de 18 meses (Fig. 1B 1B de 18 meses de edad ). Incluso cuando los ratones comenzaron a beber a la edad de 8 meses, el agua con hidrógeno H2 suprimió significativamente la disminución de las habilidades de aprendizaje y memoria a la edad de 18 meses, así como a la edad de 14 meses (Fig. 1B 1B ) .
Además, sometimos a los ratones a PA [ 22 ] a la edad de 18 meses como método alternativo. Un día después de que se administró una descarga eléctrica de 0,3 mA durante 2 s, los ratones C57BL / 6 de tipo salvaje memorizaron la descarga según se evaluó mediante la sustracción de los tiempos de latencia para volver a ingresar al compartimento oscuro de cada fondo (Fig. 1C1C ). El grupo H2 -agua con hidrógeno suprimió significativamente la disminución en el aprendizaje y la memoria más que el grupo control (Fig. 1C 1C ).
Por lo tanto, beber agua con hidrógeno H2 suprimió el deterioro del aprendizaje y la memoria en los ratones con estrés oxidativo.
3.3. Neurodegeneración suprimida de hidrógeno y agua
Para examinar si el agua con hidrógeno H2 podría prevenir la neurodegeneración en ratones DAL101 de edad avanzada, teñimos el hipocampo con un anticuerpo anti-NeuN específico de neurona (Fig. 2A 2A ). La neurodegeneración se evaluó mediante activaciones gliales usando un anticuerpo anti-GFAP y un anticuerpo anti-Iba-I específico de microglia. Las células inmuno positivas por campo de visión (FOV) se contaron en la región CA1 (Fig. 2B 2B ).
El agua hidrogenada suprimió la neurodegeneración. ( A ) La región CA1 del hipocampo se tiñó con anticuerpos contra NeuN (un marcador neuronal), GFAP (un marcador astrocítico) o Iba-1 (un marcador microglial) (barras de escala: 50 µm). Los paneles de la derecha muestran imágenes ampliadas de los cuadrados en los paneles de la izquierda (barras de escala: 10 µm). ( B ) Las células positivas para anticuerpos anti-NeuN, anti-GFAP y anti-Iba-I por campo de visión (FOV) se contaron en la región CA1 (n = 5). Los datos se muestran como la media ± DE. * p <0.05, ** p <0.01 (tipo salvaje vs DAL), # p <0.05 (H2 – agua vs. control de agua en DAL).
El número de neuronas disminuyó en el grupo de control DAL101 como comparación con el grupo de tipo salvaje, y el grupo H 2 -DAL101 mostró una tendencia en la recuperación de la disminución (Fig. 2A 2A ).Como se ha descrito anteriormente, [ 4 ] los ratones control DAL101 exhibieron un aumento en la activación glial, y el grupo H2 – agua suprimió la activación glial mejorada en la región CA1 (Fig. 2 2 , GFAP e Iba-I).
3.4. Hidrógeno-agua extendió la vida útil promedio de los ratones
DAL101 ratones mostraron una vida útil más corta, que también se ha descrito anteriormente [ 4 ]. Para examinar si el consumo de agua H2 atenuó la vida útil acortada, las hembras ratones DAL101 comenzaron a beber control o agua H2 a la edad de 1 mes. Aunque el agua H2 no extendió la vida útil máxima (Fig. 3A 3A ), el agua H2 extendió significativamente la vida media de los ratones DAL101 (Fig. 3B 3B ).
Extensión de la vida útil promedio mediante el consumo continuo de agua con hidrógeno H2 . ( A ) Curva de Kaplan-Meier que representa la supervivencia de ratones hembra C57BL / 6 (tipo salvaje), ratones hembra DAL101 que beben agua de control (agua de control) y agua H2 (agua H2). ( B ) Cada punto indica la vida útil de cada mouse. Las barras indican la vida media de cada grupo. * p < 0.05 (p = 0.036) por la prueba t de Student.
3.5. Un estudio clínico aleatorizado, controlado con placebo
La figura (4 4 ) muestra el perfil del reclutamiento, la aleatorización y el seguimiento de este estudio. Un total de 81 sujetos de los 1,032 participantes fueron asignados al azar; sin embargo, 3 en el grupo control y 5 en el grupo de intervención fueron diagnosticados como no elegibles después de la aleatorización y no se incluyeron en este análisis. Las características basales y los factores de estilo de vida se equilibraron entre los grupos de estudio (Tabla 1 1 ). La asignación aleatoria se estratificó por edad de ~ 74 años y puntaje MMSE de ~ 28 puntos. La tasa de cumplimiento promedio del agua potable se estimó en 64% en ambos grupos a 1 año, lo que significa que los sujetos bebieron 320 ml / día en promedio. Las puntuaciones medias totales de ADAS-cog en los grupos agua con hidrógeno H2 y control fueron 8.04 y 7.89, respectivamente, sin significación.
tabla 1
Características de fondo de 73 sujetos con deterioro cognitivo leve.
| Control (n = 38) | Intervención (n = 35) | |||
|---|---|---|---|---|
| Media | SD o% | Media | SD o% | |
| Mujer * | 20 | (52,6%) | 19 | (54,3%) |
| Años de edad) | 74,45 | 5.44 | 73,97 | 5.11 |
| Índice de masa corporal (kg / m 2 ) | 23,55 | 2,59 | 23,19 | 4.08 |
| Presión arterial sistólica (mmHg) | 131,26 | 12,35 | 135,14 | 13,31 |
| Presión arterial diastólica (mmHg) | 77,92 | 7.13 | 78,89 | 9.53 |
| Educación (años) | 11,26 | 2,71 | 11,57 | 2,83 |
| Bebedor de alcohol actual * | 19 | (50,0%) | 14 | (40,0%) |
| Actual fumador * | 4 4 | (10,5%) | 5 5 | (14,3%) |
| Hábito actual de ejercicio * | 27 | (71,1%) | 22 | (62,9%) |
| APOE4 carrier * | 6 6 | (15,7%) | 7 7 | (20,0%) |
| Historia familiar * | 2 | (5,3%) | 2 | (5,7%) |
| Comorbilidad * | ||||
| Hipertensión | 15 | (39,5%) | 14 | (40,0%) |
| Diabetes mellitus | 4 4 | (10,5%) | 5 5 | (14,3%) |
| Dislipidemia | 4 4 | (10,5%) | 4 4 | (11,4%) |
| Carrera | 2 | (5,3%) | 1 | (2.9%) |
| Depresión | 1 | (2.6%) | 2 | (5,7%) |
| MMSE | 28,08 | 1,66 | 27,83 | 1,74 |
| ADAS-cog | 7.89 | 3.19 | 8.04 | 3,47 |
* indica frecuencia (%).
Después de 1 año, no se encontraron daños observables o efectos no deseados en cada grupo, y hubo una tendencia a mejorar la puntuación total de ADA-cog tanto en los grupos agua con hidrógeno H2 y de control (Supl. Tabla S1 ), probablemente debido a intervenciones tales como ejercicio moderado por el proyecto Tone. Además, los sujetos en el grupo agua con hidrógeno H2 tenían más tendencias para la mejora que aquellos en los grupos de control, aunque no hubo significación (Supl. Tabla S1 ). Sin embargo, cuando prestamos atención a los cambios de puntaje en los portadores del genotipo APOE4, los puntajes totales de las tareas de recuperación de palabras y de ADAS (uno de los subpuntos) mejoraron significativamente según lo evaluado por la distribución del cambio de puntaje en cada sujeto ( Figura 5 5 ). En los portadores APOE4, el grupo agua con hidrógeno H2 mejoró significativamente, mientras que el grupo control empeoró ligeramente. shows the score change of each subject as an alternative presentation.Además, la figura6 6 ) muestra el cambio de puntaje de cada sujeto como una presentación alternativa. Aunque los sujetos en el grupo de control no mejoraron, seis y cinco de los 7 sujetos mejoraron en el puntaje total de ADAS y los puntajes de tareas de recuperación de palabras, respectivamente, en el grupo agua con hidrógeno H2 de los portadores de APOE4.
Distribución de cambios de puntaje sub y total de ADAS-cog. Distribución de la puntuación de la tarea de recuerdo de cambio de palabra ( A ), una sub-puntuación de ADAS-cog y ( B ) puntuación total de ADAS-cogs en APOE4 no portadores (izquierda) y APOE4 portadores (derecha). Cada punto indica el cambio de sujetos individuales. La diferencia entre los grupos agua con hidrógeno H2 y control fue significativa en los portadores de APOE4 mediante un análisis no paramétrico y un análisis paramétrico. ( A ) p = 0.036 (por la prueba t de Student) y p= 0.047 (por la prueba U de Mann-Whitney) y ( B ) p = 0.037 (por la prueba t de Student) y p = 0.044 (por la prueba U de Mann-Whitney ) para ( A ) y ( B ), respectivamente. Las barras del medio en las pastillas indican valores medios.
Cambios en una puntuación sub-dolor y puntuación ADAS-cog total de cada sujeto en los portadores APOE4. Cada línea indica el cambio de 1 año en el puntaje de la tarea de recuperación de palabras ( A ) y el puntaje total de ADAS-cog ( B ) de un sujeto en los portadores APOE4. * indica p <0.05 como se muestra en la leyenda de la Fig.5.
DISCUSIÓN
Los trastornos neurodegenerativos dependientes de la edad están involucrados en el estrés oxidativo. En este estudio, mostramos que beber
El agua con hidrógeno H2 suprimió el declive bioquímico, conductual y patológico en ratones con estrés oxidativo. La puntuación de ADAS-cog [ 18 ] es la medida cognitiva general más ampliamente utilizada en ensayos clínicos de AD [ 27 , 28 ]. El puntaje ADAS-cog evalúa múltiples dominios cognitivos que incluyen memoria, lenguaje, praxis y orientación. En general, el ADAS-cog ha demostrado ser exitoso para su propósito previsto. El presente estudio clínico muestra que beber agua H 2 mejoró significativamente la puntuación ADAS-cog de los portadores del genotipo APOE4.
Anteriormente hemos demostrado que los ratones DAL101 muestran neurodegeneración dependiente de la edad y deterioro cognitivo y acortan la vida útil [ 4 ]. Los ratones DAL101 exhiben fenotipos de demencia de una manera dependiente de la edad en respuesta a una cantidad creciente de estrés oxidativo [ 4 ]. El estrés oxidativo mejora la peroxidación lipídica, lo que lleva a la formación de aldehídos α, β-insaturados altamente reactivos, como MDA y 4-HNE [ 29 ]. Se ha observado la acumulación de proteínas 4-HNE-aducidas en neuronas piramidales en los cerebros de pacientes con EA y EP [ 30 ]. La disminución de la capacidad de ALDH2 * 2 no logró desintoxicar los aldehídos citotóxicos y, en consecuencia, aumenta el estrés oxidativo [ 31 ].
Además, se construyeron ratones doblemente transgénicos cruzando ratones DAL101 con ratones Tg2576, que expresan una forma mutante de proteína precursora amiloide humana (APP). Mostraron deposición acelerada de amiloide, fosforilación de tau y gliosis, así como dificultades de aprendizaje y memoria. La vida útil de los ratones APP / DAL fue significativamente más corta que la de los ratones APP y DAL101 [ 32 ]. Por lo tanto, estos animales modelo pueden ser útiles para explorar antioxidantes que podrían prevenir la demencia dependiente de la edad. De hecho, una dieta que contiene Chlorella mostró efectos mitigados sobre el deterioro cognitivo en DAL101 [ 33 ].
Uno de los factores de riesgo más potentes para la EA es el estado de portador del genotipo APOE4, y los roles de APOE4 en la progresión de la AD han sido ampliamente examinados desde varios aspectos [ 34 , 35 ]. APOE4 también aumenta el número de lipoproteínas aterogénicas y acelera la aterogénesis [ 36 ]. El aumento del estrés oxidativo en los portadores de APOE4 se considera uno de los modificadores del riesgo [ 3 ]. Una combinación de antioxidantes mejoró la función cognitiva de sujetos de edad avanzada después de 3 años, especialmente en portadores de APOE4 [ 23 ]. Este resultado clínico anterior concuerda con el presente estudio. El agua con hidrógeno H2 actúa como un antioxidante eficiente dentro de las células debido a su capacidad de difundirse rápidamente a través de las membranas [ 9 ]. Además, como función antioxidante secundaria, el H2 parece activar el factor 2 relacionado con NF-E2 (Nrf2), [ 10 ] que reduce el estrés oxidativo mediante la expresión de una variedad de enzimas antioxidantes [ 37 ]. Informamos que beber H2agua con hidrógeno previno la arteriosclerosis usando ratones knockout APOE, un modelo del desarrollo espontáneo de la aterosclerosis que acompaña a una disminución del estrés oxidativo [ 38 ]. Por lo tanto, es posible que beber agua con hidrógeno H2 mejore el daño vascular al disminuir el estrés oxidativo como antioxidante directo o indirecto, lo que lleva a la mejora de un modelo de demintia y sujetos con DCL. En este estudio, nos centramos en el genotipo de las isoformas APOE; sin embargo, el polimorfismo del gen APOE en la región promotora influye en la expresión del gen APOE [ 39 ]. Por lo tanto, será importante examinar el efecto del agua con hidrógeno H2 bajo este polimorfismo.
Para mitigar la EA, se ha prestado una atención considerable al ejercicio regular y moderado para ayudar a reducir el riesgo de demencia y evitar el desarrollo de DCL en pacientes de edad avanzada [ 40 – 42 ]. El ejercicio moderado mejora el metabolismo energético y suprime la expresión de citocinas proinflamatorias [ 43 ] y protege los sistemas vasculares [ 40 , 44 , 45 ]. El H2 exhibe múltiples funciones por una disminución en los niveles de citocinas proinflamatorias y un aumento en el metabolismo energético además de los roles antioxidantes. Para ejercer múltiples funciones, H 2 regula varias vías de transducción de señales y la expresión de muchos genes [ 10 ]. Por ejemplo, el H2 protege las células neurales y estimula el metabolismo energético estimulando la expresión hormonal de grelina [ 15 ] y el factor de crecimiento de fibroblastos 21, [ 21 ] respectivamente. En contraste, el H2 alivia la inflamación al disminuir las citocinas proinflamatorias [ 46 ]. Por lo tanto, la combinación de estas funciones de H2 en la antiinflamación y la estimulación del metabolismo energético podrían prevenir la disminución de la función cerebral, [ 10 ] las cuales se mejoran con el ejercicio regular y moderado. Por lo tanto, es posible que las funciones multipe de H2, incluida la estimulación del metabolismo energético y la antiinflamación, puedan contribuir a la mejora del modelo de demencia y los sujetos con DCL.
Como aspecto alternativo, el H2 suprime el factor nuclear de la vía de transcripción de células T activadas (NFAT) para regular varios patrones de expresión génica [ 47 ]. La señalización de NFAT se altera en la EA y juega un papel importante en la conducción de la neurodegeneración mediada por β-amiloide [ 48 ].Además, la cascada transcripcional NFAT contribuye a la sinaptotoxicidad β amiloide [ 49 ]. Además, una participación activa de la vía de señalización mediada por NFAT en la degeneración de neuronas mediada por α-syn en la EP [ 50 ]. De hecho, los pacientes con EP mejoraron al beber agua H2, como lo revela un estudio clínico doble ciego controlado con placebo, [ 51 ] y se está investigando una mayor escala de un ensayo clínico [ 52 ]. Por lo tanto, los efectos beneficiosos de H2 en las enfermedades neurodegenerativas pueden explicarse por la supresión de la regulación transcripcional de NFAT.
CONCLUSIÓN
El presente estudio sugiere una posibilidad de retrasar el progreso de la demencia al beber agua con hidrógeno H2 por medio de experimentos con animales y un estudio de intervención clínica para portadores de APOE4; sin embargo, será necesaria una escala de ensayos más larga y más grande para aclarar el efecto del agua con hidrógeno H2 en el DCL.
EXPRESIONES DE GRATITUD
Agradecemos a Blue Mercury, Inc. (Tokio, Japón) por proporcionar agua con hidrógeno H2 y agua placebo, a la Sra. Hiroe Murakoshi por su asistencia técnica y a la Sra. Suga Kato por su trabajo de secretaría. El apoyo financiero para este estudio fue proporcionado por Grants-in-Aid for Scientific Research de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (23300257, 24651055 y 26282198 a SO; 23500971 y 25350907 a KN). El apoyo financiero para este estudio fue proporcionado por Grants-in-Aid for Scientific Research de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (23300257, 24651055 y 26282198 a SO; 23500971 y 25350907 a KN).
LISTA DE ABREVIACIONES
| APOE4 | Apolipoproteína E4 |
| MCI | Defecto cognitivo leve |
| ALDH2 | Aldehído deshidrogenasa 2 |
| ADAS-cog | Escala de evaluación de la enfermedad de Alzheimer subescala cognitiva |
| ANUNCIO | Enfermedad de Alzheimer |
| PD | Enfermedad de Parkinson |
| DAL101 | Negativo dominante tipo 101 del polimorfismo mutante ALDH2 (ALDH2 * 2) |
| 4-HNE | 4-hidroxi-2-nonenal |
| 8-OHdG | 8-hidroxi-2′-desoxicoguanosina |
| MDA | Malondialdehído |
| ORT | Tarea de reconocimiento de objetos |
| Pensilvania | Tarea de evitación pasiva |
| GFAP | Proteína ácida fibrilar glial |
| PBS | Solución salina tamponada con fosfato |
| ANOVA | Análisis de varianza de una sola vía |
| CI | Intervalo de confianza |
| MMSE | Mini examen del estado mental |
| FOV | Campo de visión |
| APP | Proteína precursora amiloide |
| Nrf2 | Factor 2 relacionado con NF-E2 |
| NFAT | Factor nuclear de células T activadas |
MATERIAL SUPLEMENTARIO
El material complementario está disponible en el sitio web del editor junto con el artículo publicado.
APROBACIÓN DE ÉTICA Y CONSENTIMIENTO PARA PARTICIPAR
El estudio en animales fue aprobado por el Comité de Cuidado y Uso de Animales de la Escuela de Medicina de Nippon.
El protocolo de estudio clínico humano fue aprobado por los comités de ética de la Universidad de Tsukuba.
DERECHOS HUMANOS Y ANIMALES
Todos los procedimientos de investigación en animales seguidos estaban de acuerdo con los estándares establecidos en la octava edición de la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio publicada por la Academia Nacional de Ciencias, The National Academies Press, Washington, DC).
Todo el material humano se obtuvo de acuerdo con los estándares establecidos en los principios de la Declaración de Helsinki de 1975, revisados en 2008 ( http://www.wma.net/en/10ethics/10helsinki/<http://www.wma .net / es / 10ethics / 10helsinki / >).
Consentimiento para publicación
Todos los pacientes dieron su consentimiento informado por escrito a las investigaciones de investigación.
CONFLICTO DE INTERESES
Declaramos que no hay conflicto de intereses real y potencial en este estudio. Aunque SO fue asesor científico de Blue Mercury, Inc. (Tokio, Japón) de 2,005 a 2,008, no hubo participación durante este estudio.
Referencias
El agua rica en hidrógeno disminuye los niveles séricos de colesterol LDL y mejora la función HDL en pacientes con posible síndrome metabólico
El agua rica en hidrógeno disminuye los niveles séricos de colesterol LDL y mejora la función HDL en pacientes con posible síndrome metabólico.
Canción G 1 , Li M , Sang H , Zhang L , Li X , Yao S , Yu Y , Zong C , Xue Y , Qin S.
1Laboratorio clave de aterosclerosis en universidades de Shandong, Shandong, China.
Resumen
Hemos encontrado que el hidrógeno (dihidrógeno; H2) tiene efectos beneficiosos para reducir los lípidos en los hámsters dorados sirios alimentados con una dieta alta en grasas. El objetivo de este estudio fue caracterizar los efectos del agua rica en H2 (0.9-1.0 l / día) sobre el contenido, la composición y las actividades biológicas de las lipoproteínas séricas en 20 pacientes con posible síndrome metabólico.
El análisis de suero mostró que el consumo de agua rica en H2 durante 10 semanas resultó en una disminución de los niveles séricos de colesterol total (TC) y colesterol LDL (LDL-C).
El análisis de transferencia Western reveló una marcada disminución de la apolipoproteína (apo) B100 y la apoE en suero. Además, encontramos que la funcionalidad HDL de H2 mejoró significativamente evaluada de cuatro maneras independientes, a saber,
- protección contra la oxidación de LDL,
- inhibición de la adhesión de monocitos inducida por factor de necrosis tumoral (TNF) a las células endoteliales,
- estimulación del colesterol flujo de salida de las células espumosas de macrófagos, y
- protección de las células endoteliales contra la apoptosis inducida por TNF-α.
Además, descubrimos que el consumo de agua rica en H2 resultó en un aumento de la enzima antioxidante superóxido dismutasa y una disminución de las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico en suero completo y LDL. En conclusión, la suplementación con agua rica en H2 parece disminuir los niveles séricos de LDL-C y apoB, mejorar las funciones de HDL lesionadas por dislipidemia y reducir el estrés oxidativo, y puede tener un papel beneficioso en la prevención del posible síndrome metabólico.
PMID: 23610159 PMCID: PMC3679390 DOI: 10.1194 / jlr.M036640
J Lipid Res. Julio de 2013; 54 (7): 1884-93. doi: 10.1194 / jlr.M036640. Epub 2013 22 de abril.
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
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.
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.
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.
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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.
Ensayo abierto y aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, cruzado de agua enriquecida con hidrógeno para miopatías mitocondriales e inflamatorias
1Conflicto 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.
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Los artículos de Medical Gas Research se proporcionan aquí por cortesía de Wolters Kluwer – Medknow Publications
Efectos de beber agua hidrógenada en la fatiga muscular causada por el ejercicio agudo en atletas de élite
Fondo
La contracción muscular durante intervalos cortos de ejercicio intenso causa estrés oxidativo, que puede desempeñar un papel en el desarrollo de síntomas de sobreentrenamiento, incluido el aumento de la fatiga, lo que resulta en micro lesiones o inflamación muscular. Recientemente se ha dicho que el hidrógeno puede funcionar como antioxidante, por lo que investigamos el efecto del agua rica en hidrógeno / agua hidrogenada (HW) sobre el estrés oxidativo y la fatiga muscular en respuesta al ejercicio agudo.
Métodos
Diez jugadores de fútbol de 20.9 ± 1.3 años fueron sometidos a pruebas de ejercicio y muestras de sangre. Cada sujeto se examinó dos veces de manera cruzada, doble ciego; se les dio agua / agua hidrógenada HW o placebo (PW) durante intervalos de una semana. Se solicitó a los sujetos que usaran un cicloergómetro con un consumo máximo de oxígeno (VO 2 ) del 75% durante 30 minutos, seguido de la medición del torque máximo y la actividad muscular a lo largo de 100 repeticiones de extensión isocinética máxima de la rodilla. Los marcadores de estrés oxidativo y la creatina quinasa en la sangre periférica se midieron secuencialmente.
Resultados
Aunque el ejercicio agudo resultó en un aumento en los niveles de lactato en sangre en los sujetos que recibieron PW, la ingesta oral de agua hidrógenada HW evitó una elevación del lactato en sangre durante el ejercicio intenso. El par máximo de PW disminuyó significativamente durante la extensión isocinética máxima de la rodilla, lo que sugiere fatiga muscular, pero el par máximo de agua hidrógenada HW no disminuyó en la fase temprana. No hubo cambios significativos en los marcadores de lesiones oxidativas en la sangre (d-ROM y BAP) o creatina quinasa después del ejercicio.
Conclusión
La hidratación adecuada con agua previa al ejercicio rica en hidrógeno redujo los niveles de lactato en sangre y mejoró la disminución de la función muscular inducida por el ejercicio. Aunque se necesitan más estudios para dilucidar los mecanismos exactos y los beneficios que deben confirmarse en una serie de estudios más amplia, estos resultados preliminares pueden sugerir que agua hidrógenada HW puede ser una hidratación adecuada para los atletas.
Introducción
Dado que las demandas de energía y el consumo de oxígeno aumentan durante el ejercicio supermáximo, como las carreras intermitentes, los sprints y los saltos, la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) y especies reactivas de nitrógeno (RNS) también aumenta, amenazando con alterar el equilibrio redox y causar estrés oxidativo. En condiciones normales, ROS y RNS se generan a una velocidad baja y posteriormente son eliminados por los sistemas antioxidantes. Sin embargo, una tasa mucho mayor de producción de ROS puede exceder la capacidad del sistema de defensa celular. En consecuencia, el ataque sustancial de los radicales libres en las membranas celulares puede conducir a una pérdida de la viabilidad celular y a la necrosis celular y podría iniciar el daño del músculo esquelético y la inflamación causada por el ejercicio exhaustivo [ 1 – 3 ]. Aunque los atletas bien entrenados sufren menos reducción del estrés oxidativo porque sus sistemas antioxidantes se adaptan, la acumulación de ejercicio intenso puede provocar un aumento del estrés oxidativo [ 4 ]. Para mitigar los eventos adversos inducidos por el estrés oxidativo durante los deportes, la suplementación con antioxidantes entre los atletas ha sido bien documentada. Aunque los resultados de estos estudios a menudo son contradictorios dependiendo de los compuestos antioxidantes y la cantidad, algunos estudios demuestran los efectos beneficiosos de los antioxidantes sobre la fatiga muscular o el rendimiento [ 5 , 6 ].
Recientemente, los efectos beneficiosos del agua rica en hidrógeno /agua hidrógenada (HW) se han descrito en condiciones de enfermedades clínicas y experimentales [ 7 , 8 ]. Aunque la investigación sobre los beneficios para la salud de agua hidrógenada HW es limitada y hay pocos datos sobre los efectos a largo plazo, los estudios piloto en humanos sugieren que consumir HW puede ayudar a prevenir el síndrome metabólico [ 9 ], la diabetes mellitus [ 10 ] y los efectos secundarios de los pacientes con cáncer. con radioterapia [ 11 ]. Dado que se sabe que el hidrógeno elimina las ROS tóxicas [ 12 ] e induce una serie de proteínas antioxidantes [ 13 , 14 ], planteamos la hipótesis de que beber/ agua hidrógenada HW puede ser beneficioso para los atletas para reducir la fatiga muscular inducida por el estrés oxidativo después del ejercicio agudo. En este estudio, evaluamos la eficacia del agua rica en hidrógeno en sujetos sanos midiendo la fatiga muscular y los niveles de lactato en sangre después del ejercicio. Aunque se necesitan más estudios para dilucidar los mecanismos y beneficios exactos, este informe sugiere que el agua rica en hidrógeno podría ser un fluido de hidratación apropiado para los atletas.
Métodos
Asignaturas
Diez jugadores de fútbol de 20.9 ± 1.3 años fueron sometidos a pruebas de ejercicio y muestras de sangre. Ninguno de los sujetos era fumador o tomaba suplementos / medicamentos. Cada sujeto proporcionó su consentimiento informado por escrito antes de participar de acuerdo con el Comité de Ética de Investigación Humana de la Universidad de Tsukuba. Las características físicas de los sujetos se muestran en la Tabla 1 . Todos los jugadores participaron en sesiones de entrenamiento diarias, excepto el día del experimento.
Generación de agua rica en hidrógeno.
Se pidió a los participantes que bebieran una botella de 500 ml a las 10:00 PM del día anterior al examen, una botella de 500 ml a las 5:00 AM y una botella de 500 ml a las 6:20 AM el día del examen. En resumen, los sujetos consumieron 1.500 ml de agua molecular rica en hidrógeno / agua hidrógenada HW o PW (las concentraciones finales de hidrógeno del agua placebo (PW) y el agua rica en hidrógeno / agua hidrógenada (HW) fueron 0 y 0.92 ~ 1.02 mM, respectivamente [9, 11]. el sujeto se examinó dos veces de manera cruzada, doble ciego, dado agua molecular rica en hidrógeno / agua hidrógenada HW o PW durante intervalos de una semana).
Dosis y modo de administración de agua rica en hidrógeno.
Los sujetos recibieron tres botellas de 500 ml de agua potable y se les ordenó colocar dos barras de magnesio en cada botella 24 horas antes de beber. Se les pidió a los participantes que tomaran una botella a las 10:00 PM del día anterior al examen, una a las 5:00 AM y otra a las 6:20 AM el día del examen. En resumen, los sujetos consumieron 1.500 ml de / agua hidrógenada HW o PW.
Protocolo
El protocolo de investigación comenzó a las 6:00 a.m. Los sujetos recibieron comidas entre las 9:00 p.m. y las 10:00 p.m. el día anterior a los experimentos, y ayunaron durante la noche. No se dio desayuno el día de los experimentos. Primero se requirió que los sujetos descansaran sentados durante 30 minutos. La prueba de ejercicio consistió en lo siguiente: 1) Prueba de ejercicio progresivo máximo para definir la absorción máxima de oxígeno (VO 2 máx.); 2) ciclar un ergómetro durante 30 minutos a aproximadamente 75% de VO 2 máx. (Ejercicio-1); y 3) Ejecutar 100 extensiones de rodilla isocinéticas máximas a 90 ° seg -1 (Ejercicio-2). Se recogieron muestras de sangre de una vena antecubital justo antes del ejercicio 1 (6:30 a.m.), inmediatamente después del ejercicio 1 (7:15 a.m.), inmediatamente después del ejercicio 2 (7:30 a.m.), 30 minutos después del ejercicio 2 (8:00 a.m.) y 60 minutos después del ejercicio 2 (8:30 a.m.).
Prueba de ejercicio progresivo máximo
Primero, para definir el consumo máximo de oxígeno (VO 2 máx.), Los sujetos fueron sometidos a una prueba de ejercicio progresivo máximo en un ergómetro de bicicleta (232CL, Conbiwellness, Tokio). La prueba consistió en una prueba de paso continuo que comenzó con una carga de 30 W y aumentó en 20 W cada minuto hasta el agotamiento. Los sujetos recibieron instrucciones de conducir a 50 rpm / min. Los valores de intercambio de gases pulmonares se midieron usando un sensor de gas exhalado (AE280S, Minato Medical®, Osaka, Japón) a través de un sistema de respiración por respiración, y los valores medios se calcularon cada 30 segundos para el análisis. Determinamos que se alcanzó el VO 2 máx. Cuando el consumo de oxígeno alcanzó su meseta [ 15 ].
Ciclismo de carga fija al 75% (alta intensidad) de VO 2 máx.
Antes de que comenzara la prueba, los sujetos descansaron durante dos minutos. Después de calentar a una carga de 50 W durante un minuto, se instruyó a los sujetos a conducir a niveles submáximos durante 30 minutos. Los valores de intercambio de gases pulmonares se monitorizaron para mantener el VO 2 máx en aproximadamente el 75%. Durante los experimentos, los sujetos fueron instruidos verbalmente con frecuencia para controlar el rango de movimiento para mantener el VO 2 máx en aproximadamente un 75%.
Extensiones isocinéticas máximas de rodilla
Se usó un dispositivo isocinético Biodex System 3 calibrado (Biodex Medical Systems, Nueva York, EE. UU.) Para medir el par máximo (PT) y la posición de la articulación de la rodilla a lo largo de 100 repeticiones de extensión isocinética máxima de la rodilla. Durante las pruebas, cada sujeto se sentó en el sistema Biodex 3 con una flexión de cadera de 90 °, y se colocaron correas de sujeción en la cintura y el pecho además de un estabilizador esternal rígido. El dinamómetro fue accionado por un motor a una velocidad constante de 90 ° / seg. Cada sujeto realizó una serie de 100 contracciones isocinéticas utilizando los extensores de la rodilla de la pierna derecha desde 90 ° de flexión a 0 ° (extensión completa). A medida que el brazo del dinamómetro subía de 90 ° a 0 °, se alentaba a los sujetos a rendir al máximo para cada contracción en todo el rango de movimiento. Los sujetos se relajaron cuando el brazo del dinamómetro volvió a los 90 °. Cada período de contracción y relajación duró un segundo y, por lo tanto, la duración total del ciclo de contracción fue de dos segundos. Todos los sujetos pudieron completar las 100 contracciones completas.
Medición de la fatiga muscular.
Para medir la fatiga muscular, se utiliza la técnica de transformación First Fourier (FFT), ampliamente utilizada, para analizar la frecuencia media del electromiograma de superficie (EMG) [ 16 ]. Las señales EMG se obtuvieron del músculo recto femoral a través de electrodos conectados a un transmisor de modulación de frecuencia de 4 canales (Nihon Kohden, Tokio, Japón). Todos los datos se almacenaron y analizaron utilizando las funciones FFT en el software Acknowledge 3.7.5 (BIOPAC SYSTEM, Santa Bárbara, EE. UU.). La frecuencia de potencia media (MPF) y la frecuencia de potencia media (MDF) se calcularon como se describió anteriormente [ 17 ]. El desplazamiento MPF de la señal EMG hacia frecuencias más bajas se ha utilizado ampliamente en contracciones estáticas para indicar el desarrollo de fatiga periférica.
Prueba de sangre
Los niveles de lactato en sangre se determinaron usando un kit Lactate Pro LT17170 disponible comercialmente (Arkray, Inc., Kyoto, Japón). Las concentraciones de derivados de metabolitos oxidativos reactivos (dROM) y el poder antioxidante biológico (BAP) en la sangre periférica se evaluaron utilizando un sistema analítico de radicales libres (FRAS4; Wismerll, Tokio, Japón). Las pruebas de laboratorio para la creatina quinasa (CK) se realizaron utilizando procedimientos estandarizados en los Servicios de Laboratorio Médico de Kotobiken (Tokio, Japón).
análisis estadístico
Se utilizaron pruebas repetidas de análisis de varianza (ANOVA) para comparar las mediciones previas y posteriores al ejercicio. La prueba F con comparaciones de grupo post hoc de Bonferroni se realizó cuando fue apropiado. Los valores de probabilidad inferiores a 0,05 se consideraron estadísticamente significativos. SPSS 18.0 se utilizó para realizar el análisis estadístico. Dado que se planeó que el experimento tuviera un poder del 90% de alcanzar significancia al nivel del 5%, el tamaño de la muestra en este modelo se calcula entre 8.91 y 9.25 (poder del 90% y nivel de significancia del 5%) en los niveles de lactato en sangre según Nuestras experiencias anteriores. Por lo tanto, asumimos que el tamaño de la muestra sería apropiado para la acumulación de datos preliminares.
Resultados
Análisis de sangre para ácido láctico, d-ROM, BAP y CK
Como se muestra en la Tabla 2 , los niveles de D-ROM en sangre BAP y CK aumentaron después del ejercicio en sujetos en ambos grupos tratados con PW y agua hidrógenada HW. Sin embargo, no hubo diferencia estadística entre los grupos. A pesar de que el nivel de lactato en sangre aumentó significativamente tanto en agua hidrógenada HW como en PW a los 45 y 60 min después del ejercicio, estos niveles fueron comparable y significativamente más bajos en el grupo de agua hidrógenada HW que en el grupo de PW (Figura 1 ).
Cambios secuenciales de los niveles de lactato en sangre durante el ejercicio. Los niveles de lactato en sangre en los atletas que recibieron PW aumentaron significativamente inmediatamente después del ejercicio en comparación con los niveles previos al ejercicio. HW agua hidrógenada redujo significativamente los niveles de lactato en sangre después del ejercicio usando el ergómetro de bicicleta. (* p <0.05 vs. tiempo 0. #p <0.05 vs agua hidrógenada HW, N = 10).
Ejercicio de extensión máxima de rodilla
En el análisis del ejercicio de extensión máxima de la rodilla, nos dividimos en cinco cuadros de extensión de rodilla de 100 repeticiones con el par máximo del ejercicio de extensión isocinética de rodilla [ 18 ]. Cada cuadro correspondía a 20 repeticiones; Marco 1 para las primeras 20 repeticiones, Marco 2 para las siguientes 21-40 repeticiones, Marco 3 para 41-60 repeticiones, Marco 4 para 61-80 repeticiones y Marco 5 para las últimas 81-100 repeticiones. Aunque el par máximo de los sujetos tratados con PW disminuyó significativamente durante las primeras 40 repeticiones (Cuadro 1-2), la reducción del par máximo en los sujetos que recibieron agua hidrógenada HW no alcanzó una diferencia estadística, lo que sugiere que agua hidrógenada HW inhibió la disminución temprana del par máximo de los sujetos (Figura 2 A).
MDF y MPF de análisis EMG
MDF y MPF en los sujetos tratados con PW o agua hidrógenada HW disminuyeron significativamente con el tiempo durante el ejercicio. Si bien estos valores disminuyeron significativamente en el Cuadro 1-2, no hubo diferencia estadística entre los sujetos que recibieron PW y los que recibieron agua hidrógenada HW (Figura 2 B, C).
(A) Cambios en el par máximo (PT) cada 20 repeticiones (rep = 1 cuadro) durante 100 extensiones de rodilla isocinéticas máximas. El PT de los sujetos tratados con PW disminuyó significativamente durante las 40-60 contracciones iniciales en aproximadamente un 20-25% de los valores iniciales, seguido de una fase con poco cambio. Por otro lado, no hubo diferencia estadística entre el cuadro 1 y el cuadro 2 en agua hidrógenada HW, lo que indica que agua hidrógenada HW evitó la disminución del par máximo durante los primeros 2 cuadros. HW, agua rica en hidrógeno; PW, agua placebo. (* p <0.05 vs Cuadro 1, N = 10). (B) Cambios en la frecuencia media (MDF) cada 20 repeticiones (rep = 1 Cuadro) durante 100 extensiones isocinéticas máximas de rodilla. Aunque el ejercicio redujo significativamente los valores de MDF durante los primeros 2 cuadros, no hubo diferencia estadística entre HW y PW en todos los cuadros. HW, agua rica en hidrógeno; PW, agua placebo. (* p <0.05 vs Cuadro 1, N = 10). (C) Cambios en la frecuencia de potencia media (MPF) cada 20 repeticiones (rep = 1 Cuadro) durante 100 extensiones isocinéticas máximas de rodilla. No hubo diferencia estadística entre agua hidrógenada HW y PW en todos los marcos. HW, agua rica en hidrógeno; PW, agua placebo. (* p <0.05 vs Cuadro 1, N = 10).
Discusión
En este estudio preliminar, demostramos que la hidratación con agua hidrógenada HW atenuó el aumento de los niveles de lactato en sangre y evitó la disminución del par máximo después del ejercicio, un indicador de fatiga muscular. La fatiga muscular es causada por muchos mecanismos diferentes, incluida la acumulación de metabolitos dentro de las fibras musculares y la generación de un comando motor inadecuado en la corteza motora. Las acumulaciones de potasio, lactato y H + a menudo se han sugerido como responsables de la disminución de la contractilidad muscular [ 19 ]. Además, el ejercicio aeróbico, anaeróbico o mixto provoca una mayor producción de ROS, lo que resulta en inflamación y daño celular [ 20 ]. Las ráfagas cortas de ejercicio intenso pueden inducir estrés oxidativo a través de diversas vías, como la fuga de electrones dentro de las mitocondrias, la autooxidación de la catecolamina, la actividad de NADPH o la isquemia / reperfusión [ 21 ]. Aunque el mecanismo involucrado en la eficacia de agua hidrógenada HW sigue sin estar claro, nuestros resultados muestran que la hidratación con agua hidrógenada HW podría ser factible para el ejercicio agudo. La hidratación adecuada y adecuada es útil para que los atletas de élite logren el mejor rendimiento. HW agua hidrógenada puede reemplazar fácilmente el agua potable de forma rutinaria y podría prevenir los efectos adversos asociados con el ejercicio intenso.
Factores como la edad, el estado nutricional, el nivel de entrenamiento y la categoría de actividad física pueden influir en los resultados [ 22 , 23 ]. Aunque habíamos anticipado que el hidrógeno, un antioxidante conocido, reduciría el estrés oxidativo después del ejercicio agudo, los efectos de la ingesta oral de agua hidrógenada HW fueron marginales y no afectaron el nivel de marcadores oxidativos después del ejercicio. Esto puede explicarse por los hechos de que los atletas en nuestro estudio han entrenado rutinariamente y sus sistemas de defensa antioxidante pueden ser más activos. Estudios previos informaron que el entrenamiento aeróbico repetido aumenta la actividad enzimática antioxidante y posteriormente disminuye el estrés oxidativo [ 2 , 24 – 26 ]. Además, considerando la corta vida útil del hidrógeno en circulación [ 27 ], el consumo más frecuente de agua hidrógenada HW durante el ejercicio podría tener efectos adicionales. En un estudio futuro, debe probarse la eficacia de HW agua hidrógenada en sujetos no entrenados o deportistas recreativos, que pueden tener sistemas antioxidantes poco establecidos para combatir el estrés oxidativo inducido por el ejercicio. Además, se deben investigar diferentes protocolos de consumo.
Cuantificamos la fatiga muscular como una disminución en la fuerza máxima o la capacidad de potencia del músculo, lo que significa que las contracciones submáximas pueden mantenerse después del inicio de la fatiga muscular. Del mismo modo, la concentración de lactato en sangre es uno de los parámetros más medidos durante las pruebas de ejercicio clínico, así como durante las pruebas de rendimiento de los atletas. El lactato a menudo se ha considerado una de las principales causas de fatiga durante el ejercicio y el dolor muscular posterior al ejercicio. El lactato generado por la descomposición anaeróbica de glucógeno en el músculo ocurre solo durante períodos cortos de ejercicio de intensidad relativamente alta y generalmente está relacionado con la fatiga y el dolor muscular. La evidencia previa ha demostrado que el fosfato inorgánico del fosfato de creatina fue la principal causa de fatiga muscular [ 28 ].
La deshidratación en los atletas también puede provocar fatiga, bajo rendimiento, disminución de la coordinación y calambres musculares. Aunque se justificarán más investigaciones, beber agua hidrógenada HW puede ser una estrategia de hidratación adecuada [ 29 ]. En este estudio, administramos HW agua hidrógenada o PW a sujetos antes del ejercicio. Se requiere más investigación para determinar el mejor momento, la dosis y la concentración de hidrógeno del agua potable para optimizar los efectos de HW agua hidrógenada .
En conclusión, nuestros datos preliminares demostraron que el consumo de HW agua hidrógenada redujo los niveles de lactato en sangre y mejoró la fatiga muscular después del ejercicio agudo. Aunque los estudios adicionales están absolutamente justificados, beber HW agua hidrógenada sería una estrategia novedosa y efectiva de hidratación de líquidos para atletas.
Estudio piloto: Efectos de beber agua rica en hidrógeno en la fatiga muscular causada por el ejercicio agudo en atletas de élite
Medical Gas Research volumen2 , Número de artículo: 12 ( 2012 ) | Descargar Citation
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Expresiones de gratitud
Esta investigación fue apoyada por una subvención de la Fundación de Investigación Daimaru otorgada a SM.
Información del autor
Afiliaciones
-
Programa de Doctorado en Medicina del Deporte, Escuela de Graduados de Ciencias Humanas Integrales, Universidad de Tsukuba, Ibaraki, Japón
- Kosuke Aoki
- Takako Adachi
- Yasushi Matsui
- Y Shumpei Miyakawa
-
Departamento de Medicina de Emergencia y Cuidados Críticos, Hyogo College of Medicine, 1-1, Mukogawa-cho, Nishinomiya, Hyogo, 663-8501, Japón
- Atsunori Nakao
Autor correspondiente
Correspondencia a Atsunori Nakao .
Información Adicional
Conflicto de intereses
Los autores declaran que no tienen intereses en competencia.
Contribuciones de los autores
KA, TA e YM participaron en el diseño del protocolo y la acumulación de datos. AN concibió el estudio y redactó el manuscrito. SM participó en el diseño del estudio y la coordinación. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.
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Derechos y permisos
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.
Efecto protector selectivo del agua hidrógenada en la lesión por radicales libres de los atletas después del ejercicio de alta intensidad
Objetivo: Este estudio tiene como objetivo investigar el efecto protector selectivo del agua hidrógenada en la lesión por radicales libres de los atletas después del ejercicio de alta intensidad y proporcionar un método confiable para reducir la lesión por estrés oxidativo de los atletas.
Métodos: Un total de 60 atletas del equipo de natación en nuestra ciudad fueron seleccionados como sujetos de investigación. Se dividieron en el grupo de control y el grupo de agua hidrógenada de acuerdo con diferentes métodos de intervención. Los atletas en el grupo de control fueron tratados con placebo, y los atletas en el grupo de agua con hidrógeno fueron suplementados con agua con hidrógeno. Los aniones de superóxido sérico, las actividades de superóxido dismutasa sérica (SOD) y las capacidades antioxidantes totales de los atletas se compararon entre los dos grupos.
Resultados: Los aniones de superóxido en suero, las actividades de SOD en suero y las capacidades antioxidantes totales de los atletas durante y después del entrenamiento fueron significativamente superiores a las del grupo de control (P <0.05), y la diferencia fue estadísticamente significativa.
Conclusión: el suplemento de agua hidrógenada podría reducir efectivamente las sustancias oxidadas en los atletas antes, durante y después del ejercicio y podría prevenir la lesión por radicales libres causada por el ejercicio de alta intensidad.
Introducción
El agua hidrógenada es uno de los antioxidantes. Su bajo precio, efectos secundarios no tóxicos, no estimulantes y otros beneficios proporcionan una ventaja decisiva en la aplicación clínica [ 1 ]. El estudio clínico indicó que la inyección o el consumo de agua hidrógenada en el cuerpo humano o los animales o la respiración de hidrógeno tiene un efecto terapéutico para la periodontitis, hinchazón de los pies, pancreatitis traumática, lesión por reperfusión de isquemia intestinal, lesión cerebral y otras enfermedades causadas por el estrés oxidativo [ 2 ] . La inyección única de agua hidrógenada tuvo un efecto protector sobre el daño biológico a la membrana de los radicales libres después del ejercicio agudo y exhaustivo en ratas. Mientras tanto, primero demostraron la oxidación selectiva colectiva del agua hidrógenada [ 3 ]. Sin embargo, investigaciones previas sobre el agua con hidrógeno utilizaron experimentos con animales, y la investigación en el campo de la medicina deportiva aún se encuentra en la etapa exploratoria inicial.
El análisis sistemático de los atletas sometidos a ejercicio profesional de alta intensidad aún no se ha realizado [ 4 ]. En este estudio, 60 atletas de nuestro equipo de natación en nuestra ciudad fueron seleccionados como sujetos de investigación. Se complementaron con agua hidrógenada en diferentes fases de tiempo. Se compararon los efectos antioxidantes y sigue la discusión detallada de la investigación.
Materiales y métodos
Informacion General
Un total de 60 atletas del equipo de natación en nuestra ciudad fueron seleccionados como sujetos de investigación. Se dividieron en el grupo de control y el grupo de agua hidrógenada de acuerdo con los diferentes métodos de intervención. Los atletas en el grupo de control fueron tratados con placebo, y los atletas en el grupo de agua con hidrógeno fueron suplementados con agua con hidrógeno. Cada grupo tenía 30 atletas masculinos. En el grupo control, los atletas tenían entre 14 y 22 años de edad con un promedio de (18.1 ± 1.3) años y tenían las siguientes características: altura 172-196 cm, promedio (180.2 ± 6.3) cm; peso corporal 62-78 kg, promedio (68.2 ± 4.5) kg; y duración del ejercicio 1-7 años, promedio (4.1 ± 0.5) años. En el grupo de agua con hidrógeno, los atletas tenían entre 15 y 22 años de edad, promedio (17.9 ± 1.5) años y tenían las siguientes características: altura 174-192 cm, promedio (179.8 ± 6.5) cm; peso corporal 65-76 kg, promedio (68.0 ± 4.3) kg; duración del ejercicio 2-7 años, promedio (3.7 ± 0.7) años. No se observó diferencia estadística en la edad, altura, peso y duración del ejercicio del atleta (P> 0.05) entre los dos grupos.
Métodos de intervención
El agua hidrógenada en este estudio fue comprada de Japón. Fue autenticado como sustancia estimulante ni prohibida por el centro de inspección analéptico. Todos los atletas gozaron de buena salud durante el período de intervención y no tomaron antioxidantes, incluidas las vitaminas C y E. Se monitorizaron las frecuencias cardíacas de los atletas en los dos grupos. Mientras tanto, el ácido láctico en sangre de los atletas se midió después del ejercicio para garantizar que la intensidad del ejercicio fuera adecuada. El estudio duró 8 d. Se extrajo un total de 5 ml de sangre venosa en ayunas en la mañana del primer día. Los atletas fueron tratados con placebo (agua mineral) y agua hidrógenada antes, durante y después del ejercicio de alta intensidad, tid, 200 ml cada vez. Se extrajo sangre venosa después de 2 h de ejercicio. Las intensidades y cantidades de entrenamiento de todos los atletas fueron consistentes en el estudio. La sangre venosa se marcó, se coaguló naturalmente y se centrifugó a 3000 r / min en la centrífuga refrigerada. El suero separado se conservó en el refrigerador. Se instruyó a los atletas para que fueran conscientes de su dieta, y se prohibió la alimentación antioxidante.
Determinar índices
Los índices de antioxidantes selectivos (anión superóxido (O 2 )), los índices del sistema de defensa antioxidante (superóxido dismutasa (SOD)) y la capacidad antioxidante total en suero (T-AOC) de los atletas fueron monitoreados en los dos grupos.
La actividad de resistir el anión superóxido se midió mediante el método colorimétrico. La operación se realizó de acuerdo con las instrucciones del kit del Instituto de Bioingeniería de Nanjing, y se midió el valor de OD de cada tubo. La fórmula fue la siguiente: anti O 2- actividad (U / L) = (valor OD del tubo de control-valor OD del tubo medido) / (valor OD del tubo de control-valor OD del tubo estándar) × 1000 ml × concentración de muestra estándar × tiempos diluidos de la muestra antes de la prueba.
El nivel de SOD in vivo se probó a través de un ensayo de inmunosorbente ligado a enzimas de doble anticuerpo biotina (ELISA). La operación se realizó de acuerdo con las instrucciones del kit de SOD humana de Shanghai Lianshuo Biological Technology Co., Ltd. La concentración de SOD se correlacionó positivamente con el color.
El T-AOC in vivo se determinó mediante ELISA sandwich de biotina con doble anticuerpo. La operación se realizó de acuerdo con las instrucciones del kit de SOD humana de Shanghai Lianshuo Biological Technology Co., Ltd. La concentración de T-AOC se correlacionó positivamente con el color.
métodos de estadística
En este estudio, todos los datos se imputaron a la tabla de Excel y se analizaron utilizando el software estadístico SPSS19.0. Los datos de medición se expresaron con (χ ± s) y se compararon mediante la prueba t. P <0.05 mostró que la diferencia fue estadísticamente significativa.
Resultados
Comparación de las actividades de anión superóxido sérico de atletas entre los dos grupos
Las actividades del anión antisuperóxido sérico de los atletas no fueron diferentes entre los dos grupos antes del ejercicio. Mientras tanto, las actividades del anión antisuperóxido sérico de los atletas en los dos grupos disminuyeron después del ejercicio. Sin embargo, la actividad del anión antisuperóxido sérico de los atletas en el grupo de agua con hidrógeno disminuyó en comparación con la del grupo de control durante y después del ejercicio, como se muestra en la Tabla 1 .
| Grupo | norte | Antes del ejercicio | Durante el ejercicio | Después del ejercicio | Valor P |
| Grupo en blanco | 30 | 146,60 ± 9,31 | 139,67 ± 9,07 | 117,17 ± 15,27 | <0.05 |
| Grupo de agua hidrógenada | 30 | 143,18 ± 7,88 | 95.86 ± 12.85 | 98.86 ± 8.30 | <0.05 |
| valor t | / / | 1,53 | 15.25 | 5,77 | / / |
| Valor P | / / | 0.13 | 0.00 | 0.00 | / / |
Nota: Las actividades de anión superóxido sérico de los atletas entre los dos grupos se compararon durante y después del ejercicio; P <0.05 indica que la diferencia fue estadísticamente significativa.
Tabla 1: Comparación de las actividades del anión antisuperóxido sérico de los atletas en los dos grupos (χ ± s; U / ml).
Comparación de las actividades séricas de superóxido dismutasa de atletas entre los dos grupos
Las actividades de SOD de los atletas no fueron diferentes entre los dos grupos antes del ejercicio. Mientras tanto, la SOD de los atletas en el grupo en blanco disminuyó después del ejercicio. Sin embargo, la actividad SOD de los atletas en el grupo de agua con hidrógeno durante y después del ejercicio fue significativamente mayor que la del grupo de control y mayor que antes y durante el ejercicio, como se muestra en la Tabla 2 .
| Grupo | norte | Antes del entrenamiento | Durante el entrenamiento | Despues del entrenamiento | Valor P |
| Grupo en blanco | 30 | 57,07 ± 7,08 | 47,86 ± 7,31 | 45,65 ± 7,63 | <0.05 |
| Grupo de agua hidrógenada | 30 | 55,79 ± 9,20 | 56,88 ± 4,83 | 66,92 ± 6,70 | <0.05 |
| valor t | / / | 0,60 | 5.63 | 11,47 | / / |
| Valor P | / / | 0,55 | 0.00 | 0.00 | / / |
Nota: Las actividades de superóxido dismutasa en suero (SOD) de los atletas se compararon entre los dos grupos durante y después del ejercicio. P <0.05 indica que la diferencia fue estadísticamente significativa.
Tabla 2: Comparación de las actividades séricas de superóxido dismutasa de atletas entre los dos grupos (χ ± s; U / L).
Comparación de las capacidades antioxidantes totales en suero de los atletas entre los dos grupos en diferentes fases de tiempo
Las capacidades antioxidantes totales en suero de los atletas no fueron diferentes entre los dos grupos antes del ejercicio. Mientras tanto, el T-AOC sérico de los atletas en el grupo en blanco fluctuó después del ejercicio. Sin embargo, el T-AOC en suero de los atletas en el grupo de agua con hidrógeno durante y después del ejercicio fue significativamente mayor que el del grupo control y mayor que antes y durante el ejercicio, como se muestra en la Tabla 3 .
| Grupo | norte | Antes del ejercicio | Durante el ejercicio | Después del ejercicio | Valor P |
| Grupo en blanco | 30 | 2.48 ± 0.11 | 2.28 ± 0.16 | 2,35 ± 0,11 | <0.05 |
| Grupo de agua hidrógenada | 30 | 2.46 ± 0.13 | 2.52 ± 0.19 | 3,36 ± 0,12 | <0.05 |
| valor t | / / | 0,64 | 5.29 | 33,98 | / / |
| Valor P | / / | 0,52 | 0.00 | 0.00 | / / |
Nota: Las capacidades antioxidantes totales de los atletas se compararon entre los dos grupos durante y después del ejercicio; P <0.05 indica que la diferencia fue estadísticamente significativa.
Tabla 3: Comparación de las capacidades antioxidantes totales en suero de los atletas entre los dos grupos en diferentes puntos de tiempo (χ ± s; U / ml).
Discusión
Los radicales libres son un tipo de sustancia producida por el metabolismo normal en el cuerpo humano. No contienen electrones emparejados, por lo que su naturaleza es viva. Los radicales libres atacarán ofensivamente todas las células e inducirán lesiones. El radical libre tiene dos tipos, y el 95% de los radicales libres pertenecen a radicales libres de oxígeno [ 5 ]. Tiene funciones biológicas normales, como la esterilización, desempeña un papel importante en el desarrollo embrionario, regula la angiotensina y participa en la iniciación biológica de diversos factores biológicos como segundo mensajero. Sin embargo, el radical libre también es citotóxico. Un gran número de investigaciones [ 6 ] han informado que el radical libre está estrechamente relacionado con el cáncer, la inflamación, la enfermedad de Alzheimer, la depresión, la pirólisis oxidativa de proteínas y la peroxidación lipídica. Por lo tanto, el radical libre es considerado como una “espada de doble filo”, y demasiado o muy poco causará efectos adversos o incluso daños. El radical libre anión superóxido es una fuente de varios radicales libres. Los radicales libres absorberán los electrones en el retículo endoplásmico, las mitocondrias y el núcleo a través de reacciones no enzimáticas y enzimáticas; produce todo tipo de radicales libres de oxígeno; y causar daños [ 7 ]. En circunstancias normales, el contenido de Hb plasmática es pequeño. Sin embargo, después del ejercicio de alta intensidad, se genera una gran cantidad de radicales libres en el cuerpo, y la permeabilidad de la membrana de los eritrocitos aumenta, lo que resulta en la liberación de Hb en la sangre.
Después de beber el agua hidrógenada, la actividad del anión antisuperóxido de los atletas fue significativamente menor que la del grupo de control (P <0.01), lo que sugiere que el agua hidrógenada podría inhibir la actividad del anión antisuperóxido en cierta medida y reducir la lesión por estrés oxidativo.
La SOD es una sustancia importante del sistema antioxidante en el cuerpo. Puede eliminar eficazmente el anión superóxido durante el metabolismo; prevenir la peroxidación lipídica, el envejecimiento, la fatiga y las lesiones; y mejorar la capacidad atlética. El monitoreo de la actividad de SOD puede investigar efectivamente la cantidad de radicales libres in vivo [ 8 ]. El estudio encontró que la actividad SOD de los atletas en el grupo en blanco disminuyó después del ejercicio. Sin embargo, las actividades de SOD de los atletas en el grupo de agua con hidrógeno durante y después del ejercicio fueron significativamente más altas que las del grupo de control y también más altas que aquellas antes y durante el ejercicio (P <0.01). T-AOC es un índice completo. Puede medir la función integrada del sistema antioxidante en el cuerpo. Su valor está estrechamente relacionado con el sistema de defensa del cuerpo y puede reflejar directamente la salud del cuerpo [ 9 ]. En la actualidad, los informes sobre la actividad de SOD después del ejercicio son inconsistentes. En comparación con antes del ejercicio y otros períodos, la actividad de SOD en suero aumentó significativamente. Mientras tanto, las actividades de SOD en suero no fueron significativamente diferentes entre otras fases de tiempo. Las actividades de SOD en suero disminuyeron significativamente después de los ejercicios anaeróbicos y aeróbicos. El estudio encontró que en el grupo en blanco, el T-AOC sérico de los atletas fluctuaba después del ejercicio [ 10 ]. Sin embargo, el T-AOC sérico de los atletas en el grupo de hidrógeno fue significativamente mayor que el del grupo control y mayor que antes y durante el ejercicio (P <0.05).
Conclusión
El suplemento de agua hidrógenada puede reducir efectivamente la sustancia oxidante antes, durante y después del ejercicio, evitando el daño de los radicales libres causado por el ejercicio de alta intensidad. Si se puede usar o no en general en atletas, aún requiere más investigación con un gran tamaño de muestra.
Investigación biomédica (2017) Volumen 28, Número 10
Efecto protector selectivo del agua hidrógenada en la lesión por radicales libres de los atletas después del ejercicio de alta intensidad.
Yue-Peng Sun 1 * y Liang Sun 2
1 Departamento de Educación Física, Universidad Marítima de Dalian, Dalian, Liaoning, RP China
2 Departamento de Educación Física, Universidad Normal de Jilin, Siping, Jilin, RP China
- *Autor correspondiente:
- Sol Yue-Peng
Departamento de educación física
Universidad Marítima de Dalian, RP China
Fecha de aceptación: 14 de marzo de 2017
Referencias
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- Li X, Dong X, Zhang L, Ni J. Una investigación sobre el papel de los tensioactivos en el control del tamaño de partícula y la eficiencia de atrapamiento de nanopartículas cargadas con drogas insolubles en agua. Lat Am J Pharm 2016; 35: 1122-1129.
- Lin HK, Bloom SE, Dietert RR. Funciones antimicrobianas de macrófagos en un modelo de dosificación de cromosomas de MHC de pollo. J Leukoc Biol 1992; 52: 307-314.
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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.
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:
- a.Manejo de la carga de tejido.
- segundo.Mantener el área de la úlcera limpia y cubierta, y no dejar que se seque.
- 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.
- 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.
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.
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).
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).
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.
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).
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).
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.
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.
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 .
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.
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 ).
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
Medical Gas Research volumen3 , número de artículo: 20 ( 2013 ) | Descargar Citation
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
Afiliaciones
-
Departamento de Tecnología Radiológica, Facultad de Ciencias de la Salud, Butsuryo College of Osaka, Otorikitamachi 3-33, Nishi-ku, Sakai, Osaka, 593-8328, Japón
- Qiang Li
- Hiroshi Tanaka
- Y Nobuhiko Miwa
-
Centro de Investigación de Ciencias de la Vida, Universidad de Mie, Kurimamachiya-cho 1577, Tsu, Mie, 514-8507, Japón
- Shinya Kato
-
Hiroshima Kasei Co. Ltd, Matsuhama Machi 2-2-11, Fukuyama, Hiroshima, 720-0802, Japón
- Daigo Matsuoka
Autor correspondiente
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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Derechos y permisos
Sobre este articulo
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.
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.
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. H 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 pacientes con parapsoriasis en placas se inscribieron desde febrero de 2016 hasta abril de 2017 del Hospital Huashan afiliado a la Universidad de Fudan y el Hospital Huadong afiliado a la Universidad de Fudan. El grupo de control de la psoriasis incluyó a treinta y cuatro pacientes reclutados de las clínicas de dermatología del Hospital Huashan. El estudio fue registrado y aprobado por el Comité de Ética de China para el Registro de Ensayos Clínicos (ChiCTR-ONC-17013055, 2017/10/20). Todos los pacientes firmaron un formulario de consentimiento informado y aceptaron publicar información o imágenes de identificación. Todos los métodos se realizaron de acuerdo con las directrices y regulaciones relevantes.
Los pacientes con psoriasis tenían antecedentes de psoriasis en placas durante un mínimo de 12 meses. Entre ellos, 21 pacientes eran resistentes a los ungüentos tópicos de corticosteroides y calcipotriol; El resto de los pacientes sufrieron un fracaso del tratamiento convencional o no lograron reducir la dosis existente de medicamentos más allá de los ungüentos tópicos con corticosteroides y calcipotriol durante más de 4 meses. Las opciones terapéuticas fallidas incluyen fototerapia UVB (10/41), MTX (3/41) y retinoides sistémicos (7/41). Todos los pacientes rechazaron el tratamiento de otras drogas (incluidos productos biológicos) debido a problemas financieros y problemas de seguridad. Los pacientes con parapsoriasis en placas fueron diagnosticados con base en hallazgos clínicos, histopatológicos e inmunohistoquímicos (SPP: 2/6, LPP: 4/6). Habían sido seguidos por más de 8 meses. Entre ellos, 4 pacientes habían recibido terapia UVA o UVB de banda estrecha durante más de 6 meses sin mejoras evidentes. Dos pacientes sufrieron brotes durante la fototerapia. Todas las biopsias informaron infiltrados linfocíticos densos, ocasionalmente con exocitosis linfocitaria. Ninguno de los pacientes tenía linfadenopatía axilar o inguinal. Los resultados de laboratorio de todos los pacientes no fueron notables. Se excluyeron los pacientes con enfermedades cardiovasculares graves o enfermedades infecciosas, y aquellos que no pudieron recibir tratamiento regularmente.
Durante la duración de la terapia de baño de hidrógeno y agua, los tratamientos actuales de los pacientes con psoriasis continuaron igual que antes (a excepción de la reducción gradual del fármaco), incluida la terapia sistémica y tópica. A los pacientes del grupo controlado por psoriasis se les administró la misma medicina tradicional china patentada llamada “Solución oral Qu-Yin”, tratamiento tópico de ungüentos con corticosteroides y calcipotriol. Un ingrediente principal de esta solución ampliamente utilizada es la glicirricina, que se ha demostrado que mejora la respuesta clínica de la psoriasis con su efecto antiinflamatorio e inmunomodulador 45 . Todos los del grupo de control habían recibido baños de agua corriente más de dos veces por semana durante este estudio. Los pacientes con parapsoriasis en placas no utilizaron ningún tratamiento concomitante, excepto corticosteroides tópicos y emolientes.
Baño de agua de hidrógeno
El baño de agua con hidrógeno se administró a través de la piel sumergiendo todo el cuerpo en agua con hidrógeno dos veces por semana (intervalo de 3 días). Cada baño tomó de 10 a 15 minutos. El baño de hidrógeno se detuvo una semana en caso de menstruación en mujeres. La máquina de baño de hidrógeno (proporcionada por Shanghai Yiquan Investment Limited Partnership) preparó agua de hidrógeno recién preparada utilizando tecnología de nanoburbujas para disolver gas hidrógeno en agua pura desionizada. En resumen, contenía el siguiente proceso: (1) El agua del grifo pasó a través de un sistema de filtración (compuesto de arena de cuarzo, carbón activado, ultrafiltración y membrana de ósmosis inversa) y una unidad de desinfección ultravioleta para ser desionizada y desinfectada. (2) El generador de hidrógeno electrolizó el agua del grifo tratada en oxígeno e hidrógeno y luego recogió gas hidrógeno puro. (3) El gas de hidrógeno se forzó en burbujas de micro-nano-nivel y las burbujas se disolvieron directamente y uniformemente en agua desionizada. El agua de hidrógeno recién preparada tenía las siguientes características físicas y químicas: (1) pH 6.8–7.3. (2) La temperatura varió de 38 a 42 ° C (la temperatura real basada en la satisfacción de los pacientes). (3) Alto contenido de hidrógeno disuelto con una concentración de 1.0 ppm (para referencia, el hidrógeno disuelto del agua del grifo es inferior a 0.001 ppm). (4) Con un potencial de reducción de oxidación (ORP) extremadamente negativo de −580 mV ~ −650 mV (como referencia, agua corriente: +250 mV ~ +350 mV). Cada vez antes de la terapia, se utilizó el mismo equipo para analizar el pH, la temperatura, el ORP (RM-30P, DKK-TOA Corp., Japón) y la concentración de hidrógeno (ENH-1000, Trustlex Corp., Japón) para asegurarse de que el agua de hidrógeno tenga mismas propiedades
Evaluación de eficacia
Psoriasis
Las evaluaciones clínicas que incluyen exámenes físicos, signos vitales, medicamentos concomitantes, eventos adversos y medidas de la actividad de la psoriasis (puntajes PASI y fotos) se estimaron al inicio del estudio y después de cada tratamiento de baño. Para el PASI, los pacientes se clasifican en función del eritema, la escala y el grosor divididos en cuatro partes anatómicas (cabeza, tronco, extremidades superiores y extremidades inferiores). El área de cada parte anatómica se factoriza en el valor global 46 . El puntaje se dividió en PASI leve (1–10), moderado (10–20) y severo (> 20). El puntaje PASI en la semana 8 fue el punto final de eficacia predefinido, donde una respuesta favorable fue una mejora de al menos el 50% del PASI 47 basal. El prurito de las lesiones cutáneas se midió mediante el VAS para la picazón 48 .
Parapsoriasis en placas
Las respuestas clínicas se evaluaron en la semana 8, clasificadas como respuesta completa,> 90% de aclaramiento de lesiones; respuesta parcial, 50-90% de aclaramiento; sin respuesta, <50% de aclaramiento con lesiones cutáneas persistentes a pesar de continuar el tratamiento. El prurito de las lesiones cutáneas también se midió por VAS.
análisis estadístico
Los análisis de los puntos finales de efectividad se basaron en la población por intención de tratar (ITT). El análisis de última observación transmitida (LOCF) se utilizó para estimar los datos faltantes para las variables de efectividad. Las variables descriptivas se resumieron por número (porcentajes), mediana o media ± desviación estándar. Los datos de medición se compararon utilizando la prueba t pareada. La comparación de los datos de recuento o nivel se realizó mediante pruebas de χ2, pruebas exactas de Fisher o pruebas de U de Mann-Whitney. La razón de probabilidades (OR) se calculó con la modificación de Haldane, que agrega 0.5 a todas las celdas para acomodar posibles recuentos de cero 49 . Los valores de P fueron de dos colas. Las diferencias se consideraron significativas a P <0.05. Los valores corregidos de P ( P c) se ajustaron utilizando la corrección de Yate para la continuidad. Los datos fueron analizados por el software SPSS17.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, EE. UU.).
ionizadores de agua AlkaViva H2
todos los generadores de agua de hidrógenada/ ionizadores de agua
Efectos positivos del baño de agua hidrógenada en pacientes con psoriasis y parapsoriasis en placas
1Datos asociados
Disponibilidad de datos
Los conjuntos de datos generados durante y / o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.
Expresiones de gratitud
Nos gustaría agradecer a Shanghai Yiquan Investment Limited Partnership por el soporte técnico. Este estudio fue apoyado por el Programa HOPE lanzado por la Asociación de la División de Biomedicina de Hidrógeno, Asociación de Intercambios de Ciencia y Tecnología Médica China-Japón.
Contribuciones de autor
Qinyuan Zhu escribió el texto principal del manuscrito, analizó los datos y preparó las cifras. Xiaoqun Luo, Yueshen Wu, Yongmei Li, Erhong Dai, Jianhua Wu y Bin Fan proporcionaron visitas de seguimiento a los pacientes y recopilaron los datos clínicos. Zihua Chen, Lanting Wang, Hao Xiong y Li Ping contribuyeron a la supervisión de la terapia regular de baño de hidrógeno y agua. Xiaoqun Luo estuvo a cargo del diseño y ejecución de este estudio. Todos los autores revisaron el manuscrito.
Notas al pie
Qinyuan Zhu y Yueshen Wu contribuyeron igualmente a este trabajo.
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