Effetti dell’idrogeno molecolare valutati da un modello animale e uno studio clinico randomizzato su lieve alterazione cognitiva
Dati associati
Astratto
Sfondo:
Lo stress ossidativo è uno dei fattori causali nella patogenesi delle malattie neurodegenerative tra cui lieve compromissione cognitiva (MCI) e demenza. Abbiamo precedentemente riferito che l’idrogeno molecolare (H2) agisce come antiossidante terapeutico e preventivo.
Obbiettivo:
Valutiamo gli effetti del bere acqua con idrogeno molecolare H2 (acqua infusa con idrogeno molecolare H2) su topi modello di stress ossidativo e soggetti con MCI.
metodi:
Topi transgenici che esprimono una forma dominante negativa di aldeide deidrogenasi 2 sono stati usati come modello di demenza. Ai topi con maggiore stress ossidativo è stato permesso di bere acqua con idrogeno molecolare H2. Per uno studio clinico controllato in doppio cieco a controllo randomizzato controllato verso placebo, 73 soggetti con MCI hanno bevuto ~ 300 mL di acqua con idrogeno molecolare H2 (gruppo H2) o acqua placebo (gruppo di controllo) al giorno e la sottoscala cognitiva della scala di valutazione della malattia di Alzheimer I punteggi (ADAS-cog) sono stati determinati dopo 1 anno.
risultati:
Nei topi, bere acqua con idrogeno molecolare H2 diminuiva i marker di stress ossidativo e sopprimeva il declino della compromissione della memoria e della neurodegenerazione. Inoltre, la durata media della vita nel gruppo acqua con idrogeno molecolare-H2 era più lunga di quella del gruppo di controllo. Nei soggetti con MCI, sebbene non vi fosse alcuna differenza significativa tra i gruppi acqua con idrogeno molecolare H2 e di controllo nel punteggio dei pignoni ADAS dopo 1 anno, i portatori del tipo geno di apolipoproteina E4 (APOE4) nel gruppo acqua con idrogeno molecolare H2 sono stati migliorati significativamente sul pignone ADAS totale punteggio del task di richiamo delle parole e dei punteggi (uno dei punteggi secondari del punteggio del dente ADAS).
Conclusione:
L’acqua con idrogeno molecolare H2 può avere un potenziale per sopprimere la demenza in un modello di stress ossidativo e nei portatori APOE4 con MCI.
1. INTRODUZIONE
Lo stress ossidativo è uno dei fattori causali nella patogenesi delle principali malattie neurodegenerative tra cui il morbo di Alzheimer (AD), lieve deficit cognitivo (MCI) e morbo di Parkinson (PD) [ 1 , 2 ]. Inoltre, il genotipo dell’apolipoproteina E4 (APOE4) è un rischio genetico per l’AD e l’aumento dello stress ossidativo nei portatori di APOE4 è considerato uno dei modificatori del rischio [ 3 ].
Per esplorare efficaci antiossidanti alimentari per mitigare la neurodegenerazione dipendente dall’età, può essere utile costruire topi modello in cui i fenotipi AD progrediscano in modo dipendente dall’età in risposta allo stress ossidativo. Abbiamo costruito topi DAL101 transgenici che esprimono un polimorfismo del gene mitocondriale dell’aldeide deidrogenasi 2 (ALDH2 * 2) [ 4 ]. ALDH2 * 2 è responsabile di una carenza nell’attività di ALDH2 ed è specifica per gli asiatici nord-orientali [ 5 ]. Abbiamo riferito in precedenza che la carenza di ALDH2 è un fattore di rischio per AD ad esordio tardivo nella popolazione giapponese, [ 6 ] che è stato riprodotto da studi cinesi e coreani nelle rispettive popolazioni [ 7 , 8 ]. Topi DAL101 hanno mostrato una ridotta capacità di disintossicare 4-idrossi-2-nonenale (4-HNE) nei neuroni corticali, e di conseguenza una neurodegenerazione dipendente dall’età, declino cognitivo e una durata della vita ridotta [ 4 ].
Abbiamo proposto che l’idrogeno molecolare (H 2 ) abbia un potenziale come nuovo antiossidante, [ 9 ] e numerosi studi hanno fortemente suggerito il suo potenziale per applicazioni preventive e terapeutiche [ 10– 12 ]. Oltre a numerosi esperimenti su animali, sono stati riportati più di 25 studi clinici che esaminano l’efficacia di idrogeno molecolare H 2 , [ 11 , 12 ] inclusi studi clinici in doppio cieco. Sulla base di questi studi, il campo della medicina dell’idrogeno sta crescendo rapidamente.
Esistono diversi metodi per somministrare idrogeno molecolare H 2 , incluso l’inalazione di idrogeno gassoso (H 2- gas), il consumo di acqua disciolta in idrogeno molecolare H 2 (acqua con idrogeno molecolare H 2 ) e l’iniezione di soluzione salina disciolta in H 2 (soluzione salina ricca di idrogeno) [ 13 ]. Bere acqua con idrogeno molecolare H 2 ha prevenuto i disturbi cronici indotti dallo stress nell’apprendimento e nella memoria riducendo lo stress ossidativo nei topi [ 14 ] e protegge le cellule neurali stimolando l’espressione ormonale della grelina [ 15 ]. Inoltre, l’iniezione di soluzione salina ricca di idrogeno ha migliorato la funzione di memoria in un modello di ratto di demenza indotta da beta-amiloide riducendo lo stress ossidativo [ 16 ]. Inoltre, l’inalazione di idrogeno durante la rianimazione normossica ha migliorato l’esito neurologico in un modello di ratto di arresto cardiaco indipendentemente dalla gestione della temperatura mirata [ 17 ].
In questo studio, abbiamo esaminato se bere acqua con idrogeno molecolare H 2 potesse sopprimere il deterioramento della memoria dipendente dall’invecchiamento indotto dallo stress ossidativo nei topi DAL101. Successivamente, in uno studio randomizzato in doppio cieco controllato con placebo, abbiamo studiato se l’acqua con idrogeno molecolare H 2 potesse ritardare la progressione dell’MCI, come valutato dai punteggi sulla scala secondaria cognizione della scala di valutazione della malattia di Alzheimer (dente ADAS) [ 18 , 19 ] dal basale a 1 anno. Abbiamo riscontrato un miglioramento significativo della cognizione a 1 anno nei portatori con il genotipo APOE4 nel gruppo acqua con idrogeno molecolare H 2 utilizzando punteggi sub-e totali ADAS-cog.
2. MATERIALI E METODI
2.1. Approvazione etica e consenso alla partecipazione
Questo studio sugli animali è stato approvato dal Comitato per la cura e l’uso degli animali della Nippon Medical School. I metodi sono stati eseguiti in “conformità” con le linee guida e i regolamenti pertinenti.
Il protocollo dello studio clinico è stato approvato dai comitati etici dell’Università di Tsukuba e registrato nella rete di informazione medica dell’ospedale universitario (UMIN) come UMIN000002218 il 17 luglio 2009 all’indirizzo https://upload.umin.ac.jp/cgi-open -bin / ctr / ctr.cgi? function = history & action = list & type = summary & recptno = R000002-725 & language = J.
I partecipanti sono stati arruolati a partire da luglio 2009. Tutti i pazienti hanno fornito il consenso informato scritto prima delle indagini di ricerca, che sono state condotte secondo la Dichiarazione di Helsinki e le successive revisioni.
2.2. Topi DAL101 transgenici
Topi transgenici (DAL101) che esprimono un transgene contenente una versione murina di ALDH2 * 2 sono stati costruiti come precedentemente descritto [ 4 ]. Poiché il numero di topi utilizzati per ciascun esperimento non era coerente a causa di una difficoltà di riproduzione, è stato specificato il numero di topi utilizzati. Tutti i topi sono stati tenuti in un ciclo luce / buio di 12 ore con accesso ad libitum al cibo e all’acqua. Gli esaminatori hanno eseguito esperimenti in modo cieco. Poiché non è stato osservato alcun declino significativo nel deterioramento cognitivo all’età di 18 mesi nei topi selvatici con lo stesso background genetico (C57BL / 6), [ 4 ] gli effetti dell’acqua acqua con idrogeno molecolare H 2 non sono stati valutati in questo studio.
2.3. Idrogeno
Per esperimenti su animali, è stata preparata acqua satura di H 2 come precedentemente descritto [ 14 ]. In breve, l’H 2 è stato sciolto in acqua ad alta pressione (0,4 MPa) a un livello sovrasaturato e l’acqua saturata H 2 è stata immagazzinata sotto pressione atmosferica in un sacchetto di alluminio senza spazio di testa.Come controllo, l’acqua con idrogeno molecolare H 2 è stata completamente degassata agitando delicatamente per un giorno. Ai topi è stata data acqua liberamente usando recipienti di vetro chiusi dotati di una linea di uscita contenente due cuscinetti a sfera, che impedivano il degasaggio dell’acqua. La nave è stata riempita di fresco con acqua con idrogeno molecolare H 2 6 giorni alla settimana alle 14:00. La concentrazione di H 2 era ancora superiore a 0,3 mM il giorno successivo.
Per questo studio clinico, l’acqua con idrogeno molecolare H 2 disponibile in commercio è stata un regalo di Blue Mercury, Inc. (Tokyo, Giappone). L’acqua con idrogeno molecolare H 2 (500 mL) è stata confezionata in un sacchetto di alluminio senza spazio di testa per mantenere la concentrazione di H 2 e sterilizzata a 80 ° C per 30 minuti. La concentrazione di H 2 è stata misurata utilizzando un sensore di idrogeno (Unisense, Aarhus N, Danimarca) e utilizzata se il valore era superiore a 0,6 mM. Blue Mercury Inc. ha fornito anche acqua per placebo confezionata in un pacchetto identico (500 ml). Questa società non ha svolto alcun ruolo nella raccolta dei dati, nella gestione, nell’analisi o nell’interpretazione dei dati. È stato fornito un pacchetto con 500 mL di placebo o acqua con idrogeno molecolare H 2al giorno dopo aver mostrato i precedenti pacchetti vuoti, in base ai quali i tassi di conformità auto-segnalati nel gruppo di intervento sono stati calcolati come volume di acqua con idrogeno molecolare H 2 a 1 anno.
2.4. Misurazione dello stress ossidativo
Come marcatore dello stress ossidativo, 8-OHdG [ 20 ] è stato misurato usando campioni di urina, che sono stati raccolti tra le 9:00 e le 10:00 come descritto in precedenza [ 21 ], utilizzando un test immunologico competitivo collegato agli enzimi (Nuovo 8-OHdG check; Japan Institute for the Control of Aging, Shizuoka, Giappone). I valori sono stati normalizzati dalla concentrazione di creatinina urinaria, che è stata analizzata utilizzando un kit standard (Wako, Kyoto, Giappone). Come ulteriore marker di stress ossidativo nel cervello, la MDA accumulata è stata determinata utilizzando un kit di analisi Bioxytech MDA-586 (Percipio Biosciences, CA, USA). I livelli di malondialdeide (MDA) sono stati normalizzati rispetto alle concentrazioni proteiche.
2.5. Misurazione del deterioramento della memoria: attività di riconoscimento degli oggetti
Le capacità di apprendimento e di memoria sono state esaminate usando il task di riconoscimento delle obiezioni (ORT) [ 4 ]. Un topo è stato abituato in una gabbia per 4 ore, quindi due oggetti di forma diversa sono stati presentati al topo per 10 minuti come allenamento. Il numero di volte di esplorazione e / o annusamento di ciascun oggetto è stato conteggiato per i primi 5 minuti (test di allenamento). Le frequenze (%) nel test di allenamento sono state considerate come sfondi. Per testare la conservazione della memoria dopo 1 giorno, uno degli oggetti originali è stato sostituito con uno nuovo di forma diversa e quindi i tempi di esplorazione e / o annusamento sono stati conteggiati per i primi 5 minuti (test di conservazione).Quando i topi perderebbero le capacità di apprendimento e di memoria, le frequenze di esplorazione e / o annusamento di ciascun oggetto dovrebbero essere uguali (circa il 50%) durante la sessione di addestramento, indicando che i topi hanno mostrato un interesse simile in ciascun oggetto a causa della mancanza di memoria per il oggetti. Le capacità di apprendimento e di memoria sono state valutate come sottrazione delle frequenze (%) nel test di conservazione da ciascun background (test di allenamento).
2.6. Misurazione del deterioramento della memoria: attività di prevenzione passiva (PA)
L’apparato consisteva di due scomparti, uno chiaro e l’altro scuro, separati da una porta scorrevole verticale [ 22 ]. Il primo giorno, inizialmente abbiamo posizionato un mouse nello scomparto della luce per 20 secondi. Dopo l’apertura della porta, il topo poteva entrare nel compartimento buio (i topi preferiscono istintivamente essere al buio). Il giorno 2, il mouse è stato nuovamente posizionato nella sezione chiara per consentire al mouse di spostarsi nella sezione scura. Dopo che il mouse entrò nel compartimento buio, la porta fu chiusa. Dopo 20 secondi, il mouse ha ricevuto una scarica elettrica di 0,3 mA per 2 secondi. Il mouse è stato autorizzato a recuperare per 10 secondi, quindi è stato riportato nella gabbia di casa. Il giorno 3, 24 ore dopo lo shock, il mouse è stato nuovamente posizionato nella sezione chiara con la porta aperta per consentire al mouse di spostarsi nella sezione scura. Abbiamo esaminato il tempo di latenza per varcare la soglia. Le capacità di apprendimento e di memoria sono state valutate come la sottrazione dei tempi di latenza dopo la scossa elettrica da ciascun background (prima).
2.7. Immunocolorazione della regione dell’ippocampo CA1
Per esaminare la perdita neuronale e l’attivazione gliale, la regione dell’ippocampo è stata colorata con un anticorpo anti-NeuN piramidale specifico per il neurone (clone A60; Merck Millipore, Darmstadt, Germania), una proteina acida fibrillare anti-gliale specifica per astrociti (anti-GFAP) anticorpo (Thermo Scientific, MA, USA) o un anticorpo anti-IbaI specifico per la microglia (Wako). I topi sono stati transcardialmente perfusi per essere fissati con paraformaldeide al 4% in soluzione salina tamponata con fosfato (PBS) in anestesia, e il loro cervello è stato crioprotetto con saccarosio al 30%, e quindi il cervello congelato è stato sezionato a 8 μm di spessore. Dopo l’incubazione con ciascun anticorpo primario, le sezioni sono state trattate con anticorpi secondari (Vector Laboratories, CA, USA) e la loro immunereattività è stata visualizzata con il metodo complesso avidina-biotina (Vector Laboratories).
2.8. Soggetti dello studio clinico
Questo studio è stato uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo condotto nell’ambito del progetto Tone, uno studio epidemiologico in corso condotto a Tone Town, Ibaraki, in Giappone, come descritto in dettaglio in precedenza [ 23 , 24 ]. Questa città si trova a circa 40 km a nord-est del centro di Tokyo ed è composta da 22 distretti. L’indagine di base del progetto Tone ha incluso 1.032 partecipanti a luglio 2009 e soggetti del presente studio sono stati reclutati da questi partecipanti.
I criteri di ammissibilità sono di età pari o superiore a 67 anni, in grado di fornire un consenso informato scritto per la partecipazione al presente studio, con una diagnosi di MCI, in grado di osservare i seguenti requisiti: buona conformità con il consumo di acqua; partecipazione agli esami previsti per la valutazione;tenere un diario di bordo che registra il consumo di acqua, con un punteggio ischemico di Hachinski modificato di 4 o meno e un punteggio della scala di depressione geriatrica di 15 elementi di 6 o meno. In breve, 3 mesi prima di questo studio clinico, tutti i partecipanti sono stati sottoposti a una valutazione di gruppo che ha utilizzato una serie di 5 test che hanno misurato i seguenti domini cognitivi: attenzione;memoria; funzione visuospaziale; linguaggio; e ragionamento come precedentemente descritto [ 25 ].Compromissione obiettiva in almeno 1 dominio cognitivo in base alla media dei punteggi sulle misure neuropsicologiche all’interno di quel dominio e 1 cut-off della DS mediante correzioni normative per età, anni di istruzione e sesso.
I criteri di esclusione avevano criteri “Manuale diagnostico e statistico dei disturbi mentali (DSM) -IV TR” per le malattie da demenza, malattie gravi o instabili, una storia negli ultimi 5 anni di gravi malattie infettive che colpiscono il cervello e / o malattie maligne , una storia di abuso o dipendenza da alcol o droghe (su DSM-IV TR) negli ultimi 5 anni e che ha ricevuto qualsiasi tipo di farmaco anti-Alzheimer e la recente (entro 4 settimane) iniziazione di farmaci che colpiscono il sistema nervoso centrale. Quando il punteggio del Mini Mental State Examination (MMSE) [ 26 ] era inferiore a 24, i soggetti erano esclusi.
In questo studio, i soggetti sono stati assegnati in modo casuale a un gruppo di intervento, che ha ricevuto acqua con idrogeno molecolare H 2 ogni giorno per 1 anno, oppure a un gruppo di controllo, che ha ricevuto acqua placebo. La sequenza di allocazione è stata determinata da numeri casuali generati dal computer che sono stati nascosti agli investigatori e ai soggetti. Drs. Nakajima e Ikejima hanno generato la sequenza di allocazione casuale, iscritti iscritti e assegnato partecipanti agli interventi. Tutti i partecipanti e gli operatori sanitari sono stati mascherati alla cieca.
Nel protocollo originale, abbiamo pianificato di somministrare acqua con idrogeno molecolare H 2 per 2 anni e valutare gli esiti secondari; tuttavia, nel 2011 abbiamo dovuto interrompere il progetto a causa del disastro dello Tsunami e non siamo riusciti a ottenere i dati di 2 anni e gli esiti secondari.
Il genotipo APOE4 è stato determinato come descritto [ 25 ].
2.9. Considerazioni statistiche
Tutte le analisi statistiche sono state eseguite da un biostatista accademico utilizzando il software SAS versione 9.2 (SAS Institute Inc, Cary, NC, USA). I risultati sono stati considerati significativi in p <0,05.
Per il confronto di due gruppi nelle capacità di apprendimento e di memoria e durata della vita, il test t di Student a due code non accoppiato è stato utilizzato per il confronto del gruppo acqua con idrogeno molecolare H 2 con il gruppo di controllo. Per gli altri esperimenti sugli animali, è stata applicata l’analisi unidirezionale della varianza (ANOVA) con l’analisi post hoc di Tukey-Kramer o Dunnett, salvo diversa indicazione.
Per la sperimentazione clinica, abbiamo pianificato di reclutare un totale di 120 pazienti, che avrebbero fornito il 90% di potenza per rilevare una dimensione dell’effetto di 0,6 utilizzando un test a due lati con un livello di significatività del 5%, ma la dimensione del campione effettiva per l’analisi primaria era 73, portando al 70% di potenza nella stessa impostazione. Gli end-point erano punteggi nella versione giapponese del pignone ADAS a 1 anno e le modifiche sono state valutate dal test U di Mann-Whitney (analisi non parametrica) e dal test t di Student (analisi parametrica).
3. RISULTATI
3.1. Stress ossidativo ridotto all’idrogeno-acqua nei topi DAL
Ai topi DAL101 maschi sono stati somministrati H 2 – o controllo dell’acqua da bere ad libitum dall’età di 1 mese e sono proseguiti fino all’età di 18 mesi. Il gruppo DAL101 di acqua con idrogeno molecolare H 2 ha mostrato una riduzione significativa del livello di un marcatore di stress ossidativo, 8-idrossi-2′-desossiguanosina urinaria (8-OHdG) [ 20 ] all’età di 14 mesi (Suppl. Fig. S1A ). Inoltre, i topi DAL101 hanno aumentato lo stress ossidativo nel cervello, misurato dal livello di MDA come marker di stress ossidativo alternativo, e l’acqua con idrogeno molecolare H 2 ha mostrato un recupero significativo di questo aumento del livello di MDA nei topi DAL101 (Suppl. Fig. S1B ).
3.2. L’acqua di idrogeno ha represso il declino dell’apprendimento e della memoria
Abbiamo esaminato le capacità di apprendimento e di memoria usando ORT [ 4 ]. Come descritto in MATERIALI E METODI , le capacità di apprendimento e di memoria sono state valutate come sottrazione della frequenza (%) nel test di ritenzione da ciascun background (test di allenamento). Ai topi è stato fornito controllo o acqua con idrogeno molecolare H 2 dall’età di 1 mese. All’età di 14 mesi, il gruppo acqua con idrogeno molecolare H 2 memorizzava in modo significativo gli oggetti originali e mostrava la preferenza per il nuovo oggetto rispetto al gruppo di controllo (Fig. 1A 1A di 14 mesi ).
L’acqua di idrogeno ha impedito il declino cognitivo. L’acqua con idrogeno molecolare H 2 è stata fornita dall’età di 1 mese ( A, C ) e dall’età di 8 mesi ( B ). I topi sono stati sottoposti al primo compito di riconoscimento delle obiezioni (ORT) all’età di 14 mesi ( A, B, 14 mesi ) e il secondo ORT all’età di 18 mesi ( A, B, 18 mesi ). Gli indici di riconoscimento sono stati ottenuti come la frequenza (%) di esplorare e / o annusare l’oggetto che sarebbe stato sostituito o quello nuovo che era stato sostituito. Δ L’indice di riconoscimento (%) indica le frequenze nel test di ritenzione di ORT dopo la sottrazione di quelle nel test di allenamento (sfondo). WT, wild-type; (DAL, H 2-), topi DAL101 che bevono acqua di controllo degassata; (DAL, H 2 +), topi DAL101 che bevono acqua a idrogeno. I dati sono mostrati come media ± SEM. n = 9, * p <0,05, ** p <0,01 dal test t di Student. ( C ) I topi sono stati sottoposti a un compito di evitamento passivo. Si ottengono latenze step-through prima e dopo la scossa elettrica e le latenze Δ Step-through indicano la sottrazione delle latenze step-through dopo prima della scossa elettrica. WT, wild-type (n = 10); Topi DAL, H 2 -, DAL101 che ricevono acqua di controllo degassata (n = 8); e topi DAL, H 2 +, DAL101 che ricevono acqua idrogenata / acqua H 2 (n = 8). I dati sono mostrati come media ± SEM. * p <0,05.
All’età di 18 mesi, i topi sono stati sottoposti al secondo ORT, che può essere fatto utilizzando oggetti diversi all’età di 18 mesi [ 14 ]. I topi DAL101 anziani che bevevano acqua con idrogeno molecolare H 2 memorizzavano ancora in modo significativo gli oggetti originali e preferivano il romanzo in più rispetto al gruppo di controllo (Fig. 1A 1A di 18 mesi ).
Successivamente, per testare gli effetti del bere dell’acqua con idrogeno molecolare H 2 dalla fase successiva, abbiamo iniziato a somministrare acqua con idrogeno molecolare H 2 a topi DAL101 maschi all’età di 8 mesi anziché 1 mese e sottoposti a ORT all’età di 14 mesi ( Fig. 1B 1B di 14 mesi ) e il secondo ORT all’età di 18 mesi (Fig. 1B 1B di 18 mesi ). Anche quando i topi hanno iniziato a bere all’età di 8 mesi, l’acqua con idrogeno molecolare H 2 ha significativamente soppresso il declino delle capacità di apprendimento e di memoria all’età di 18 mesi e all’età di 14 mesi (Fig. 1B 1B ) .
Inoltre, abbiamo sottoposto i topi alla PA [ 22 ] all’età di 18 mesi come metodo alternativo. Un giorno dopo una scarica elettrica di 0,3 mA per 2 secondi, i topi C57BL / 6 wild-type hanno memorizzato la scarica, valutata dalla sottrazione dei tempi di latenza per rientrare nel compartimento buio da ciascuno sfondo (Fig. 1C1C ). Il gruppo H 2- acqua con idrogeno molecolare ha significativamente soppresso il declino dell’apprendimento e della memoria più del gruppo di controllo (Fig. 1C 1C ).
Pertanto, bere acqua con idrogeno molecolare H 2 ha soppresso l’apprendimento e la compromissione della memoria nei topi dello stress ossidativo.
3.3. Neurodegenerazione soppressa dall’idrogeno-acqua
Per esaminare se l’acqua con idrogeno molecolare H 2 potesse prevenire la neurodegenerazione nei topi DAL101 anziani, abbiamo colorato l’ippocampo con un anticorpo anti-NeuN specifico per il neurone (Fig. 2A 2A ). La neurodegenerazione è stata valutata mediante attivazioni gliali utilizzando un anticorpo anti-GFAP e un anticorpo anti-Iba-I specifico della microglia. Cellule immuno-positive per campo visivo (FOV) sono state contate nella regione CA1 (Fig. 2B 2B ).
Neurodegenerazione repressa acqua a idrogeno. ( A ) La regione dell’ippocampo CA1 è stata colorata con anticorpi contro NeuN (un marcatore neuronale), GFAP (un marcatore astrocitico) o Iba-1 (un marcatore microgliale) (barre di scala: 50 µm). I pannelli di destra mostrano immagini ingrandite dei quadrati nei pannelli di sinistra (barre della scala: 10 µm). ( B ) Le cellule positive per anticorpi anti-NeuN, anti-GFAP e anti-Iba-I per campo visivo (FOV) sono state contate nella regione CA1 (n = 5). I dati sono mostrati come media ± SD. * p <0,05, ** p <0,01 (wild-type vs DAL), # p <0,05 (H 2 -water vs. control water in DAL).
Il numero di neuroni è stato ridotto nel gruppo di controllo DAL101 come confronto con il gruppo di tipo selvaggio, e il gruppo acqua con idrogeno molecolare H 2 -DAL101 ha mostrato una tendenza nel recupero della diminuzione (Fig. 2A 2A). Come è stato descritto in precedenza, [ 4 ] i topi DAL101 di controllo hanno mostrato un aumento dell’attivazione gliale, e il gruppo acqua con idrogeno molecolare H 2- acqua ha soppresso l’attivazione gliale potenziata nella regione CA1 (Fig. 2 2 , GFAP e Iba-I).
3.4. L’acqua idrogenata ha prolungato la durata media della vita dei topi
I topi DAL101 hanno mostrato una durata più breve, che è stata anche descritta in precedenza [ 4 ]. Per esaminare se il consumo di acqua con idrogeno molecolare H 2 ha attenuato la durata della vita ridotta, i topi DAL101 femmine hanno iniziato a bere controllo o acqua con idrogeno molecolare H 2 all’età di 1 mese. Sebbene l’acqua con idrogeno molecolare H 2 non abbia prolungato la durata massima della vita (Fig. 3A 3A ), l’acqua con idrogeno molecolare H 2 ha esteso significativamente la durata media della vita dei topi DAL101 (Fig. 3B 3B ).
Estensione della vita media bevendo continuamenteacqua idrogenata / acqua H 2 . ( A ) Curva di Kaplan-Meier che rappresenta la sopravvivenza di topi C57BL / 6 femminili (wild-type), topi DAL101 femmina che bevono acqua di controllo (acqua di controllo) e acqua H 2 (acqua con idrogeno molecolare ). ( B ) Ogni punto indica la durata di ogni mouse. Le barre indicano la durata media di ciascun gruppo. * p < 0,05 (p = 0,036) dal test t di Student.
3.5. Uno studio clinico randomizzato, controllato con placebo
shows the profile on the recruitment, randomization, and follow-up of this study. La Fig. (4 4 ) mostra il profilo sul reclutamento, randomizzazione e follow-up di questo studio. Un totale di 81 soggetti dei 1.032 partecipanti sono stati randomizzati; tuttavia, 3 nel gruppo di controllo e 5 nel gruppo di intervento sono stati diagnosticati non ammissibili dopo la randomizzazione e non inclusi in questa analisi. Caratteristiche di base e fattori dello stile di vita erano bilanciati tra i gruppi di studio (Tabella 1 1 ). L’assegnazione casuale è stata stratificata per età di ~ 74 anni e punteggio MMSE di ~ 28 punti. Il tasso medio di conformità dell’acqua potabile è stato stimato pari al 64% in entrambi i gruppi a 1 anno, il che significa che i soggetti hanno bevuto in media 320 ml / giorno. Il punteggio medio medio di ADAS-cog in H 2 – e gruppi di controllo erano 8.04 e 7.89, rispettivamente, senza significato.
Tabella 1
Caratteristiche di fondo di 73 soggetti con lieve deficit cognitivo.
| Controllo (n = 38) | Intervento (n = 35) | |||
|---|---|---|---|---|
| Significare | SD o% | Significare | SD o% | |
| Donna * | 20 | (52,6%) | 19 | (54,3%) |
| Età (anni) | 74.45 | 5.44 | 73.97 | 5.11 |
| Indice di massa corporea (kg / m 2 ) | 23.55 | 2.59 | 23.19 | 4.08 |
| Pressione arteriosa sistolica (mmHg) | 131.26 | 12.35 | 135.14 | 13.31 |
| Pressione sanguigna diastolica (mmHg) | 77.92 | 7.13 | 78.89 | 9.53 |
| Istruzione (anni) | 11.26 | 2.71 | 11.57 | 2.83 |
| Bevitore attuale di alcolici * | 19 | (50,0%) | 14 | (40,0%) |
| Fumatore attuale * | 4 | (10,5%) | 5 | (14,3%) |
| Attuale esercizio fisico * | 27 | (71,1%) | 22 | (62,9%) |
| Trasportatore APOE4 * | 6 | (15,7%) | 7 | (20,0%) |
| Storia famigliare * | 2 | (5,3%) | 2 | (5,7%) |
| Comorbidità * | ||||
| Ipertensione | 15 | (39,5%) | 14 | (40,0%) |
| Diabete mellito | 4 | (10,5%) | 5 | (14,3%) |
| dislipidemia | 4 | (10,5%) | 4 | (11,4%) |
| Ictus | 2 | (5,3%) | 1 | (2,9%) |
| Depressione | 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 la frequenza (%).
Dopo 1 anno, non sono stati riscontrati danni osservabili o effetti indesiderati in ciascun gruppo e si è osservata una tendenza a migliorare il punteggio totale dei pignoni ADA sia nei gruppi acqua con idrogeno molecolare H 2 che nei gruppi di controllo (Suppl. Tabella S1 ), probabilmente a causa di interventi del genere come esercizio moderato da parte del progetto Tone. Inoltre, i soggetti nel gruppo acqua con idrogeno molecolare H 2 avevano più tendenze per il miglioramento rispetto a quelli nei gruppi di controllo sebbene non vi fosse alcun significato (Suppl. Tabella S1 ).Tuttavia, quando prestiamo attenzione alle variazioni del punteggio nei portatori del genotipo APOE4, i punteggi totali dei pignoni ADAS e dei compiti di richiamo delle parole (uno dei punteggi secondari) sono notevolmente migliorati, come valutato dalla distribuzione della variazione del punteggio in ogni materia ( Fig. 5 5 ). Nei vettori APOE4, il gruppo acqua con idrogeno molecolare H 2 è notevolmente migliorato, mentre il gruppo di controllo è leggermente peggiorato. shows the score change of each subject as an alternative presentation.Inoltre, la Fig. (6 6 ) mostra la variazione del punteggio di ciascun argomento come presentazione alternativa.Sebbene i soggetti nel gruppo di controllo non siano migliorati, sei e cinque su 7 soggetti sono migliorati rispettivamente nel punteggio totale ADAS e nei punteggi delle attività di richiamo delle parole nel gruppo acqua con idrogeno molecolare H 2 dei portatori APOE4.
Distribuzione delle variazioni del punteggio di ingranaggio secondario e totale di ADAS. Distribuzione del punteggio del compito di richiamo delle parole ( A ), di un sotto-punteggio di ADAS-cog e ( B ) del punteggio totale di ADAS-cogs in vettori non APOE4 (a sinistra) e APOE4 (a destra). Ogni punto indica il cambio di singoli soggetti. La differenza tra i gruppi acqua con idrogeno molecolare H2 e di controllo era significativa nei portatori APOE4 mediante un’analisi non parametrica e un’analisi parametrica. ( A ) p = 0,036 (dal test t di Student) e p = 0,047 (dal test U di Mann-Whitney) e ( B ) p = 0,037 (dal test t di Student) e p = 0,044 (dal test U di Mann-Whitney ) per ( A ) e ( B ), rispettivamente. Le barre centrali nelle losanghe indicano i valori mediani.
Cambiamenti in un punteggio sub-dolorante e totale di ADAS di ciascun soggetto nei vettori APOE4.Ogni riga indica la variazione di 1 anno del punteggio del task di richiamo delle parole ( A ) e del punteggio totale del dente ADAS ( B ) di un soggetto nei vettori APOE4. * indica p <0,05 come mostrato nella legenda della Fig. 5 .
DISCUSSIONE
Disturbi neurodegenerativi dipendenti dall’età sono coinvolti nello stress ossidativo. In questo studio, abbiamo dimostrato che bere
L’acqua con idrogeno molecolare H 2 ha soppresso il declino biochimico, comportamentale e patologico nei topi da stress ossidativo.Il punteggio di ADAS-cog [ 18 ] è la misura cognitiva generale più utilizzata negli studi clinici di AD [ 27 , 28 ]. Il punteggio ADAS-cog valuta più domini cognitivi tra cui memoria, lingua, prassi e orientamento.Nel complesso, il pignone ADAS si è dimostrato efficace per lo scopo previsto. Il presente studio clinico mostra che bere acqua con idrogeno molecolare H 2 ha migliorato in modo significativo il punteggio del dente ADAS dei portatori di genotipo APOE4.
Abbiamo precedentemente dimostrato che i topi DAL101 mostrano neurodegenerazione dipendente dall’età, declino cognitivo e riduzione della durata della vita [ 4 ]. I topi DAL101 mostrano fenotipi di demenza in modo dipendente dall’età in risposta a una crescente quantità di stress ossidativo [ 4 ]. Lo stress ossidativo migliora la perossidazione lipidica, portando alla formazione di aldeidi altamente reattive α, β-insature, come MDA e 4-HNE [ 29 ]. L’accumulo di proteine addotte da 4-HNE nei neuroni piramidali è stato osservato nel cervello di pazienti con AD e PD [ 30 ]. Il declino della capacità di ALDH2 * 2 non è riuscito a disintossicare le aldeidi citotossiche e di conseguenza aumenta lo stress ossidativo [ 31 ].
Inoltre, topi a doppia transgenia sono stati costruiti incrociando topi DAL101 con topi Tg2576, che esprimono una forma mutante di proteina precursore dell’amiloide umana (APP). Hanno mostrato una deposizione accelerata di amiloide, fosforilazione di tau e gliosi, nonché capacità di apprendimento e memoria compromesse. La durata della vita dei topi APP / DAL è stata significativamente più breve di quella dei topi APP e DAL101 [ 32 ]. Pertanto, questi animali modello possono essere utili per esplorare antiossidanti che potrebbero essere in grado di prevenire la demenza dipendente dall’età. In effetti, una dieta contenente clorella ha mostrato effetti mitigati sul declino cognitivo nel DAL101 [ 33 ].
Uno dei più potenti fattori di rischio per l’AD è lo stato di portatore del genotipo APOE4 e i ruoli di APOE4 sulla progressione dell’AD sono stati ampiamente esaminati da vari aspetti [ 34 , 35 ]. L’APOE4 aumenta anche il numero di lipoproteine aterogeniche e accelera l’aterogenesi [ 36 ]. L’aumento dello stress ossidativo nei portatori di APOE4 è considerato uno dei modificatori del rischio [ 3 ]. Una combinazione di antiossidanti ha migliorato la funzione cognitiva dei soggetti anziani dopo 3 anni, specialmente nei portatori di APOE4 [ 23 ]. Questo risultato clinico precedente concorda con il presente studio. L’H 2 agisce come efficace antiossidante all’interno delle cellule grazie alla sua capacità di diffondersi rapidamente attraverso le membrane [ 9 ]. Inoltre, come funzione antiossidativa secondaria, H 2 sembra attivare il fattore 2 (Nrf2) correlato a NF-E2, [ 10 ] che riduce lo stress ossidativo esprimendo una varietà di enzimi antiossidanti [ 37 ]. Abbiamo riferito che bere acqua idrogenata / acqua H 2 ha prevenuto l’arteriosclerosi usando topi knockout APOE, un modello dello sviluppo spontaneo dell’aterosclerosi che accompagnava una diminuzione dello stress ossidativo [ 38 ]. Pertanto, è possibile che bere acqua con idrogeno molecolare H 2 migliori il danno vascolare diminuendo lo stress ossidativo come antiossidante diretto o indiretto, portando al miglioramento di un modello demintia e soggetti MCI. In questo studio, ci siamo concentrati sul genotipo delle isoforme APOE; tuttavia, il polimorfismo del gene APOE nella regione del promotore influenza l’espressione del gene APOE [ 39 ].Pertanto, sarà importante esaminare l’effetto dell’acqua con idrogeno molecolare H 2 sotto questo polimorfismo.
Per mitigare l’AD, è stata prestata particolare attenzione all’esercizio fisico regolare e moderato per aiutare a ridurre il rischio di demenza e prevenire lo sviluppo di MCI nei pazienti anziani [ 40 – 42 ]. L’esercizio fisico moderato migliora il metabolismo energetico e sopprime l’espressione delle citochine pro-infiammatorie [ 43 ] e protegge i sistemi vascolari [ 40 , 44 , 45 ]. L’H 2 presenta molteplici funzioni mediante una diminuzione dei livelli di citochine pro-infiammatorie e un aumento del metabolismo energetico oltre ai ruoli antiossidanti. Per esercitare molteplici funzioni, H 2 regola varie vie di trasduzione del segnale e l’espressione di molti geni [ 10 ]. Ad esempio, l’H 2 protegge le cellule neurali e stimola il metabolismo energetico stimolando rispettivamente l’espressione ormonale della grelina [ 15 ] e del fattore di crescita dei fibroblasti 21, [ 21 ]. Al contrario, l’H 2 allevia l’infiammazione diminuendo le citochine pro-infiammatorie [ 46 ]. Pertanto, la combinazione di queste funzioni di H 2 sull’antinfiammazione e sulla stimolazione del metabolismo energetico potrebbe impedire il declino della funzione cerebrale [ 10 ], entrambi migliorati da un esercizio regolare e moderato. Pertanto, è possibile che le funzioni multipe di H 2, tra cui la stimolazione del metabolismo energetico e l’anti-infiammazione, possano contribuire al miglioramento del modello di demenza e dei soggetti MCI.
Come aspetto alternativo, H 2 sopprime il fattore nucleare della via di trascrizione delle cellule T attivate (NFAT) per regolare vari schemi di espressione genica [ 47 ]. La segnalazione NFAT è alterata nell’AD e svolge un ruolo importante nel guidare la neurodegenerazione mediata da beta-amiloide [ 48 ]. Inoltre, la cascata trascrizionale NFAT contribuisce alla sinaptotossicità β dell’amiloide [ 49 ]. Inoltre, un coinvolgimento attivo della via di segnalazione mediata da NFAT nella degenerazione dei neuroni mediata da alfa-syn [ 50 ]. In effetti, i pazienti con PD sono migliorati bevendo acqua idrogenata / acqua H 2, come rivelato da uno studio clinico in doppio cieco, controllato con placebo, [ 51 ] e una scala più ampia di uno studio clinico è sotto inchiesta [ 52 ]. Pertanto, gli effetti benefici di H 2 sulle malattie neurodegenerative possono essere spiegati dalla soppressione della regolazione trascrizionale NFAT.
CONCLUSIONE
Il presente studio suggerisce una possibilità per rallentare il progresso della demenza bevendo acqua con idrogeno molecolare H 2mediante esperimenti su animali e uno studio di intervento clinico per i portatori di APOE4; tuttavia, sarà necessaria una scala più lunga e più ampia di prove per chiarire l’effetto dell’acqua con idrogeno molecolare H 2 sull’MCI.
RINGRAZIAMENTI
Ringraziamo Blue Mercury, Inc. (Tokyo, Giappone) per aver fornito acqua con idrogeno molecolare H 2 e acqua placebo, la signora Hiroe Murakoshi per l’assistenza tecnica e la signora Suga Kato per il lavoro di segreteria. Il sostegno finanziario per questo studio è stato fornito da Grants-in-Aid for Scientific Research della Japan Society for the Promotion of Science (23300257, 24651055 e 26282198 a SO; 23500971 e 25350907 a KN). Il sostegno finanziario per questo studio è stato fornito da Grants-in-Aid for Scientific Research della Japan Society for the Promotion of Science (23300257, 24651055 e 26282198 a SO; 23500971 e 25350907 a KN).
ELENCO DELLE ABBREVIAZIONI
| APOE4 | Apolipoproteina E4 |
| MCI | Lieve deterioramento cognitivo |
| ALDH2 | Aldeide deidrogenasi 2 |
| ADAS-Cog | Sottoscala cognitiva della scala di valutazione della malattia di Alzheimer |
| ANNO DOMINI | Il morbo di Alzheimer |
| PD | Morbo di Parkinson |
| DAL101 | Tipo negativo dominante 101 del polimorfismo mutante ALDH2 (ALDH2 * 2) |
| 4-HNE | 4-idrossi-2-nonenale |
| 8-OHdG | 8-idrossi-2′-deossiguanosina |
| MDA | malondialdeide |
| ORT | Attività di riconoscimento degli oggetti |
| PAPÀ | Compito di evitamento passivo |
| GFAP | Proteina acida fibrillare gliale |
| PBS | Tampone fosfato salino |
| ANOVA | Analisi unidirezionale della varianza |
| CI | Intervallo di confidenza |
| MMSE | Mini esame dello stato mentale |
| FOV | Campo visivo |
| APP | Proteina Precursore Dell’amiloide |
| Nrf2 | Fattore 2 correlato a NF-E2 |
| NFAT | Fattore nucleare della cellula T attivata |
MATERIALE SUPPLEMENTARE
Il materiale supplementare è disponibile sul sito web dell’editore insieme all’articolo pubblicato.
OMOLOGAZIONE ETICA E CONSENSO A PARTECIPARE
Lo studio sugli animali è stato approvato dal Comitato per la cura e l’uso degli animali della Nippon Medical School.
Il protocollo di studio clinico sull’uomo è stato approvato dai comitati etici dell’Università di Tsukuba.
DIRITTI UMANI E ANIMALI
Tutte le procedure di ricerca sugli animali seguite erano conformi agli standard stabiliti nell’ottava edizione della Guida per la cura e l’uso degli animali da laboratorio pubblicata dalla National Academy of Sciences, The National Academies Press, Washington, DC).
Tutto il materiale umano è stato ottenuto in conformità con gli standard stabiliti nella Dichiarazione deiprincipi di Helsinki del 1975, rivista nel 2008 ( http://www.wma.net/en/10ethics/10helsinki/<http://www.wma .net / it / 10ethics / 10helsinki / >).
Consenso alla pubblicazione
Tutti i pazienti hanno fornito priorità di consenso informato scritto alle indagini di ricerca.
CONFLITTO D’INTERESSE
Dichiariamo che non vi è alcun conflitto di interesse effettivo e potenziale in questo studio. Sebbene SO sia stato consulente scientifico di Blue Mercury, Inc. (Tokyo, Giappone) dalle 2.005 alle 2.008, non vi è stato alcun coinvolgimento durante questo studio.
RIFERIMENTI
acqua idrogenata riduce i livelli sierici di colesterolo LDL e migliora la funzione HDL nei pazienti con potenziale sindrome metabolica
L’acqua ricca di idrogeno riduce i livelli sierici di colesterolo LDL e migliora la funzione HDL nei pazienti con potenziale sindrome metabolica.
Song G 1 , Li M , Sang H , Zhang L , Li X , Yao S , Yu Y , Zong C , Xue Y , Qin S.
1Laboratorio chiave di aterosclerosi nelle università di Shandong, Shandong, Cina.
Astratto
Abbiamo scoperto che l’idrogeno (diidrogeno; H2) ha effetti benefici ipolipemizzanti nei criceti dorati siriani ricchi di grassi. L’obiettivo di questo studio era di caratterizzare gli effetti dell’acqua ricca di idrogeno H2 (0,9-1,0 l acqua idrogenata / giorno) sul contenuto, sulla composizione e sulle attività biologiche delle lipoproteine sieriche su 20 pazienti con potenziale sindrome metabolica.
L’analisi del siero ha mostrato che il consumo di acqua ricca di H2/acqua idrogenata per 10 settimane ha determinato una riduzione dei livelli sierici di colesterolo totale (TC) e LDL-colesterolo (LDL-C).
L’analisi Western blot ha rivelato una marcata riduzione dell’apolipoproteina (apo) B100 e dell’apoE nel siero. Inoltre, abbiamo scoperto che acqua idrogenata H2 ha migliorato significativamente la funzionalità HDL valutata in quattro modi indipendenti, vale a dire,
- protezione contro l’ossidazione delle LDL,
- inibizione dell’adesione dei monociti indotta dal fattore di necrosi tumorale (TNF) alle cellule endoteliali,
- stimolazione del colesterolo efflusso da cellule di schiuma di macrofagi e
- protezione delle cellule endoteliali dall’apoptosi indotta da TNF-α.
Inoltre, abbiamo riscontrato che il consumo di acqua ricca di H2 / acqua idrogenata ha comportato un aumento del superossido dismutasi enzimatico antiossidante e una diminuzione delle sostanze reattive all’acido tiobarbiturico in siero intero e LDL. In conclusione, l’integrazione con acqua ricca di H2/acqua idrogenata sembra diminuire i livelli sierici di LDL-C e apoB, migliorare le funzioni HDL danneggiate dalla dislipidemia e ridurre lo stress ossidativo e può avere un ruolo benefico nella prevenzione della potenziale sindrome metabolica.
PMID: 23610159 PMCID: PMC3679390 DOI: 10,1194 / jlr.M036640
acqua idrogenata migliora il metabolismo dei lipidi e del glucosio nei pazienti con diabete di tipo 2 o ridotta tolleranza al glucosio
La supplementazione di acqua idrogenata / ricca di idrogeno migliora il metabolismo dei lipidi e del glucosio nei pazienti con diabete di tipo 2 o ridotta tolleranza al glucosio.
1Kajiyama Clinic, Kyoto 615-0035, Giappone.
Lo stress ossidativo è ampiamente riconosciuto come associato a vari disturbi tra cui diabete, ipertensione e aterosclerosi. È noto che l’idrogeno ha un’azione riducente.
Abbiamo quindi studiato gli effetti dell’assunzione di acqua idrogenata / acqua ricca di idrogeno sul metabolismo dei lipidi e del glucosio nei pazienti con diabete mellito di tipo 2 (T2DM) o ridotta tolleranza al glucosio (IGT).
Abbiamo condotto uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo, crossover su 30 pazienti con T2DM controllato dalla dieta e terapia fisica e 6 pazienti con IGT. I pazienti hanno consumato 900 mL / d di acqua pura ricca di idrogeno / acqua idrogenata o 900 mL di acqua pura placebo per 8 settimane, con un periodo di washout di 12 settimane. Diversi biomarcatori di stress ossidativo, insulino-resistenza e metabolismo del glucosio, valutati con un test di tolleranza al glucosio orale, sono stati valutati al basale e a 8 settimane.
L’assunzione di acqua idrogenata / acqua ricca di idrogeno è stata associata a una significativa riduzione dei livelli di colesterolo lipoproteico a bassa densità (LDL) modificato (ovvero, modifiche che aumentano la carica negativa netta di LDL), LDL a bassa densità e 8-isoprostane urinarie del 15,5% (P <.01), 5,7% (P <.05) e 6,6% (P <.05), rispettivamente.
L’assunzione di acqua idrogenata / acqua ricca di idrogeno è stata anche associata a una tendenza a ridurre le concentrazioni sieriche di LDL ossidato e acidi grassi liberi e ad aumentare i livelli plasmatici di adiponectina e superossido dismutasi extracellulare. In 4 su 6 pazienti con IGT, l’assunzione di acqua idrogenata / acqua ricca di idrogeno ha normalizzato il test di tolleranza al glucosio orale.
In conclusione, questi risultati suggeriscono che l’integrazione con acqua idrogenata / acqua ricca di idrogeno può avere un ruolo benefico nella prevenzione del T2DM e della resistenza all’insulina.
- PMID: 19083400
- DOI: 10.1016 / j.nutres.2008.01.008
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Nutr. 2008 marzo; 28 (3): 137-43. doi: 10.1016 / j.nutres.2008.01.008.
acqua idrogenata per miopatie mitocondriali e infiammatorie
sfondo
L’idrogeno molecolare ha effetti importanti su oltre 30 modelli animali, in particolare di malattie ossidative e malattie infiammatorie. Inoltre, sono stati riportati effetti dell’idrogeno sull’uomo nel diabete mellito di tipo 2, nell’emodialisi, nella sindrome metabolica, nella radioterapia per il cancro al fegato e nell’infarto del tronco encefalico. Gli effetti dell’idrogeno sono attribuiti a specifiche attività di eliminazione dei radicali che eliminano il radicale ossidrile e il perossinitrito, nonché alle attività di modulazione del segnale, ma i meccanismi molecolari dettagliati rimangono ancora sfuggenti. L’idrogeno è una molecola sicura che è in gran parte prodotta dai batteri intestinali nei roditori e nell’uomo e non sono stati documentati effetti avversi.
metodi
Abbiamo eseguito una sperimentazione in aperto di bere 1,0 litri al giorno di acqua arricchita di idrogeno per 12 settimane in cinque pazienti con distrofia muscolare progressiva (PMD), quattro pazienti con polimiosite / dermatomiosite (PM / DM) e cinque pazienti con miopatie mitocondriali ( MM) e misurato 18 parametri sierici e 8-isoprostane urinario ogni 4 settimane. Successivamente abbiamo condotto uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo, crossover di 0,5 litri al giorno di acqua arricchita con idrogeno o acqua placebo per 8 settimane in 10 pazienti con DM e 12 pazienti con MM, e abbiamo misurato 18 parametri sierici ogni 4 settimane .
risultati
Nello studio in aperto, non è stato osservato alcun miglioramento oggettivo o peggioramento dei sintomi clinici. Abbiamo, tuttavia, osservato effetti significativi nei rapporti lattato-piruvato in PMD e MM, glicemia a digiuno in PMD, metalloproteinasi-3 della matrice sierica (MMP3) in PM / DM e trigliceridi sierici in PM / DM. Nello studio in doppio cieco, non sono stati osservati effetti clinici oggettivi, ma è stato rilevato un miglioramento significativo del lattato in MM. Anche i rapporti lattato-piruvato in MM e MMP3 in DM hanno mostrato risposte favorevoli ma senza significato statistico. Non sono stati osservati effetti avversi in nessuno dei due studi ad eccezione di episodi ipoglicemici in un paziente MELAS trattato con insulina, che si è attenuato riducendo la dose di insulina.
conclusioni
L’acqua arricchita di idrogeno migliora la disfunzione mitocondriale nei MM e i processi infiammatori nel PM / DM. Effetti meno importanti con la sperimentazione in doppio cieco rispetto alla sperimentazione in aperto erano probabilmente dovuti a una quantità inferiore di idrogeno somministrato e ad un periodo di osservazione più breve, il che implica un effetto soglia o un effetto dose-risposta dell’idrogeno.
sfondo
Ohsawa e colleghi hanno segnalato per la prima volta un effetto dell’idrogeno gassoso sull’infarto cerebrale nel giugno 2007 [ 1 ]. Sono stati riportati effetti dell’idrogeno somministrato sotto forma di gas inalato, acqua potabile, instillazione e iniezione intraperitoneale per 31, 4 e 5 malattie in modelli animali, cellule e umani, rispettivamente [ 2 ]. L’idrogeno mostra effetti importanti soprattutto sulle malattie ossidative mediate dallo stress e sulle malattie infiammatorie nei roditori. L’idrogeno elimina i radicali idrossilici e perossinitrite in modo meno efficiente [ 1 ]. È improbabile, tuttavia, che le attività di eliminazione dei radicali siano un meccanismo esclusivo, poiché la quantità di specie di ossigeno radicale generate nei roditori e nell’uomo è molto più della quantità di molecole di idrogeno assorbite dal corpo. In effetti, la quantità di idrogeno assorbita dall’acqua potabile arricchita con idrogeno (HEW) è 100 o più volte inferiore a quella inalando il 2% di idrogeno, ma bere HEW macqua idrogenata ostra effetti benefici buoni o addirittura migliori rispetto all’inalazione del 2% di idrogeno nei roditori [ 2 – 4 ], il che suggerisce la mancanza di un semplice effetto dose-risposta. Il nostro precedente studio sull’allergia di tipo 1 indica anche che l’idrogeno sopprime l’allergia di tipo 1 agendo come un modulatore del segnale gassoso e non come uno scavenger di radicali [ 5 ].
Gli effetti dell’idrogeno nell’uomo sono stati esaminati in cinque studi. Innanzitutto, uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo controllato su 900 ml / die di HEW acqua idrogenata per 8 settimane in 30 pazienti con diabete mellito di tipo 2 ha dimostrato una riduzione significativa del colesterolo LDL modificato con carica elettronegativa, LDL piccolo denso e urinario 8 -isoprostane [ 6 ]. In secondo luogo, uno studio in aperto sulla soluzione di emodialisi arricchita con idrogeno elettrolizzato in 9 pazienti per 4 mesi [ 7 ] e 21 pazienti per 6 mesi [ 8 ] ha mostrato una significativa riduzione della pressione sistolica prima e dopo la dialisi, nonché del monocita plasmatico proteina chemoatattante 1 e mieloperossidasi. In terzo luogo, uno studio in aperto di 1,5-2,0 litri al giorno di HEW per 8 settimane in 20 soggetti con sindrome metabolica ha mostrato un aumento del 39% di superossido dismutasi urinario (SOD), una riduzione del 43% delle sostanze reattive dell’acido tiobarbiturico urinario (TBARS ), un aumento dell’8% del colesterolo lipoproteico ad alta densità (HDL) e una riduzione del 13% del rapporto colesterolo totale / colesterolo HDL [ 9 ]. In quarto luogo, uno studio randomizzato controllato con placebo di 1,5-2,2 litri / giorno di HEW acqua idrogenata per 6 settimane in 49 pazienti sottoposti a radioterapia per tumori epatici maligni ha mostrato marcati miglioramenti dei punteggi QOL [ 10 ]. Poiché lo studio non è stato accecato, i punteggi QOL soggettivi tendevano a essere sovrastimati da un effetto placebo, ma anche i marcatori oggettivi per lo stress ossidativo erano significativamente ridotti. In quinto luogo, l’infusione a goccia di soluzione salina arricchita di idrogeno in combinazione con Edaravone, uno spazzino radicale clinicamente approvato per infarto cerebrale, per 7 giorni in 8 pazienti con infarto del tronco encefalico è stato confrontato con 24 di questi pazienti trattati con Edaravone da solo [ 11 ]. Sebbene lo studio non sia stato randomizzato e non accecato, i marcatori MRI dei pazienti infusi con idrogeno hanno mostrato miglioramenti significativi e accelerazione della normalizzazione.
Spinti dagli effetti importanti dell’idrogeno sulle malattie infiammatorie e sulle malattie ossidative mediate dallo stress, in particolare nei roditori, abbiamo eseguito uno studio in aperto sul consumo di 1,0 litri al giorno di HEW acqua idrogenata per 12 settimane in 14 pazienti con malattie muscolari e identificato il miglioramento della quattro parametri: (i) una diminuzione del rapporto lattato-piruvato nelle miopatie mitocondriali (MM) e distrofia muscolare progressiva (PMD); (ii) una diminuzione della metalloproteinasi-3 (MMP3) della matrice sierica nella polimiosite / dermatomiosite (PM / DM), (iii) una diminuzione della glicemia a digiuno nella PMD e (iv) una diminuzione dei trigliceridi sierici nella PM / DM. Abbiamo quindi condotto uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo, crossover di 0,5 litri al giorno di HEW acqua idrogenata per 8 settimane in casi 12 MM e 10 DM. Abbiamo osservato che acqua idrogenata HEW ha migliorato significativamente il lattato sierico in MM. In entrambi gli studi, alcuni pazienti hanno riportato un miglioramento soggettivo di affaticabilità, diarrea e mialgia, ma altri hanno riportato sensazione di galleggiamento e peggioramento della diarrea. Non abbiamo osservato alcun miglioramento oggettivo o peggioramento dei sintomi clinici durante ogni studio. I nostri studi implicano che HEW acqua idrogenata migliora i parametri clinici in MM e PM / DM, ma 0,5 litri / giorno per 8 settimane è probabilmente insufficiente per dimostrare effetti statisticamente significativi.
Pazienti e metodi
pazienti
Per lo studio in aperto, abbiamo reclutato 5 pazienti con PMD, 4 pazienti con PM / DM e 5 pazienti con MM. I pazienti con PMD comprendevano 1 maschio con miopatia Miyoshi e 4 femmine con distrofia muscolare dei cingoli di tipo 2B con età media e DS di 50,4 ± 15,9 anni (range 25-66). I pazienti con PM / DM comprendevano 2 maschi e 2 femmine con un’età media di 53,8 ± 24,8 anni (range 29-83). Tutti i casi di PM / DM assumevano 5-10 mg di prednisolone al giorno ed erano ben controllati. I pazienti con MM comprendevano 4 casi con MELAS (2 maschi e 2 femmine con un’età media di 45,8 ± 12,3 anni, range 37-64) e una donna di 54 anni con oftalmoplegia esterna progressiva cronica (CPEO).
Per lo studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo, crossover, abbiamo reclutato 12 pazienti con MM e 10 pazienti con DM. I pazienti con MM comprendevano 5 casi con MELAS (2 maschi e 3 femmine con un’età media di 44,6 ± 17,6 anni, intervallo 20-65), nonché 7 casi con CPEO (3 maschi e 4 femmine con un’età media di 49,1 ± 11,1 anni, intervallo 29-61). I pazienti con DM comprendevano 3 maschi e 7 femmine con un’età media di 49,6 ± 13,7 anni (range 32-66). Tutti i pazienti con DM erano ben controllati con 5 – 10 mg di prednisolone al giorno. Tre pazienti MM e tre DM hanno partecipato a entrambi gli studi. Entrambi gli studi sono stati approvati dal Ethical Review Board della Aichi Medical University. Il consenso informato è stato ottenuto da ogni paziente.
protocolli
Abbiamo acquistato 500 ml di acqua idrogenata HEW o placebo in busta di alluminio da Blue Mercury Inc. (Tokyo, Giappone). Abbiamo misurato le concentrazioni di idrogeno utilizzando un sensore ad ago per idrogeno H2-N collegato a un picoammetro a 2 canali PA2000 (Unisense Science, Aarhus, Danimarca). Le concentrazioni di idrogeno erano ~ 0,5 ppm (~ 31% di saturazione). Abbiamo anche confermato che l’idrogeno nell’acqua placebo non era rilevabile con il nostro sistema. Per ogni prova, abbiamo incaricato i pazienti di evacuare l’aria dalla sacca e di chiudere ermeticamente un tappo di plastica ogni volta che bevono acqua per mantenere la concentrazione di idrogeno il più elevata possibile.
Per lo studio in aperto, i pazienti hanno assunto 1,0 litri al giorno di HEW acqua idrogenata in dosi da cinque a dieci divise per 12 settimane. Abbiamo misurato 18 parametri sierici e uno urinario e registrato sintomi clinici a 0, 4, 8, 12, 16 settimane.
Per lo studio in doppio cieco, i pazienti hanno assunto 0,5 litri al giorno di acqua HEW acqua idrogenata o placebo in 2-5 dosi divise per 8 settimane. Tra le prove di 8 settimane con HEW acqua idrogenata e placebo, abbiamo effettuato un periodo di washout di 4 settimane. Abbiamo misurato 18 parametri sierici e registrato sintomi clinici a 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24 settimane. Nello studio in doppio cieco, non abbiamo misurato i livelli urinari di 8-isoprostane.
I dati sono stati analizzati statisticamente utilizzando le misure ripetute a senso unico ANOVA per lo studio in aperto e le misure ripetute a due vie ANOVA per lo studio in doppio cieco, entrambe seguite dal test di confronto multiplo di Bonferroni utilizzando Prism versione 4.0c (Graphpad Software, San Diego, California).
risultati
Versione di prova in aperto
Quattordici pazienti con PMD, PM / DM e MM hanno partecipato allo studio e nessun paziente ha abbandonato lo studio. I pazienti hanno assunto 1,0 litri di HEW acqua idrogenata per 12 settimane e abbiamo misurato 18 sieri e un parametro urinario ogni 4 settimane (Tabella ( Tabella 1 ). 1 ). Durante lo studio non abbiamo osservato alcun miglioramento oggettivo o peggioramento dei sintomi clinici. Tutti i pazienti hanno riportato un aumento della frequenza della minzione. Due pazienti MELAS hanno riportato un miglioramento della fatica e un altro paziente MELAS ha lamentato una lieve sensazione di galleggiamento occasionale. Abbiamo stimato la significatività statistica usando l’analisi ANOVA di misure ripetute a senso unico e rilevato cinque parametri (Figura ( Figura 1).1 ). I rapporti sierici di lattato-piruvato (L / P) nei pazienti con MM erano alti prima dello studio e diminuiti durante lo studio (Figura (Figura 1A).1A ). I rapporti sierici di L / P e i livelli glicemici a digiuno dei pazienti con PMD erano elevati dopo lo studio, ma i valori erano ancora entro intervalli normali (Figure ( Figure1B 1B e and1C).1C ). I livelli sierici di MMP3 nei pazienti con DM sono stati ridotti fino al 72,9% di quelli precedenti a HEW acqua idrogenata, che sono stati nuovamente aumentati dopo lo studio (Figura ( Figura 1D).1D ). I livelli sierici di trigliceridi nei pazienti con DM sono stati elevati dopo lo studio (Figura ( Figura 1E 1E ).
Tabella 1
Studio in aperto di HEW acqua idrogenata in 14 pazienti miopatici
| Distrofia muscolare progressiva (PMD) | Polimiosite (PM) / Dermatomiosite (DM) | Miopatie mitocondriali (MM) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| | |||||||||
| Prima | 12 settimane | Dopo | Prima | 12 settimane | Dopo | Prima | 12 settimane | Dopo | |
| 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 |
| Glucosio a digiuno (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 |
| lattato (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 rapporto | 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 |
| Acido urico (μmol / dL) | 295 ± 46 | 315 ± 61 | 300 ± 30 | 319 ± 44 | 331 ± 71 | 329 ± 40 | 208 ± 50 | 220 ± 60 | 217 ± 45 |
| 8-isoprostane urinario (ng / mg Cr) | 303 ± 155 | 392 ± 173 | ND | 222 ± 88 | 237 ± 86 | ND | 274 ± 117 | 261 ± 59 | ND |
| 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-chol (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 |
| Trigliceridi (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 |
| Piastrine (10 9 / L) | 262 ± 42 | 260 ± 33 | 270 ± 20 | 337 ± 123 | 265 ± 82 | 270 ± 65 | 215 ± 25 | 207 ± 28 | 217 ± 25 |
| ematocrito | 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) | ND | ND | ND | 307,8 ± 59,1 * | 224,3 ± 53,4 * | 283,3 ± 77,6 * | ND | ND | ND |
| IgG (mg / dl) | ND | ND | ND | 1343 ± 470 | 1396 ± 550 | 1429 ± 581 | ND | ND | ND |
I valori rappresentano la media ± DS. nd, non determinato. * p <0,05 e ** p <0,005 con misure ripetute a senso unico ANOVA.
Profili temporali di quattro parametri che dimostrano il significato statistico con misure ripetute a senso unico ANOVA nella sperimentazione in aperto . Rapporti di lattato / piruvato sierico (L / P) in 5 pazienti con miopatie mitocondriali (MM) (A) e 4 pazienti con distrofia muscolare progressiva (PMD) (B) . Notare rapporti L / P anormalmente alti nei pazienti con MM. (C) Glucosio a digiuno in 4 pazienti con PMD. (D) Siero MMP3 in 5 pazienti con polimiosite (PM) / dermatomiosite (DM). (E) Trigliceridi sierici in 4 pazienti con PMD.Dodici settimane su HEW acqua idrogenata sono indicate da una casella in ciascun pannello. Mezzi e SD sono tracciati. Valori statisticamente diversi del test di confronto multiplo di Bonferroni sono indicati da ‘a’ e ‘b’ con * p <0,05 e ** p <0,01. Il test di Bonferroni non rivela alcuna differenza statistica tra due valori in (D) ed (E) . Le linee spezzate mostrano un intervallo normale di ciascun parametro.
Studio crossover randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo
Dodici pazienti MM e dieci DM hanno partecipato allo studio e nessun paziente ha abbandonato lo studio.I pazienti hanno assunto 0,5 litri di acqua HEW acqua idrogenata o placebo per 8 settimane e abbiamo misurato 18 parametri sierici ogni 4 settimane (Tabella ( Tabella 2 ). 2 ). Un paziente MM ha riportato una maggiore frequenza di minzione su HEW acqua idrogenata. Un paziente con DM ha riportato un miglioramento soggettivo della fatica e della diarrea con HEW acqua idrogenata, ma un paziente con MM si è piuttosto lamentato di un aumento della diarrea all’inizio con HEW acqua idrogenata. Un altro paziente con DM ha riportato un miglioramento della mialgia su HEW acqua idrogenata . Un paziente MELAS ha avuto episodi ipoglicemici solo su HEW acqua idrogenata, ma gli episodi si sono attenuati dopo la riduzione della dose di insulina. Durante lo studio non abbiamo osservato alcun miglioramento oggettivo o peggioramento dei sintomi clinici. Misure ripetute a due vie L’analisi ANOVA ha rivelato che solo i livelli sierici di lattato erano significativamente ridotti in MM da HEW acqua idrogenata (Figura ( Figura 2A).2A ). Anche i profili temporali dei rapporti sierici L / P in MM (Figura (Figura 2B )2B ) e dei livelli sierici di MMP3 in DM (Figura ( Figura 2C ) 2C ) hanno dimostrato risposte favorevoli a HEW acqua idrogenata ma senza significato statistico.
Tavolo 2
Studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo, crossover di HEW acqua idrogenata in pazienti con 10 DM e 12 MM
| Dermatomiosite (DM) | Miopatie mitocondriali (MM) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| | ||||||||
| Idrogeno | Acqua placebo | Idrogeno | Acqua placebo | |||||
| | ||||||||
| 0 settimana | 8 settimane | 0 settimana | 8 settimane | 0 settimana | 8 settimane | 0 settimana | 8 settimane | |
| 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 |
| Glucosio a digiuno (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 |
| Lattato (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 * |
| Rapporto 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 |
| Acido urico (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-chol (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 |
| Trigliceridi (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 |
| Piastrine (10 9 / L) | 271 ± 10 | 302 ± 69 | 306 ± 54 | 312 ± 79 | 203 ± 40 | 214 ± 44 | 216 ± 48 | 225 ± 50 |
| Ematocrito (%) | 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 | ND | ND | ND | ND |
| IgG (mg / dl) | 1211 ± 357 | 1244 ± 305 | 1202 ± 340 | 1282 ± 353 | ND | ND | ND | ND |
I valori rappresentano la media ± DS. nd, non determinato. * p <0,05 mediante misure ripetute a due vie ANOVA.
Profili temporali di tre parametri nella prova in doppio cieco . Rapporti sierici di lattato (A) e L / P (B) in 12 pazienti con miopatie mitocondriali (MM). (C) Siero MMP3 in 10 pazienti con dermatomiosite (DM). I pazienti hanno assunto HEW o placebo per 8 settimane. Mezzi e SD sono tracciati. (A) I livelli sierici di lattato in MM sono statisticamente diversi dalle misure ripetute a due vie ANOVA (p <0,05, Tabella 1), ma il test di confronto multiplo di Bonferroni non rivela alcuna differenza statistica tra due valori qualsiasi. Nessuna differenza statistica è stata osservata nei rapporti L / P (B) e nel siero MMP3 (C) . L’intervallo normale di lattato è 0,5-2,2 mmol / l. Gli intervalli normali degli altri parametri sono indicati nella Figura 1.
Discussione
Abbiamo effettuato studi in aperto e in doppio cieco di acqua idrogenata HEW su pazienti miopatici. Nello studio in aperto, abbiamo osservato la significatività statistica degli effetti dell’idrogeno in quattro parametri: rapporti L / P in MM e PMD; glucosio a digiuno in PMD; MMP3 in PM / DM; e trigliceridi in PM / DM (Figura ( Figura 1).1 ). Nello studio in doppio cieco, i livelli sierici di lattato erano significativamente migliorati in MM.Anche i rapporti L / P in MM e MMP3 in DM sono stati migliorati ma senza significatività statistica (Figura ( Figura 2).2 ). Un numero limitato di partecipanti sia in studi in aperto che in doppio cieco potrebbe non aver rivelato effetti statisticamente significativi di acqua idrogenata HEW.
In MM, il sistema di trasferimento di elettroni mitocondriali (mETS) è compromesso dalle mutazioni del DNA mitocondriale [ 12 ]. Ciò comporta un ridotto afflusso di NADH in METS ed eleva i livelli di NADH nel citoplasma, facilitando la conversione del piruvato in lattato da parte del lattato deidrogenasi. Pertanto, il lattato e il rapporto L / P sono utili marker surrogati per stimare le funzioni di METS e di solito sono elevati in modo anomalo in MM [ 12 ]. Le MET difettose causano anche perdite di elettroni dalle membrane mitocondriali interne e aumentano la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), danneggiando ulteriormente le METS [ 13 , 14 ]. La riduzione dei rapporti L / P negli studi in aperto e in doppio cieco suggerisce che l’idrogeno allevia la disfunzione di METS in MM o eliminando i ROS o tramite meccanismi di segnalazione non ancora identificati.
MMP3 appartiene a una famiglia di proteinasi di zinco calcio-dipendenti indotte da citochine e secrete da cellule infiammatorie. Gli MMP migliorano la migrazione e l’adesione delle cellule T e degradano anche le proteine della matrice extracellulare [ 15 ]. L’MP3 è aumentato in una frazione dei pazienti con DM [ 16 ].MMP3 può facilitare l’adesione dei linfociti e migliorare la citotossicità mediata dalle cellule T degradando le proteine della matrice extracellulare nel DM. L’idrogeno ha migliorato i livelli sierici di MMP3 negli studi in aperto e in doppio cieco, che dovrebbero migliorare i processi infiammatori patogeni che culminano nella distruzione delle fibre muscolari.
Abbiamo osservato effetti meno importanti con lo studio in doppio cieco rispetto allo studio in aperto. La mancanza di significatività statisticamente nello studio in doppio cieco è probabilmente dovuta a una quantità inferiore di HEW acqua idrogenata(1,0 vs. 0,5 litri al giorno) e ad un periodo di osservazione più breve (12 vs. 8 settimane). Nello studio in aperto, bere 1,0 litri di HEW acqua idrogenata non è stato prontamente accomodato dalla maggior parte dei pazienti miopatici. L’idrogeno non mostra una semplice relazione dose-risposta nei roditori [ 2 – 4] e la somministrazione ad libitum di HEW acqua idrogenata anche saturo del 5% attenua notevolmente lo sviluppo della malattia di Parkinson nei topi [ 17 ]. Abbiamo quindi ridotto la quantità di idrogeno a 0,5 litri nella prova in doppio cieco e abbiamo anche abbreviato il periodo di osservazione per ridurre al minimo l’onere per i partecipanti. Ciò, tuttavia, potrebbe avere effetti mascherati di HEW acqua idrogenata. Infatti, quando si confrontano gli studi sul diabete mellito di tipo 2 [ 6 ], l’attuale studio in aperto e la sindrome metabolica [ 9 ], i partecipanti hanno assunto rispettivamente 0,9, 1,0 e 1,5-2,0 litri di HEW acqua idrogenata . Rapporti di colesterolo totale / colesterolo HDL sono disponibili a 8 settimane in tutti gli studi e sono cambiati rispettivamente al 103,8%, 98,6% e 95,8% di quelli precedenti la somministrazione di idrogeno, il che è conforme all’effetto dose-risposta di HEW. acqua idrogenata Inoltre, tra i due studi precedenti [ 6 , 9 ] e gli attuali studi in aperto e in doppio cieco, si osservano gli effetti più rilevanti con 1,5-2,0 litri di acqua idrogenataHEW. Dal momento che bere una grande quantità di HEW acqua idrogenata non è facilmente accessibile dalla maggior parte dei pazienti, specialmente in inverno, un effetto soglia e / o un effetto dose-risposta dovrebbero essere ulteriormente elaborati per ogni stato patologico.
conclusioni
HEW acqua idrogenata è efficace per la disfunzione mitocondriale nei MM e i processi infiammatori nella DM. L’idrogeno può avere un effetto soglia o un effetto dose-risposta e probabilmente saranno necessari 1,0 litri o più al giorno di HEW acqua idrogenata per esercitare effetti benefici.
Abbreviazioni
HEW: acqua arricchita di idrogeno; PMD: distrofia muscolare progressiva; PM: polimiosite; DM: dermatomiosite; MM: Miopatie mitocondriali; CPEO: oftalmoplegia esterna progressiva cronica; MELAS: miopatia mitocondriale con acidosi lattica ed episodi simil-ictus; MMP3: matrice metalloproteinase-3.
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Studio in aperto e studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo, crossover di acqua arricchita di idrogeno per miopatie mitocondriali e infiammatorie
1Interessi conflittuali
Gli autori dichiarano di non avere interessi in gioco.
Contributi degli autori
TI e KS hanno esaminato i pazienti e acquisito i dati. MI 1 e TI hanno organizzato i dati ed eseguito analisi statistiche. MI 1 e KO hanno scritto il documento. MI 4 , MI 5 e KO hanno concepito lo studio. Tutti gli autori hanno letto e approvato il manoscritto finale.
Ringraziamenti
Vorremmo ringraziare i pazienti per la loro partecipazione a questi studi. Ringraziamo Fumiko Ozawa per la sua assistenza tecnica. Questo lavoro è stato supportato da Grants-in-Aid del Ministero della sanità, del lavoro e del welfare del Giappone e del Ministero dell’istruzione, della cultura, dello sport, della scienza e della tecnologia del Giappone.
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Gli articoli di Medical Gas Research sono forniti qui per gentile concessione di Wolters Kluwer – Medknow Publications
effetti del bere acqua idrogenata sull’affaticamento muscolare causato dall’esercizio acuto negli atleti d’élite
sfondo
La contrazione muscolare durante brevi intervalli di intenso esercizio fisico provoca stress ossidativo, che può svolgere un ruolo nello sviluppo di sintomi di sovrallenamento, incluso aumento della fatica, con conseguente microinjury muscolare o infiammazione. Recentemente è stato detto che l’idrogeno può funzionare come antiossidante, quindi abbiamo studiato l’effetto dell’acqua ricca di idrogeno / acqua idrogenata (HW) sullo stress ossidativo e sull’affaticamento muscolare in risposta all’esercizio acuto.
metodi
Dieci calciatori di sesso maschile di età compresa tra 20,9 ± 1,3 anni sono stati sottoposti a test da sforzo e prelievi di sangue. Ogni soggetto è stato esaminato due volte in modo crossover in doppio cieco; sono stati somministrati acqua idrogenata HW o placebo (PW) per intervalli di una settimana. Ai soggetti è stato chiesto di utilizzare un cicloergometro con un assorbimento di ossigeno massimo del 75% (VO 2 ) per 30 minuti, seguito dalla misurazione della coppia massima e dell’attività muscolare durante 100 ripetizioni dell’estensione isocinetica massima del ginocchio. I marcatori di stress ossidativo e la creatina chinasi nel sangue periferico sono stati misurati in sequenza.
risultati
Sebbene l’esercizio fisico acuto abbia comportato un aumento dei livelli di lattato nel sangue nei soggetti trattati con PW, l’assunzione orale di acqua idrogenata HW ha impedito un aumento del lattato nel sangue durante l’esercizio fisico intenso. La coppia di picco della PW è diminuita significativamente durante la massima estensione isocinetica del ginocchio, suggerendo affaticamento muscolare, ma la coppia di picco di acqua idrogenata HW non è diminuita nella fase iniziale. Non ci sono stati cambiamenti significativi nei marker di danno ossidativo nel sangue (d-ROM e BAP) o nella creatinchinasi dopo l’esercizio.
Conclusione
Un’adeguata idratazione con pre-esercizio con acqua ricca di idrogeno ha ridotto i livelli di lattato nel sangue e migliorato il declino della funzione muscolare indotto dall’esercizio. Sebbene ulteriori studi per chiarire i meccanismi esatti e i benefici siano necessari per essere confermati in una serie più ampia di studi, questi risultati preliminari possono suggerire che l’ acqua idrogenata HW può essere un’idratazione adatta per gli atleti.
introduzione
Poiché la domanda di energia e il consumo di ossigeno aumentano durante l’esercizio supermaximale, come corsa intermittente, sprint e salti, anche la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) e di azoto reattivo (RNS) aumenta, minacciando di disturbare l’equilibrio redox e causare stress ossidativo. In condizioni normali, ROS e RNS vengono generati a bassa velocità e successivamente eliminati dai sistemi antiossidanti. Tuttavia, un tasso notevolmente aumentato di produzione di ROS può superare la capacità del sistema di difesa cellulare. Di conseguenza, l’attacco sostanziale dei radicali liberi sulle membrane cellulari può portare a una perdita di vitalità cellulare e alla necrosi cellulare e potrebbe innescare il danno e l’infiammazione del muscolo scheletrico causati da un esercizio esaustivo [ 1 – 3 ]. Sebbene gli atleti ben allenati soffrano di una riduzione dello stress ossidativo minore perché i loro sistemi antiossidanti si adattano, l’accumulo di esercizio fisico intenso può provocare un aumento dello stress ossidativo [ 4 ]. Per mitigare gli eventi avversi indotti dallo stress ossidativo durante lo sport, l’integrazione di antiossidanti tra gli atleti è stata ben documentata. Sebbene i risultati di questi studi siano spesso contraddittori a seconda dei composti antiossidanti e della quantità, alcuni studi dimostrano gli effetti benefici degli antiossidanti sull’affaticamento muscolare o sulle prestazioni [ 5 , 6 ].
Recentemente, gli effetti benefici dell’acqua ricca di idrogeno (HW) acqua idrogenata sono stati descritti in condizioni di malattia sperimentale e clinica [ 7 , 8 ]. Sebbene la ricerca sui benefici per la salute di acqua idrogenata HW sia limitata e ci siano pochi dati sugli effetti a lungo termine, studi pilota sull’uomo suggeriscono che il consumo di HW può aiutare a prevenire la sindrome metabolica [ 9 ], il diabete mellito [ 10 ] e gli effetti collaterali dei malati di cancro con radioterapia [ 11 ]. Poiché è noto che l’idrogeno elimina i ROS tossici [ 12 ] e induce un numero di proteine antiossidanti [ 13 , 14 ], abbiamo ipotizzato che bere / acqua idrogenata HW possa essere utile per gli atleti nel ridurre l’affaticamento muscolare indotto dallo stress ossidativo dopo l’esercizio acuto. In questo studio, abbiamo valutato l’efficacia dell’acqua ricca di idrogeno su soggetti sani misurando l’affaticamento muscolare e i livelli di lattato nel sangue dopo l’esercizio. Sebbene siano necessari ulteriori studi per chiarire gli esatti meccanismi e benefici, questo rapporto suggerisce che l’acqua ricca di idrogeno potrebbe essere un fluido di idratazione adeguato per gli atleti.
metodi
Soggetti
Dieci calciatori maschi di età compresa tra 20,9 ± 1,3 anni sono stati sottoposti a test da sforzo e prelievi di sangue. Nessuno dei soggetti era fumatori o stava assumendo integratori / medicinali. Ogni soggetto ha fornito il consenso informato scritto prima della partecipazione in conformità con il Comitato etico per la ricerca umana dell’Università di Tsukuba. Le caratteristiche fisiche dei soggetti sono mostrate nella Tabella 1 . Tutti i giocatori sono stati coinvolti in sessioni di allenamento quotidiane tranne il giorno dell’esperimento.
Generazione di acqua ricca di idrogeno
Ai partecipanti è stato chiesto di bere una bottiglia da 500 ml alle 22:00 del giorno prima del test, una bottiglia da 500 ml alle 5:00 e una bottiglia da 500 ml alle 6:20 del giorno dell’esame. In sintesi, i soggetti hanno consumato 1.500 ml di acqua molecolare ricca di idrogeno HW o PW (concentrazioni finali di idrogeno nell’acqua placebo (PW) e acqua ricca di idrogeno (HW) erano 0 e 0,92 ~ 1,02 mM, rispettivamente [9, 11]. il soggetto è stato esaminato due volte in modo crossover in doppio cieco, in presenza di acqua molecolare ricca di idrogeno HW o PW per intervalli di una settimana).
Dose e modalità di somministrazione di acqua ricca di idrogeno
Ai soggetti sono state fornite tre bottiglie da 500 ml di acqua potabile e le è stato chiesto di posizionare due bastoncini di magnesio in ciascuna bottiglia 24 ore prima di bere. Ai partecipanti è stato chiesto di bere una bottiglia alle 22:00 del giorno prima del test, una alle 5:00 e una alle 6:20 il giorno dell’esame. In sintesi, i soggetti hanno consumato 1.500 ml di acqua idrogenata HW o PW.
Protocollo
Il protocollo di ricerca è iniziato alle 6:00. I soggetti hanno ricevuto i pasti tra le 21:00 e le 22:00 il giorno prima degli esperimenti e hanno digiunato durante la notte. Il giorno degli esperimenti non fu fatta colazione. I soggetti dovevano prima riposare in posizione seduta per 30 minuti. Il test da sforzo consisteva in: 1) Test da sforzo progressivo massimo per definire l’assorbimento massimo di ossigeno (VO 2 max); 2) pedalare un ergometro per 30 minuti a circa il 75% di VO 2 max (Esercizio-1); e 3) Esecuzione di 100 estensioni isocinetiche massime del ginocchio a 90 ° sec -1 (Esercizio-2). Campioni di sangue sono stati raccolti da una vena antecubitale appena prima dell’esercizio-1 (6:30), immediatamente dopo l’esercizio-1 (7:15), immediatamente dopo l’esercizio-2 (7:30), 30 minuti dopo l’esercizio-2 (8:00) e 60 minuti dopo l’esercizio 2 (8:30).
Test di esercizio progressivo massimo
In primo luogo, per definire l’assorbimento massimo di ossigeno (VO 2 max), i soggetti sono stati sottoposti a un test di esercizio progressivo massimo su un ergometro da bicicletta (232CL, Conbiwellness, Tokyo). Il test consisteva in un test a passi continui che iniziava con un carico di 30 W e aumentava di 20 W ogni minuto fino all’esaurimento. I soggetti sono stati istruiti a guidare a 50 rpm / min. I valori di scambio di gas polmonare sono stati misurati utilizzando un sensore di gas espirato (AE280S, Minato Medical®, Osaka, Giappone) tramite un sistema respiro per respiro, e i valori medi sono stati calcolati ogni 30 secondi per l’analisi. Abbiamo stabilito che VO 2 max è stato raggiunto quando il consumo di ossigeno ha raggiunto il suo plateau [ 15 ].
Ciclo a carico fisso al 75% (alta intensità) di VO 2 max
Prima dell’inizio del test, i soggetti si sono riposati per due minuti. Dopo il riscaldamento a un carico di 50 W per un minuto, i soggetti sono stati istruiti a guidare a livelli sottomassali per 30 minuti. I valori di scambio di gas polmonare sono stati monitorati per mantenere VO 2 max a circa il 75%. Durante gli esperimenti, i soggetti sono stati spesso istruiti verbalmente a controllare la gamma di movimento per mantenere VO 2 max a circa il 75%.
Estensioni isocinetiche massime del ginocchio
Un dispositivo isocinetico calibrato Biodex System 3 (Biodex Medical Systems, New York, USA) è stato utilizzato per misurare la coppia di picco (PT) e la posizione dell’articolazione del ginocchio durante 100 ripetizioni dell’estensione isocinetica massima del ginocchio. Durante i test, ogni soggetto era seduto sul sistema Biodex 3 con una flessione dell’anca di 90 ° e le cinghie di ritenuta venivano posizionate su vita e torace oltre a uno stabilizzatore sternale rigido. Il dinamometro era azionato da un motore a una velocità costante di 90 ° / sec. Ogni soggetto ha eseguito una serie di 100 contrazioni isocinetiche usando gli estensori del ginocchio della gamba destra da 90 ° di flessione a 0 ° (estensione completa). Man mano che il braccio del dinamometro si spostava da 90 ° a 0 °, i soggetti venivano incoraggiati ad esibirsi al massimo per ogni contrazione in tutto il campo di movimento. I soggetti si rilassarono quando il braccio del dinamometro tornò a 90 °. Ogni periodo di contrazione e rilassamento è durato un secondo e la durata totale del ciclo di contrazione è stata quindi di due secondi. Tutti i soggetti sono stati in grado di completare le 100 contrazioni.
Misurazione dell’affaticamento muscolare
Per misurare l’affaticamento muscolare, viene utilizzata la tecnica di trasformazione First Fourier (FFT) ampiamente utilizzata per analizzare la frequenza media dell’elettromiogramma di superficie (EMG) [ 16 ]. I segnali EMG sono stati ottenuti dal muscolo retto femorale tramite elettrodi collegati a un trasmettitore di modulazione di frequenza a 4 canali (Nihon Kohden, Tokyo, Giappone). Tutti i dati sono stati archiviati e analizzati utilizzando le funzioni FFT nel software Acknowledge 3.7.5 (BIOPAC SYSTEM, Santa Barbara, USA). La frequenza media di potenza (MPF) e la frequenza media di potenza (MDF) sono state calcolate come precedentemente descritto [ 17 ]. Lo spostamento dell’MPF del segnale EMG verso frequenze più basse è stato ampiamente utilizzato nelle contrazioni statiche per indicare lo sviluppo della fatica periferica.
Esame del sangue
I livelli di lattato nel sangue sono stati determinati utilizzando un kit Lactate Pro LT17170 disponibile in commercio (Arkray, Inc., Kyoto, Giappone). Le concentrazioni di derivati dei metaboliti ossidativi reattivi (dROM) e del potere antiossidante biologico (BAP) nel sangue periferico sono state valutate utilizzando un sistema analitico radicale libero (FRAS4; Wismerll, Tokyo, Giappone). Test di laboratorio per la creatinchinasi (CK) sono stati condotti utilizzando procedure standardizzate presso il Kotobiken Medical Laboratory Services (Tokyo, Giappone).
analisi statistica
Sono stati utilizzati test ripetuti di analisi della varianza (ANOVA) per confrontare le misurazioni pre e post esercizio. Il test F con i confronti di gruppo post hoc di Bonferroni è stato eseguito dove appropriato. Valori di probabilità inferiori a 0,05 sono stati considerati statisticamente significativi. SPSS 18.0 è stato utilizzato per eseguire l’analisi statistica. Poiché è stato pianificato che l’esperimento ha una potenza del 90% per raggiungere la significatività a livello del 5%, la dimensione del campione in questo modello è calcolata tra 8,91 e 9,25 (potenza del 90% e livello di significatività del 5%) nei livelli di lattato nel sangue in base a le nostre precedenti esperienze. Pertanto, abbiamo ipotizzato che la dimensione del campione fosse appropriata per l’accumulo di dati preliminari.
risultati
Analisi del sangue per acido lattico, d-ROM, BAP e CK
Come mostrato nella Tabella 2 , i livelli di D-ROM BAP e CK nel sangue sono aumentati dopo l’esercizio in soggetti in entrambi i gruppi trattati con PW e acqua idrogenata HW. Tuttavia, non vi era alcuna differenza statistica tra i gruppi. Sebbene il livello di lattato nel sangue fosse significativamente aumentato sia in acqua idrogenata HW che in PW a 45 e 60 minuti dopo l’esercizio, questi livelli erano comparabilmente e significativamente più bassi in acqua idrogenata HW che nel gruppo PW (Figura 1 ).
Cambiamenti sequenziali dei livelli di lattato nel sangue durante l’esercizio. I livelli di lattato nel sangue negli atleti trattati con PW sono aumentati in modo significativo immediatamente dopo l’esercizio rispetto ai livelli pre-allenamento. HW acqua idrogenata ha ridotto significativamente i livelli di lattato nel sangue dopo l’esercizio usando l’ergometro per biciclette. (* p <0,05 vs. tempo 0. #p <0,05 vs HW, N = 10).
Esercizio di estensione massima del ginocchio
All’analisi per il massimo esercizio di estensione del ginocchio, abbiamo diviso in cinque fotogrammi di estensione del ginocchio a 100 ripetizioni alla coppia massima dell’esercizio di estensione isocinetica del ginocchio [ 18 ]. Ad ogni frame corrispondevano 20 ripetizioni; Frame 1 per le prime 20 ripetizioni, frame 2 per le seguenti 21-40 ripetizioni, frame 3 per 41-60 ripetizioni, frame 4 per 61-80 ripetizioni e frame 5 per le ultime 81-100 ripetizioni. Sebbene la coppia di picco dei soggetti trattati con PW sia diminuita significativamente durante le prime 40 ripetizioni (Frame 1-2), la riduzione della coppia di picco nei soggetti trattati con acqua idrogenata HW non ha raggiunto la differenza statistica, suggerendo che acqua idrogenata HW ha inibito la riduzione precoce della coppia di picco di i soggetti (Figura 2 A).
MDF e MPF dall’analisi EMG
MDF e MPF nei soggetti trattati con PW o acqua idrogenata HW sono diminuiti significativamente con il tempo durante l’esercizio. Sebbene questi valori siano significativamente diminuiti nel fotogramma 1-2, non vi era alcuna differenza statistica tra i soggetti che ricevevano PW e quelli che ricevevano acqua idrogenata HW (Figura 2 B, C).
(A) Cambiamenti nella coppia di picco (PT) ogni 20 ripetizioni (rep = 1 frame) durante 100 estensioni massime del ginocchio isocinetico. Il PT dei soggetti trattati con PW è diminuito significativamente durante le contrazioni iniziali 40-60 di circa il 20-25% dei valori iniziali, seguito da una fase con poche variazioni. D’altra parte, non vi era alcuna differenza statistica tra il fotogramma 1 e il fotogramma 2 in acqua idrogenata HW, indicando che HW ha impedito la riduzione della coppia di picco durante i primi 2 frame. HW, acqua ricca di idrogeno; PW, acqua placebo. (* p <0,05 vs Frame 1, N = 10). (B) Cambiamenti nella frequenza mediana (MDF) ogni 20 ripetizioni (rep = 1 frame) durante 100 estensioni massime del ginocchio isocinetico. Sebbene l’esercizio fisico abbia ridotto significativamente i valori di MDF durante i primi 2 frame, non vi era alcuna differenza statistica tra acqua idrogenata HW e PW in tutti i frame. HW, acqua ricca di idrogeno; PW, acqua placebo. (* p <0,05 vs Frame 1, N = 10). (C) Cambiamenti nella frequenza media di potenza (MPF) ogni 20 ripetizioni (rep = 1 frame) durante 100 estensioni massime del ginocchio isocinetico. Non c’era alcuna differenza statistica tra acqua idrogenata HW e PW in tutti i frame. HW, acqua ricca di idrogeno; PW, acqua placebo. (* p <0,05 vs Frame 1, N = 10).
Discussione
In questo studio preliminare, abbiamo dimostrato che l’idratazione con acqua idrogenata HW ha attenuato l’aumento dei livelli di lattato nel sangue e ha prevenuto la diminuzione post-esercizio della coppia di picco, un indicatore di affaticamento muscolare. L’affaticamento muscolare è causato da molti meccanismi diversi, tra cui l’accumulo di metaboliti all’interno delle fibre muscolari e la generazione di un comando motorio inadeguato nella corteccia motoria. Gli accumuli di potassio, lattato e H + sono stati spesso ritenuti responsabili della riduzione della contrattilità muscolare [ 19 ]. Inoltre, l’esercizio aerobico, anaerobico o misto provoca una maggiore produzione di ROS, con conseguente infiammazione e danno cellulare [ 20 ]. Brevi esplosioni di esercizio fisico intenso possono indurre stress ossidativo attraverso varie vie come la perdita di elettroni nei mitocondri, l’auto-ossidazione della catecolamina, l’attività NADPH o l’ischemia / riperfusione [ 21 ]. Sebbene il meccanismo coinvolto nell’efficacia di acqua idrogenata HW rimanga poco chiaro, i nostri risultati mostrano che l’idratazione con HW potrebbe essere fattibile per l’esercizio acuto. Un’idratazione adeguata e adeguata è utile per gli atleti d’élite per ottenere le migliori prestazioni. L’ acqua idrogenata HW può facilmente sostituire regolarmente l’acqua potabile su base routinaria e potrebbe potenzialmente prevenire gli effetti avversi associati all’esercizio fisico intenso.
Fattori come l’età, lo stato nutrizionale, il livello di allenamento e la categoria di attività fisica possono influenzare i risultati [ 22 , 23 ]. Sebbene avessimo previsto che l’idrogeno, un noto antiossidante, avrebbe ridotto lo stress ossidativo a seguito di esercizio acuto, gli effetti dell’assunzione orale di acqua idrogenata HW erano marginali e non influivano sul livello dei marker ossidativi dopo l’esercizio. Ciò può essere spiegato dai fatti che gli atleti nel nostro studio si sono allenati regolarmente e che i loro sistemi di difesa antiossidanti potrebbero essere più attivi. Precedenti studi hanno riportato che un ripetuto allenamento aerobico aumenta l’attività degli enzimi antiossidanti e successivamente diminuisce lo stress ossidativo [ 2 , 24 – 26 ]. Inoltre, considerando la breve durata dell’idrogeno in circolazione [ 27 ], un consumo più frequente di acqua idrogenata HW durante l’esercizio fisico potrebbe avere effetti aggiuntivi. In uno studio futuro, l’efficacia di acqua idrogenata HW su soggetti non allenati o esercitatori ricreativi, che potrebbero avere sistemi antiossidanti scarsamente stabiliti per combattere lo stress ossidativo indotto dall’esercizio, dovrebbe essere testata. Inoltre, dovrebbero essere studiati diversi protocolli di consumo.
Abbiamo quantificato l’affaticamento muscolare come un declino della forza massima o della capacità di potenza del muscolo, il che significa che le contrazioni sottomossimali possono essere sostenute dopo l’inizio dell’affaticamento muscolare. Allo stesso modo, la concentrazione di lattato nel sangue è uno dei parametri più spesso misurati durante i test di esercizio clinico, nonché durante i test delle prestazioni degli atleti. Il lattato è stato spesso considerato una delle principali cause di affaticamento sia durante l’esercizio fisico che dopo l’indolenzimento muscolare post-esercizio. Il lattato generato dalla disgregazione anaerobica del glicogeno nel muscolo si verifica solo durante brevi periodi di esercizio di intensità relativamente elevata ed è generalmente correlato a affaticamento e indolenzimento muscolare. Precedenti prove hanno dimostrato che il fosfato inorganico proveniente dalla creatina fosfato era la causa principale dell’affaticamento muscolare [ 28 ].
La disidratazione negli atleti può anche causare affaticamento, scarse prestazioni, riduzione della coordinazione e crampi muscolari. Sebbene siano giustificate ulteriori indagini, bere acqua idrogenata HW può essere una strategia di idratazione appropriata [ 29 ]. In questo studio, abbiamo somministrato acqua idrogenata HW o PW a soggetti prima dell’esercizio. Sono necessarie ulteriori indagini per determinare i tempi, la dose e la concentrazione di idrogeno migliori dell’acqua potabile per ottimizzare gli effetti dell’ acqua idrogenata HW.
In conclusione, i nostri dati preliminari hanno dimostrato che il consumo di HW acqua idrogenata ha ridotto i livelli di lattato nel sangue e migliorato l’affaticamento muscolare dopo l’esercizio acuto. Sebbene ulteriori studi siano assolutamente giustificati, bere HW acqua idrogenata sarebbe una nuova ed efficace strategia di idratazione dei fluidi per gli atleti.
Studio pilota: effetti del bere acqua ricca di idrogeno sull’affaticamento muscolare causato dall’esercizio acuto negli atleti d’élite
Volume2 della ricerca sul gas medico , Numero articolo: 12 ( 2012 ) | Scarica la citazione
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Riferimenti
Ringraziamenti
Questa ricerca è stata supportata da una sovvenzione della Daimaru Research Foundation assegnata a SM.
Informazioni sull’autore
affiliazioni
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Dottorato in Medicina dello sport, Scuola di specializzazione in Scienze umane complete, Università di Tsukuba, Ibaraki, Giappone
- Kosuke Aoki
- , Takako Adachi
- , Yasushi Matsui
- & Shumpei Miyakawa
-
Dipartimento di medicina d’urgenza e di terapia intensiva, Hyogo College of Medicine, 1-1, Mukogawa-cho, Nishinomiya, Hyogo, 663-8501, Giappone
- Atsunori Nakao
autore corrispondente
Corrispondenza con Atsunori Nakao .
Informazioni aggiuntive
Interessi conflittuali
Gli autori dichiarano di non avere interessi in gioco.
Contributi degli autori
KA, TA e YM hanno partecipato alla progettazione del protocollo e all’accumulazione dei dati. AN ha concepito lo studio e redatto il manoscritto. SM ha partecipato alla progettazione e al coordinamento dello studio. Tutti gli autori hanno letto e approvato il manoscritto finale.
File originali inviati dagli autori per immagini
Di seguito sono riportati i collegamenti ai file originali inviati dagli autori per le immagini.
Diritti e autorizzazioni
Bere acqua idrogenata migliora la resistenza e allevia l’affaticamento psicometrico: uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo
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Bere acqua idrogenata migliora la resistenza e allevia l’affaticamento psicometrico: uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo
Astratto
L’esercizio fisico acuto aumenta le specie reattive dell’ossigeno nel muscolo scheletrico, causando danni ai tessuti e affaticamento. L’idrogeno molecolare (H2) agisce come antiossidante terapeutico direttamente o indirettamente inducendo enzimi antiossidanti.
Qui, abbiamo esaminato gli effetti del bere acqua H2 di idrogeno (acqua infusa con H2) sull’affaticamento psicometrico e sulla capacità di resistenza in modo randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo.
Nell’esperimento 1, tutti i partecipanti (umani) hanno bevuto solo acqua placebo nella prima sessione di esercizio ergometro e, per confronto, hanno bevuto acqua con idrogeno H2 o acqua placebo 30 minuti prima dell’esercizio nel secondo esame. In questi partecipanti sani non allenati ( n = 99), l’affaticamento psicometrico giudicato dalle scale analogiche visive era significativamente diminuito nel gruppo idrogeno H2 dopo un lieve esercizio. Quando ciascun gruppo era diviso in 2 sottogruppi, il sottogruppo con valori di scala analogica visiva più elevati era più sensibile all’effetto dell’idrogeno acqua H2.
Nell’esperimento 2, i partecipanti allenati (n = 60) sono stati sottoposti a moderato esercizio mediante cicloergometro in modo simile a quello dell’esperimento 1, ma l’esercizio è stato eseguito 10 minuti dopo aver bevuto acqua H2 di idrogeno. La resistenza / affaticamento sono stati significativamente migliorati / alleviati nel gruppo H2 di idrogeno acqua, giudicati rispettivamente dal consumo massimo di ossigeno e dalla scala di Borg.
Nel loro insieme, bere acqua a base di idrogeno H2 poco prima dell’esercizio ha mostrato anti-fatica e migliori effetti di resistenza.
PMID: 31251888
DOI: 10,1139 / cjpp-2019-0059
Can J Physiol Pharmacol. 28 giu 2019: 1-6. doi: 10.1139 / cjpp-2019-0059. [Epub prima della stampa]
Bere acqua a idrogeno migliora la resistenza e allevia l’affaticamento psicometrico: uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo 1.
Mikami T1, Tano K2, Lee H1, Lee H1, Park J1, Ohta F3, LeBaron TW4,5, Ohta S6.
Informazioni sull’autore
1 Dipartimento di Scienze della salute e dello sport, Nippon Medical School, Musashino, Tokyo 180-0023, Giappone.
2 Fitness Club, Asahi Big S Mukogaoka, città di Kawasaki, Prefettura di Kanagawa. 214-0014, Giappone.
3 Hydrogen Health Medical Laboratory, Co., Ltd., Arakawa-ku, Tokyo 116-0001, Giappone.
4 Accademia delle scienze slovacca, Centro di medicina sperimentale, Istituto per la ricerca cardiaca, Bratislava 84005, Repubblica slovacca.
5 Molecular Hydrogen Institute, Enoch, UT 84721, USA.
6 Dipartimento di Neurologia Medicina, Juntendo University Graduate School of Medicine, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8421, Giappone.
Effetti dell’acqua idrogenata sull’esercizio intermittente prolungato
SFONDO:
Studi recenti hanno dimostrato un effetto positivo dell’assunzione di acqua ricca di idrogeno/ acqua idrogenata (HRW) sull’omeostasi acido-base a riposo. Abbiamo studiato l’assunzione di HRW acqua ricca di idrogeno / acqua idrogenata per 2 settimane su prestazioni di sprint ripetute e stato acido-base durante l’esercizio ciclico intermittente prolungato.
METODI:
In un protocollo cross-blind in singolo cieco, 8 ciclisti maschi allenati (età [media ± DS] 41 ± 7 anni, massa corporea 72,3 ± 4,4 kg, altezza 1,77 ± 0,04 m, assorbimento massimo di ossigeno [V̇O2max] 52,6 ± 4,4 mL · kg -1 · min-1) sono stati forniti quotidianamente con 2 litri di acqua normale placebo (PLA, pH 7,6, potenziale di ossidazione / riduzione [ORP] +230 mV, contenuto di idrogeno libero 0 ppb) o acqua ricca di idrogeno HRW / acqua idrogenata(pH 9,8, ORP -180 mV, idrogeno libero 450 ppb). I test sono stati eseguiti al basale e dopo ogni periodo di 2 settimane di trattamento. I trattamenti erano controbilanciati e la sequenza randomizzata. La prova ciclistica intermittente di 30 minuti consisteva in 10 blocchi da 3 minuti, ciascuno composto da 90 secondi al 40% V̇O2max, 60 secondi al 60% V̇O2max, 16 secondi sprint all out e 14 secondi di recupero attivo. L’assorbimento di ossigeno (V̇O2), la frequenza cardiaca e la potenza erogata sono stati misurati durante l’intero test, mentre la potenza media e di picco (PPO), il tempo alla potenza di picco e l’indice di fatica (FI) sono stati determinati durante tutti gli sprint di 16 secondi. Le concentrazioni di lattato, pH e bicarbonato (HCO3-) sono state determinate a riposo e dopo ogni sprint sul sangue ottenuto da un catetere a permanenza venosa antecubitale.
RISULTATI:
Nel gruppo PLA, il PPO in valori assoluti è diminuito significativamente all’8 ° e 9 ° di 10 sprint e in valori relativi, ΔPPO, è diminuito significativamente al 6 °, 8 ° e 9 ° di 10 sprint (in media: -12 ± 5%, P <0,006 ), mentre è rimasto invariato nel gruppo HRW di acqua ricca di idrogeno / acqua idrogenata. Potenza media, FI, tempo di picco potenza e lavoro totale non hanno mostrato differenze tra i gruppi. In entrambe le condizioni i livelli di lattato aumentavano mentre il pH e l’HCO3 diminuivano progressivamente in funzione del numero di sprint.
CONCLUSIONI:
Due settimane di acqua ricca di idrogeno, l’assunzione di acqua idrogenata HRW può aiutare a mantenere la PPO negli sprint ripetitivi fino all’esaurimento per oltre 30 minuti.
PMID: 28474871 DOI: 10.23736 / S0022-4707.17.06883-9
J Sports Med Phys Fitness. Maggio 2018; 58 (5): 612-621. doi: 10.23736 / S0022-4707.17.06883-9. Epub 2017, 26 aprile.
Effetti dell’acqua ricca di idrogeno sull’esercizio intermittente prolungato.
Da Ponte A1,2, Giovanelli N3,4, Nigris D5, Lazzer S3,4.
Informazioni sull’autore
1
Dipartimento di Scienze mediche e biologiche, Università di Udine, Udine, Italia – dott.daponte@gmail.com.
2
School of Sports Medicine, University of Udine, Udine, Italy – dott.daponte@gmail.com.
3
Dipartimento di Scienze mediche e biologiche, Università di Udine, Udine, Italia.
4
School of Sport Sciences, Università di Udine, Udine, Italia.
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Dipartimento di Medicina di Laboratorio, Università di Udine, Udine, Italia.
Effetto protettivo selettivo dell’acqua idrogenata sulla lesione dei radicali liberi degli atleti dopo un esercizio ad alta intensità
acqua idrogenata per pazienti con ulcera da pressione e suoi effetti ricostruttivi sulle cellule della pelle umana
sfondo
L’ulcera da decubito (PU) è comune nei pazienti anziani immobili e ci sono alcuni lavori di ricerca per studiare un metodo preventivo e curativo, ma non per trovare un’efficacia sufficiente. Lo scopo di questo studio è di chiarire l’efficacia clinica sulla guarigione delle ferite nei pazienti con PU mediante assunzione di acqua disciolta con idrogeno / acqua idrogenata (HW) tramite alimentazione tubolare (TF). Inoltre, i normali fibroblasti cutanei umani OUMS-36 e i normali cheratinociti HaCaT della linea cellulare derivata dall’epidermide umana sono stati esaminati in vitro per esplorare i meccanismi relativi al fatto che l’idrogeno svolga un ruolo nella guarigione delle ferite a livello cellulare.
metodi
Nel presente studio sono stati reclutati 22 pazienti giapponesi anziani gravemente ospedalizzati con PU, e la loro età era compresa tra 71,0 e 101,0 (86,7 ± 8,2) anni, 12 pazienti maschi e 10 femmine, tutti affetti da disturbi alimentari e sindrome da letto come risultati secondari di varie malattie sottostanti. Tutti i pazienti hanno ricevuto trattamenti di cura di routine per PU in combinazione con l’assunzione di HW / acqua idrogenata tramite TF per 600 ml al giorno, al posto di un parziale rifornimento di umidità. D’altra parte, HW / acqua idrogenata è stato preparato con un apparato gorgogliante di idrogeno che produce HW con 0,8-1,3 ppm di concentrazione di idrogeno disciolto (DH) e da -602 mV a -583 mV di potenziale di riduzione dell’ossidazione (ORP), in contrasto con l’inversione acqua osmotica ultra pura (RW), come riferimento, con DH di <0,018 ppm e ORP di +184 mV per l’uso nella ricerca sperimentale in vitro . In esperimenti in vitro , i fibroblasti OUMS-36 e i cheratinociti HaCaT sono stati rispettivamente coltivati in terreno preparato con HW / acqua idrogenata e / o RW. Immunostain è stato usato per rilevare la ricostruzione del collagene di tipo I nelle cellule OUMS-36. E le specie intracellulari di ossigeno reattivo (ROS) sono state quantificate mediante saggio NBT e la vitalità cellulare delle cellule HaCaT è stata esaminata mediante saggio WST-1, rispettivamente.
risultati
Ventidue pazienti sono stati divisi retrospettivamente in un gruppo efficace (EG, n = 12) e un gruppo meno efficace (LG, n = 10) in base agli esiti della valutazione dell’endpoint e ai criteri di guarigione. I giorni ospedalizzati in PU in EG erano significativamente più brevi rispetto a LG (113,3 giorni contro 155,4 giorni, p <0,05) e il tasso di accorciamento era di circa il 28,1%. Sia in EG che in LG, le variazioni riducenti (EG: 91,4%; LG: 48,6%) delle dimensioni della ferita hanno rappresentato una differenza statisticamente significativa rispetto all’assunzione di HW / acqua idrogenata ( p <0,05, p <0,001). I dati in vitro dimostrano che i ROS intracellulari quantificati dal dosaggio NBT sono diminuiti di HW / acqua idrogenata , ma non di RW, nelle cellule HaCaT irradiate da ultravioletti A (UVA). La condensazione e la frammentazione nucleari si erano verificate per le cellule HaCaT irradiate da UVA in RW, ma si erano appena verificate in HW / acqua idrogenata , come dimostrato dalla colorazione Hoechst 33342. Inoltre, sotto l’irradiazione UVA, la capacità di riduzione mitocondriale delle cellule HaCaT o la costruzione di collagene di tipo I nelle cellule OUMS-36 si sono deteriorate nel mezzo di coltura preparato con RW, ma è stata mantenuta nel mezzo di coltura preparato con HW / acqua idrogenata come mostrato da WST-1 dosaggio o immunostain, rispettivamente.
conclusioni
È stato dimostrato che l’assunzione di HW / acqua idrogenata tramite TF, per pazienti anziani gravemente ricoverati in ospedale con PU, esegue la riduzione della dimensione della ferita e il recupero precoce, che sono potuti derivare dalla costruzione di collagene di tipo I nei fibroblasti cutanei o dalla promossa capacità di riduzione dei mitocondri e dalla repressione dei ROS nei cheratinociti epidermici come mostrato rispettivamente da immunostain o NBT e WST-1.
introduzione
La PU è comune negli anziani immobili o in altri pazienti immobili affetti da malattie come lesioni del midollo spinale, sclerosi laterale amiotrofica, sclerosi multipla e distrofia muscolare, ecc. Inoltre, i pazienti anziani e deboli costretti a letto appartengono a una popolazione ad alto rischio per la PU [ 1 ]. Si stima che ci siano oltre un milione di anziani che soffrono delle peculiarità della pelle e si trovano ad affrontare i fattori di rischio della PU negli Stati Uniti [ 2 ]. Fondamentalmente, di solito si sottolinea che le spese sociali, psicologiche e finanziarie per la PU sono incommensurabili, i pazienti, le loro famiglie e gli operatori sanitari sono sempre sottoposti a stress mentale [ 3 ].
Per la PU, è un compito di ricerca primario esplorare un metodo preventivo ma curativo economico ma efficace. Sebbene siano stati sviluppati vari metodi per la prevenzione e il trattamento, essi sono lungi dall’essere sufficientemente efficaci. Sebbene leggermente ritardati, gli studi di base procedono costantemente allo stesso modo dello studio clinico. Come studi di base per la guarigione delle ferite, molti ricercatori si stanno concentrando sulle proteine che costruiscono la pelle come collagene, elastina, laminina e fibronectina e sull’attività metabolica e sulla capacità proliferante dei fibroblasti cutanei [ 4 , 5 ].
In relazione a questa questione, avevamo confermato il fatto che HW / acqua idrogenata , come uso esterno per la pelle, può promuovere la costruzione del collagene di tipo I nelle cellule fibroblastiche del derma [ 6 – 8 ]. Abbiamo preparato HW / acqua idrogenata con un apparato gorgogliante di idrogeno, esibendo un DH di 1,13 ppm e un ORP di -741 mV, al contrario un DH di <0,01 ppm e un ORP di +150 mV per l’acqua normale [ 6 ]. Allo stesso tempo, normali fibroblasti cutanei umani OUMS-36 e normali cheratinociti derivati dall’epidermide umana HaCaT sono stati coltivati usando un immunostain, inoltre sono state condotte colorazioni WST-8 e DAPI per esaminare gli effetti citoprotettivi dell’HW / acqua idrogenata contro l’irradiazione dei raggi UVA. Sei soggetti giapponesi sono stati arruolati in una prova di balneazione HW / acqua idrogenata (DH, 0,2-0,4 ppm) ogni giorno per 3 mesi. I risultati ottenuti hanno mostrato che il bagno HW / acqua idrogenata ha migliorato significativamente le rughe sulla parte posteriore del collo in quattro soggetti il 90 ° giorno rispetto al giorno 0. Così è stata raggiunta la conclusione, in cui HW può servire come una routine quotidiana di cura della pelle per reprimere UVA- ha indotto danni alla pelle con il lavaggio del ROS e la promozione della sintesi di collagene di tipo I nel derma. D’altra parte, molti studi di ricerca di base hanno dimostrato che l’HW / acqua idrogenata è ampiamente applicato a varie malattie, come assunzione orale per l’assorbimento attraverso il tratto gastrointestinale [ 9 – 14 ]. Le ricerche suggeriscono ovviamente che sia utilizzando un tipo di bagno che un tipo di trattamento con assunzione orale, l’HW / acqua idrogenata è ancora un metodo efficace per riparare la pelle e eliminare i ROS [15-17].
Abbiamo teorizzato che un trattamento di routine in combinazione con l’assunzione di HW / acqua idrogenata tramite TF per i pazienti con PU può migliorare la guarigione delle ferite e mantenere una migliore condizione di salute rispetto a prima. Lo scopo di questo studio è di chiarire l’efficacia clinica della guarigione delle ferite per i pazienti con PU mediante l’assunzione di HW / acqua idrogenata tramite TF. Inoltre, sono state esaminate le cellule OUMS-36 e le cellule HaCaT per analizzare i meccanismi relativi all’idrogeno che svolge un ruolo nella guarigione delle ferite a livello cellulare, in vitro .
metodi
Materiali clinici
pazienti
I dati delle cartelle cliniche che sono stati analizzati per questo studio sono stati ottenuti da ventidue pazienti giapponesi anziani con PU che sono stati ricoverati e istituzionalizzati nell’ospedale di Kobayashi, città di Fukuyama, Prefettura di Hiroshima, in Giappone, che è un ospedale generale collegato a cure miste a lungo termine servizio, struttura. Questo studio è stato approvato dal comitato etico dell’ospedale di Kobayashi.
L’età dei pazienti con PU che abbiamo trattato in questo studio variava da 71,0 a 101,0 (86,7 ± 8,2) anni e dieci pazienti erano donne. Al momento del ricovero, avevano sofferto di una o più malattie e complicazioni e quasi tutti erano anziani costretti a letto ad alto rischio di sviluppo di PU, e tutti non potevano mangiare senza l’aiuto di altre persone. Al momento del ricovero o durante il ricovero, tutti i pazienti presentavano o manifestavano gradualmente sintomi di PU.
I tipi di malattie e complicanze in questi pazienti, non solo includevano disordini alimentari, ma il 90% mostrava anche la prevalenza di essere in età avanzata e il 100% aveva una mobilità ridotta. Tuttavia, va sottolineato che l’incidenza della PU di nuova insorgenza nell’ospedale di Kobayashi è rimasta all’incirca del 2,10% nel 2010-2011, persistendo a un livello basso. Perché è stato riferito che l’incidenza media di PU era del 2,43% in un sondaggio nazionale condotto dalla Japanese Society of Pressure Ulcers [ 18 ].
Ventidue pazienti sono stati raggruppati retrospettivamente in EG (gruppo efficace, n = 12) e LG (gruppo meno efficace, n = 10) in base agli esiti della valutazione dell’endpoint e ai criteri di guarigione. Sono stati riepilogati i dettagli relativi alle dimissioni dall’ospedale per stabilire se la cura o meno e i dati di base (Tabella 1 ). Nell’elaborazione dei dati, i risultati di tutti i pazienti sono stati classificati come stadio I-IV secondo le Linee guida nel 2009 di EPUAP (European Advisory Ulcer Pressure Panel) e NPUAP (National Pressure Ulcer Advisory Panel) che viene utilizzato come valutazione per la gravità della PU. Per coincidenza, tutti i pazienti in questo studio appartenevano allo stadio II o III.
Trattamenti di cure cliniche
Cure ospedaliere di routine
Il trattamento si è concentrato sulla prevenzione del peggioramento della PU e sul ripristino di una pelle sana. Secondo i trattamenti di cura di routine per tutti i pazienti, sono state selezionate terapie non chirurgiche, come unguento, garza, avvolgimento e imbottitura del letto dopo il lavaggio mediante la disinfezione con acqua acida. La cura della pelle, la riduzione della pressione e il supporto nutrizionale sono stati utilizzati in modo aggressivo come parte di questo trattamento di cura [ 1 , 3 ]. I principali passaggi di cura per il trattamento della PU includevano:
- Gestire il carico tissutale.
- Mantenere l’area dell’ulcera pulita e coperta e non lasciarla asciugare.
- La posizione del corpo cambia almeno ogni 2 ore se il paziente è confinato in un letto o ogni 15 minuti se seduto su una sedia a rotelle.
- Per raggiungere un bilancio nutrizionale azotato positivo, il paziente ha consumato da TF circa 30 a 35 calorie al kg al giorno e da 1,25 a 1,50 g di proteine al kg al giorno.
Preparazione per HW / acqua idrogenata
HW / acqua idrogenata è stato preparato con un apparato gorgogliante di idrogeno che consiste principalmente in una sezione di approvvigionamento idrico per la produzione di RW con meno 0,018 ppm di DH e +184 mV di ORP, e HW con 0,8-1,3 ppm di DH e da −602 mV a −583 mV di ORP. Per confrontare HW / acqua idrogenata con RW, i parametri caratteristici dell’acqua sono stati misurati con i diversi tassi di diluizione (Tabella 2 , Figure 1 e 2 ). Va sottolineato che alcuni indicatori caratteristici stabili e le proprietà dell’innocuità e dell’innocuità dell’acqua di idrogeno sono stati ottenuti da diversi esperimenti separati in vivo e umani che avevamo riportato [ 19 – 23 ]. Nel frattempo, attraverso l’alimentazione tubolare, i pazienti con PU sono stati costretti ad assumere HW / acqua idrogenata di 600 ml al giorno, al mattino e al pomeriggio per circa un’ora, rispettivamente, immediatamente dopo la produzione di HW ogni volta.
Risultati della misurazione della diluizione di HW / acqua idrogenata con RW. I tassi di diluizione sono indicati nella Figura 1 . Le figure 1 – a e – b mostrano le tendenze sempre crescenti su DO (concentrazione di ossigeno disciolto) e ORP (potenziale di riduzione dell’ossidazione). Nel frattempo, come mostrato nelle figure 1 – c e – d , DH (concentrazione di idrogeno disciolto) mostra la tendenza in costante diminuzione che indica che l’idrogeno disciolto nell’acqua di idrogeno è stato evaporato lentamente mescolando con normale acqua normale. D’altra parte, sia HW / acqua idrogenata che RW hanno mantenuto l’intervallo di temperatura di 23,2-24,1 ° C e pH 7,37-7,48 indipendentemente dalla velocità di diluizione da 1 a 11 volte.
Un apparato per la produzione di acqua disciolta da idrogeno e il confronto tra acqua disciolta da idrogeno e acqua di rubinetto dal punto di vista della loro distribuzione delle particelle di bolle rilevata con un contatore di particelle di aerosol. Figura 2 – a : Il tasso di volume delle bolle di dimensioni indicate rispetto al volume totale di bolle nell’acqua del rubinetto (che si occupa della declorazione) è stato analizzato da un contatore di particelle di aerosol (Beckmann-Coulter, Delsa Nano S). 2- a-1 e a-2 : le particelle di microbolle con diametro superiore a 3 μm nell’acqua del rubinetto erano state occupate nell’istogramma per oltre il 50%. Inoltre, sono stati rilevati cinque parametri di proprietà dell’acqua del campione di acqua di rubinetto come segue. DH: 0,025 ppm, DO: 8,6 ppm, ORP: +250 mV, pH: 7,30, concentrazioni di ioni cloro: 0,015 ppm. 2- b : Le distribuzioni di particelle di bolle nell’acqua disciolta con idrogeno sono state analizzate da un contatore di particelle di aerosol (Beckmann-Coulter, Delsa Nano S). 2- b-1 : particelle nano-gorgoglianti di acqua disciolta con idrogeno erano abbondanti e, al contrario, le particelle di microbolle superiori a 3 μm erano scarse. 2- b-2 : le particelle di nanobolle con diametro inferiore a 1 μm hanno un’occupazione maggiore di una delle particelle di microbolle. 2- c : una vista schematica di un apparato (proposta n. 2005–177724, brevetto giapponese) per la produzione di acqua disciolta con idrogeno. Il meccanismo significa che i volumi minimi di goccioline di dimensioni nane sono prodotti per massimizzare le loro superfici, e quindi un gas idrogeno ad alta pressione è stato fortemente incorporato nelle goccioline all’interno. A proposito, il serbatoio include un ugello di getto e un tubo guida di idrogeno che è stato realizzato dal dispositivo convenzionale. Le parti accessorie principali e i loro indici sono i seguenti: 1. Sezione gas di scarico , 0,01 Mpa; 2. Sezione di approvvigionamento idrico , 0,3 Mpa, 1 lotto = 15 L / 8 min; 3. Sezione di approvvigionamento di gas idrogeno , 0,9 Mpa, 0,55 L / min; 4. Sezione di uscita dell’acqua disciolta con idrogeno ; 5. Particelle minute di porfido di quarzo silice ; 6. Ugello a getto di idrogeno con filtro microporoso , con diametro dei pori di 6,1 μm.
Valutazioni cliniche
Gli indici valutativi per gli effetti terapeutici clinici sulla PU consistevano in giorni ospedalizzati, dimensioni della ferita, classificazioni dello stadio PU e classificazione DESIGN.
Giorni ospedalizzati
Poiché la maggiore durata della degenza ospedaliera è un indice importante per un paziente PU di QOL (qualità della vita), sono stati contati i giorni dall’ammissione alla dimissione per ventidue pazienti.
Dimensione della ferita
Per ottenere informazioni oggettive precise e monitorare il grado di guarigione della ferita, il personale medico ha misurato dimensioni, profondità e area [ 24 ], ha utilizzato fotografie e diagrammi per registrare la forma e il contorno della ferita.
Classificazioni degli stadi PU
Secondo una nota linea guida del panel stabilita da EPUAP e NPUAP nel 2009 [ 3 ], lo stadio II include lo spessore parziale per la perdita di pelle che coinvolge epidermide, derma o entrambi. L’ulcera è superficiale e si presenta clinicamente come un’abrasione o una vescica, ma non è più profonda del derma. D’altra parte, lo stadio III coinvolge l’intera profondità della pelle e può estendersi nello strato di tessuto sottocutaneo che ha un afflusso di sangue relativamente scarso e può essere difficile da guarire [ 25 , 26 ].
PROGETTAZIONE-rating
Il DESIGN è stato uno strumento di valutazione assoluto e utilizzato come indicatore clinico per valutare la qualità delle cure mediche. Ma il suo punteggio non è stato paragonato alla gravità della PU tra i diversi pazienti e le loro varie ulcere. Per questo motivo, il rating DESIGN è stato inventato per essere usato come una valutazione semplice e facile di PU [ 27 , 28 ]. Nel nostro studio, il punteggio di valutazione DESIGN di ogni paziente è stato registrato dal personale medico, almeno una volta al mese.
Esperimenti in vitro
Materiali e metodi
Cellule fibroblastiche dermiche umane normali OUMS-36
Le cellule OUMS-36 sono state coltivate per 18 ore in terreno di Eagle modificato di Dulbecco preparato da HW / acqua idrogenata o RW (DMEM; Nissui Pharmaceutical Co. Ltd., Tokyo) integrato con FCS (siero di vitello fetale) al 10% (GIBCO) in un incubatore di CO 2 da conservare a 37 ° C e pH 7,1-7,4 in un’atmosfera umida al 5% di CO 2 . Il mezzo esaurito è stato sostituito dal mezzo di coltura fresco preparato con HW / acqua idrogenata o RW ed è stato immediatamente irradiato con raggi UVA a dosi di 12 o 18 J / cm 2 , corrispondenti al normale intervallo di dose per la vita quotidiana umana. Le cellule risultanti sono state colorate per i nuclei con 4 ‘, 6-diamidino-2-fenilindolo dicloridrato (DAPI, terreno di montaggio Ultracruz, sc-24941, Santa Cruz Biotechnology Inc., Santa Cruz, CA) e osservate per il collagene di tipo I ricostruzione mediante immunostain usando il primo anticorpo diretto contro il collagene di tipo I e l’anticorpo secondario coniugato con FITC (fluoresceina isotiocianato), come osservato con un microscopio a fluorescenza (ECLIPSE E600, Nikon Corp., Tokyo) come precedentemente descritto [ 6 ].
HaCaT normali cheratinociti derivati dall’epidermide umana
Le cellule HaCaT sono state coltivate in modo simile nel DMEM preparato con HW / acqua idrogenata o RW integrato con FCS al 10% (GIBCO) e similmente irradiato con UVA. Le cellule risultanti sono state esaminate per la vitalità cellulare con metodi WST-1 usando (fenil) -5- (2-disulfofenil) -2H-tetrazolio, sale monosodico come indicatore redox e per ROS come i radicali anionici superossido da NBT (nitro blue tetrazorium) come precedentemente descritto [ 6 ].
analisi statistica
O studio clinico o ricerca in vitro , il test t di Student è stato utilizzato per confrontare la differenza di media ± DS tra il gruppo di controllo e i gruppi trattati utilizzando un software Microsoft Office Excel 2010 (Microsoft, Albuquerque, NM, USA) o un pacchetto software SPSS 11.0 (SPSS inc., Chicago, IL, USA) per Windows. Un valore p inferiore a 0,05 è stato considerato statisticamente significativo.
risultati
I risultati clinici dei trattamenti di routine in combinazione con HW / acqua idrogenata tramite TF
I giorni ospedalizzati e il rating DESIGN di PU
Per i pazienti con PU, i giorni ospedalizzati in EG erano significativamente più brevi rispetto a LG (113,3 giorni contro 155,4 giorni, p <0,05) e il tasso di riduzione della PU era di circa il 28,1% (Figura 3 -a). Allo stesso modo, anche il rating DESIGN in EG è stato diminuito per il confronto dell’insorgenza con l’endpoint (11,5 percentuali contro 14,3 percentuali, p <0,05) tra le valutazioni pre-post, comprese entrambe all’inizio (valutazione nel tempo iniziale, al giorno per il ricovero in ospedale) e in endpoint (valutazione dell’ultima volta, al giorno per la dimissione dall’ospedale o il giorno della morte). In LG, non è stato riscontrato alcun significato statisticamente significativo, nella valutazione DESIGN indicativo del grado di gravità per PU, tra i due (Figura 3 -b).
Confronto degli effetti clinici della PU per i giorni ospedalizzati e il rating DESIGN nel gruppo efficace e nel gruppo meno efficace. Figura 3 – a mostra che il periodo per i giorni ospedalizzati in PU in EG era significativamente più breve rispetto a LG. La Figura 3 – b indica che il rating DESIGN in EG è stato ridotto per confrontare l’insorgenza con l’endpoint. Sono state eseguite valutazioni pre-post, in cui sono stati inclusi l’insorgenza e l’endpoint. Tutti i valori vengono confrontati statisticamente. L’analisi statistica è stata eseguita utilizzando il test t di Student e le differenze significative sono definite come p <0,05. I dati sono presentati come mezzo con la deviazione standard (± SD, indicato dalla barra verticale). * p <0,05.
Risultati della dimensione della ferita in due gruppi
La misurazione della ferita è un mezzo importante per conoscere i gradi di PU e il suo metodo di misurazione è stato dimostrato nella Figura 4 -a (Figura 4 -a). Sia in EG che in LG, le variazioni riducenti (EG: 91,4%; LG: 48,6%) delle dimensioni della ferita rappresentano una differenza statisticamente significativa ( p <0,05, p <0,001). Allo stesso modo, si nota anche una differenza significativa tra entrambi i gruppi EG e LG ( p <0,05) (Figura 4 -b).
Metodi di misurazione della dimensione della ferita e risultati della dimensione della ferita nella variazione riduttiva della dimensione della ferita tra i due gruppi. Figura 4 – a mostra il metodo di misurazione della ferita. Come protocollo, inizialmente, misurare la lunghezza massima lungo la direzione assiale (dalla testa ai piedi), quindi la larghezza massima lungo la direzione trasversale (da un lato all’altro) usando un righello di centimetro. Moltiplicare infine le distanze di lunghezza e larghezza per ottenere una stima della superficie in centimetri quadrati (cm 2 ). La Figura 4 – b indica una differenza statisticamente significativa alla riduzione della dimensione della ferita in due gruppi. Alcuni pazienti avevano più sedi per la PU. I valori vengono confrontati statisticamente. Test di studente, * p <0,05, *** p <0,001.
Espressione di vari indici di valutazione PU forzando sia lo stadio II che lo stadio III
Per osservare gli effetti clinici sotto molti aspetti, inclusi i giorni ospedalizzati, la classificazione DESIGN e la dimensione della ferita, EG e LG sono stati suddivisi in quattro sottogruppi in base alle classificazioni degli stadi PU (vedere Metodi (3) -3 ). Di conseguenza, nella fase II, un periodo di giorni ospedalizzati in EG ha mostrato significativamente più breve rispetto a LG (87,5 giorni contro 387,0 giorni, p <0,001). Contrariamente a questo, in due gruppi, non vi era alcun significato statistico per i giorni ospedalizzati in stadio III (Figura 5 -a) a causa di malattie diverse dalla PU. Inoltre, in EG, il rating DESIGN ottenuto da sottogruppi di stadio II e stadio III rappresentava una differenza statisticamente significativa ( p <0,05) (Figura 5 -b). Nel frattempo, la riduzione della dimensione della ferita all’interno dei sottogruppi dello stadio II e stadio III presenta eventuali differenze statistiche (Figura 5 -c). In conclusione, le ulcere da stadio II e stadio III di EG sono guarite più velocemente ed efficacemente di quelle di LG.
Espressione di vari indici di valutazione PU forzando sia lo stadio II che lo stadio III. Le figure 5 – da a – c implicano differenze molto significative tra quattro sottogruppi basati sullo stadio II o stadio III. Valori P calcolati dal test t di Student, * p <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001.
Risultati di un caso tipico di progresso nella guarigione delle ferite dipendente dal tempo: per una paziente di 85 anni con PU
La Figura 6 mostrava i progressi nella guarigione delle ferite dipendenti dal tempo per una paziente di 85 anni con PU. È stata ricoverata in ospedale per aver sofferto di PU. I reperti delle ferite all’inizio comprendono: posizione: osso sacro; dimensione della ferita (cm 2 ): 20.8; fase: II; Classificazione DESIGN: 16. Quattro mesi dopo il trattamento di routine, più una combinazione con l’assunzione di HW / acqua idrogenata tramite TF, il cratere è quasi scomparso. I risultati della ferita all’endpoint (rispetto all’insorgenza) includevano: dimensione della ferita (cm 2 ): circa 0 (scomparsa); fase: I (migliorare); Classificazione DESIGN: 6 (diminuzione) (figure da 6 -a a -d).
Risultati di un caso tipico sullo stato di guarigione della ferita dipendente dal tempo. È stato riportato un progresso annuale in termini di guarigione della ferita dipendente da una paziente con PU di 85 anni. È stata ricoverata in ospedale in cerca di cure per la PU. Figura 6 – a mostra le fotografie dei progressi nella guarigione delle ferite dipendenti dal tempo ottenuti dallo stesso paziente. Le figure da 6 – b a – d rappresentano rispettivamente le diminuite tendenze di dimensioni della ferita, valutazione del DESIGN e stadio.
Risultati di un altro caso tipico di progressi nella guarigione delle ferite dipendenti dal tempo: per un paziente maschio di 80 anni con PU
La Figura 7 mostrava i progressi nella guarigione delle ferite dipendenti dal tempo per un paziente maschio di 80 anni con PU. Il suo periodo di ricovero è durato 10 mesi e potrebbe essere suddiviso in due sotto-periodi. Durante l’ultimo periodo di 5 mesi, ha ricevuto un trattamento HW / acqua idrogenata in aggiunta alle cure di routine. Il risultato mostra un risultato migliorato (Figure 7 -a, -b).
Risultati di un altro caso tipico sul progresso della guarigione della ferita dipendente dal tempo. Analogamente alla Figura 6 , la Figura 7 mostra anche un progresso nella guarigione della ferita dipendente dal tempo, per un paziente con PU di 80 anni. Figura 7 – a mostra le caratteristiche fotografate nel precedente periodo per il solo trattamento di routine. D’altra parte, la Figura 7 – b presenta quelli fotografati in quest’ultimo periodo per il trattamento di routine e l’assunzione di HW / acqua idrogenata . Quest’ultimo periodo nell’uso dell’assunzione di HW / acqua idrogenata mostra un marcato risultato migliorato.
Esperimenti in vitro
Effetti promotori sulla ricostruzione del collagene di tipo I, come mostrato dall’immunostain, sui normali fibroblasti cutanei umani OUMS-36 che sono stati irradiati con raggi UVA e quindi somministrati con terreno di coltura preparato con RW o HW / acqua idrogenata , rispettivamente
Per studiare l’effetto ricostruttivo di HW / acqua idrogenata sul collagene di tipo I, abbiamo usato immunostain su cellule OUMS-36 che sono state irradiate con raggi UVA e quindi sono state somministrate con RW o HW in vitro , rispettivamente. Le espressioni rappresentative e i valori dei pixel sono stati tracciati con un software ImageJ ( http://rsb.info.nih.gov/ij/ ). La condensazione nucleare (la cosiddetta picnosi) e la frammentazione (la cosiddetta carioresi) si sono verificate per le cellule OUMS-36 irradiate da UVA in RW, ma si sono appena verificate in HW (Figura 8 ). Il gruppo HW mostra una maggiore proliferazione di cellule con morfologia arrotondata nei fibroblasti e morfologia enorme e più abbondante nel collagene di tipo I rispetto a quelli del gruppo RW.
Effetti ricostruttivi di HW / acqua idrogenata nelle cellule OUMS-36 irradiate con UVA. Figure 8 – a , – b : Espressioni distributive di collagene di tipo I con immunostain (verde) nelle cellule OUMS-36 che sono state irradiate con raggi UVA e sono state somministrate con RW o HW / acqua idrogenata , rispettivamente. Figura 8 – b : ogni linea tratteggiata gialla indica regioni ricche di collagene di tipo I. Figura 8 – c : intensità di fluorescenza relativa tracciata con ImageJ per presentare il numero di pixel. Viene mostrata la colorazione di collagene di tipo I su cellule OUMS-36 che sono state irradiate con raggi UVA e che sono state somministrate con RW o HW / acqua idrogenata , rispettivamente. Figura 8 – d : la funzione pseudocolore è stata tracciata usando ImageJ come intensità corrispondente al grado di esposizione al collagene di tipo I per cento cellule (μm 2/100 cellule). Ingrandimento: × 200; barre di scala = 50 μm. Test t di Student, *** p <0,001.
Effetti proliferativi della colorazione nucleo-DAPI su fibroblasti cutanei umani normali irradiati con UVA OUMS-36 che sono stati somministrati con terreno di coltura preparato con RW o HW / acqua idrogenata , rispettivamente
Con la microscopia a fluorescenza, il colorante DAPI può essere eccitato dai raggi UVA. Per esaminare l’effetto ricostruttivo di HW / acqua idrogenata sul collagene di tipo I mediante immunostain, abbiamo anche contrastato i nuclei con un colorante DAPI in cellule OUMS-36 irradiate con UVA per osservare i cambiamenti quando le cellule OUMS-36 sono state somministrate con RW o HW in vitro , rispettivamente . L’espressione rappresentativa e l’intensità di fluorescenza relativa sono state tracciate con ImageJ. L’effetto facilitante sulla condensazione e sulla frammentazione nucleare è stato osservato per le cellule OUMS-36 irradiate con UVA in RW, ma si è verificato pressoché in HW / acqua idrogenata come dimostrato dalla colorazione DAPI come il risultato ottenuto dall’immunostain (Figura 9 ). Attraverso la Figura 9 -c, sono stati chiariti i gradi di colorazione DAPI sulle cellule HaCaT irradiate con raggi UVA e somministrate rispettivamente con RW o HW / acqua idrogenata .
Caratteristiche della colorazione nucleo-DAPI su cellule HaCaT irradiate con UVA. Figure 9 – a , – b : espressioni distributive della colorazione nucleo-DAPI (blu) nelle cellule HaCaT irradiate con raggi UVA e somministrate rispettivamente con RW o HW / acqua idrogenata . Figure 9 – c , – d : l’intensità di fluorescenza relativa e la funzione pseudocolor per il collagene di tipo I sono state tracciate usando ImageJ. Ingrandimento: × 200; barre di scala = 200 μm. Test t di Student, *** p <0,001.
Quantità di ROS nei normali cheratinociti derivati dall’epidermide HaCaT quantificati dal dosaggio NBT
Nelle cellule HaCaT, le quantità di ROS intracellulari sono state aumentate nel mezzo di coltura preparato con RW con irradiazione UVA in diverse dosi di raggi UVA, ma sono state ripristinate nel mezzo di coltura preparato con HW / acqua idrogenata come mostrato dalla colorazione NBT per i radicali anionici superossido. La morfologia cellulare è stata osservata per essere più salutare e meno dannosa in HW / acqua idrogenata rispetto a RW (Figura 10 ). La Figura 10 -e ha mostrato che la macchia NBT era più densa di colore blu scuro nelle cellule somministrate RW rispetto alle cellule somministrate HW / acqua idrogenata , indicando la repressione ROS intracellulare nelle cellule somministrate HW / acqua idrogenata .
Quantità ROS intracellulari in cellule HaCaT come quantificate dal dosaggio NBT. Figure 10 – a , – b : la morfologia cellulare trattenuta e il ROS ridotto sono stati mostrati nel mezzo di coltura preparato con HW / acqua idrogenata per il confronto con RW. Le linee tratteggiate gialle indicano abbondanti coloranti blu scuro che sono stati i prodotti di reazione in cui è stato scoperto che ROS come il superossido ossido-radicale reagisce con la colorazione NBT. Figure 10 – c , – d : le espressioni del plotter di superficie di ImageJ. Figura 10 – e : I valori di grigio medio ottenuti da ImageJ utilizzati per esprimere l’aumento o la diminuzione dei radicali anionici superossido all’interno dei normali cheratinociti derivati dall’epidermide HaCaT secondo la colorazione NBT. Nel dettaglio, l’asse verticale mostra la luminosità presentata come un valore di grigio medio, che viene considerato come un indice per mostrare l’intensità della colorazione cellulare e utilizzare per indicare le quantità di ROS. Le morfologie cellulari di RW e HW / acqua idrogenata sono state divise nelle otto regioni e quindi confrontate con i loro valori di grigio medio dal test t di Student (** p <0,01). Ingrandimento: × 200; barre di scala = 100 μm.
Aumento della vitalità cellulare mediante somministrazione pre-irradiazione con acqua disciolta con idrogeno in cellule HaCaT irradiate con UVA come valutato dal test WST-1 a base di deidrogenasi mitocondriale
Nelle cellule HaCaT, la vitalità cellulare è stata ovviamente aumentata nel mezzo di coltura preparato con HW / acqua idrogenata con irradiazione UVA, rispetto al mezzo di coltura preparato con RW mediante dosaggio WST-1 (Figura 11 -d). La morfologia cellulare è stata anche osservata come meno vulnerabile in termini di diversi sintomi come il restringimento cellulare, la condensazione nucleare e la frammentazione cellulare per HW / acqua idrogenata rispetto a RW (Figure 11 -b, -c). Il gruppo HW ha mostrato una maggiore proliferazione di cellule con morfologia arrotondata e morfologia enorme, nelle cellule HaCaT rispetto a quelle del gruppo RW. Tutte queste evidenze hanno predetto che l’acqua disciolta dall’idrogeno può esercitare effetti citoprotettivi contro i raggi UVA sulle cellule HaCaT.
Risultati della vitalità cellulare delle cellule HaCaT come valutato dal test WST-1. Figura 11 – a : Le cellule HaCaT sono mostrate nello stato non somministrato o non irradiato con raggi UVA. Figure 11 – b , – c : le caratteristiche morfologiche delle cellule HaCaT sono mostrate rispettivamente in RW o HW, dopo irradiazione con raggi UVA. Figura 11 – d : la vitalità cellulare è mostrata per le cellule HaCaT dopo irradiazione UVA mediante test WST-1. Ingrandimento: × 400; Barra della scala = 100 μm. Test dello studente, ** p <0,01.
Discussione
Lo scopo del presente studio era di esaminare l’efficacia clinica della guarigione delle ferite per PU utilizzando l’assunzione di HW / acqua idrogenata tramite TF. Abbiamo ipotizzato che il trattamento di routine in combinazione con l’assunzione di HW / acqua idrogenata per i pazienti con PU possa migliorare la guarigione delle ferite e mantenere per loro condizioni più sane. Inoltre, i normali fibroblasti cutanei umani OUMS-36 e i normali cheratinociti derivati dall’epidermide umana HaCaT sono stati esaminati per esplorare i meccanismi alla base del fatto che l’idrogeno svolga un ruolo nella guarigione delle ferite nell’aspetto del tessuto cutaneo, attraverso esperimenti in vitro .
I nostri risultati clinici sembrano suggerire che l’assunzione di HW / acqua idrogenata tramite TF è un mezzo efficace per la guarigione delle ferite nei pazienti con PU che soffrono di disturbi alimentari. Nonostante i limiti causati dalla pratica del nostro intervento clinico per PU, siamo stati in grado di ottenere i risultati migliori in giorni ospedalizzati, dimensioni della ferita e altri indici clinici confrontando EG con LG. Pertanto, abbiamo stimato che l’HW / acqua idrogenata assorbito dal tratto gastrointestinale svolge un ruolo importante nella riduzione dello stress ossidativo, nella ricostituzione della matrice extracellulare e negli effetti antinfiammatori. Diversi esperimenti hanno supportato le nostre considerazioni come segue.
Inizialmente, è stato dimostrato che l’idrogeno gassoso molecolare (H 2 ) ha un’influenza benefica sul tratto gastrointestinale [ 29 ]. Kajiya et al. ha stabilito un modello murino di malattia infiammatoria intestinale umana (IBD) fornendo ai topi acqua potabile contenente a) 5% destrano solfato di sodio (DSS), b) 5% DSS e H 2 oppure c) H 2 solo ad libitum fino a 7 giorni. Hanno scoperto che al giorno 7, gli esiti patogeni indotti dal DSS, inclusi livelli elevati di IL-12, TNF-α e IL-1- β nella lesione del colon, ecc. Sono stati significativamente soppressi dall’aggiunta di H 2 alla soluzione DSS. Pertanto, si è concluso che l’H 2 può avere un’influenza antinfiammatoria sul tratto gastrointestinale in vivo [ 30 ].
In secondo luogo, Nakashima-Kamimura et al. esaminato se l’acqua potabile contenente l’idrogeno disciolto saturo (HW / acqua idrogenata : 0,8 mM H 2 in acqua) è applicabile esaminando gli effetti dello stress ossidativo, della mortalità e della perdita di peso corporeo nonché della creatinina sierica e dei livelli di azoto ureico nel sangue (BUN) . In esperimenti in vivo , i loro risultati hanno mostrato che l’idrogeno è stato rilevato nel sangue quando l’HW / acqua idrogenata è stato posto tramite gavage a una dose di 15 ml / kg nello stomaco di un ratto, e l’HW / acqua idrogenata è applicabile per alleviare gli effetti collaterali nefrotossici indotti da un anti farmaco antitumorale, come il cisplatino [ 31 ].
In terzo luogo, poiché l’idrogeno gassoso molecolare può agire da spazzino di ROS, Cardinal et al. testato l’effetto del trattamento con HW / acqua idrogenata in un modello di ratto di trapianto di rene. Di conseguenza, il trattamento con HW / acqua idrogenata ha migliorato la funzione di allotrapianto, ha rallentato la progressione della nefropatia cronica da allotrapianto (CAN), ha ridotto il danno ossidativo e la produzione di mediatori infiammatori e ha migliorato la sopravvivenza globale. La loro conclusione è stata che l’HW / acqua idrogenata è un efficace antiossidante e antinfiammatorio in vivo [ 32 ].
In precedenza era stato dimostrato che alcuni radicali liberi inibiscono il processo di guarigione della ferita [ 33 ]. L’H 2 è un gas incolore, inodore, insapore e possiede una certa riducibilità perossidante. L’H 2 è possibile passare facilmente attraverso i villi dell’intestino tenue nel corpo umano all’interno e nel flusso sanguigno [ 15 ], perché il suo peso molecolare è la più piccola di tutte le specie di molecole e ha proprietà gassose ed elettricamente neutre, oltre a mostrare una forte capacità di diffusione. Inoltre, l’H 2 ha forse i suoi canali speciali per il trasporto nello spazio intracellulare, come le acquaporine (AQP) per l’acqua, in particolare l’acqua contenente idrogeno, e le proteine Rhesus (Rh) [ 34 ].
Pertanto, accoppiato con il corpo stesso e la presenza enterogena-H 2 , a causa di specifici batteri intestinali, l’assunzione di HW / acqua idrogenata tramite TF può svolgere un ruolo importante nel migliorare la formazione di granuli feriti su loci di necrosi disintegrata e la capacità di avere un anti- effetto infiammatorio attraverso un meccanismo di riduzione del ROS.
Inoltre, va sottolineato che le cellule apoptotiche possono stimolare la proliferazione, la guarigione delle ferite e la rigenerazione dei tessuti [ 35 ]. Ci stiamo concentrando su “la proliferazione compensativa indotta dall’apoptosi” che si verifica nella PU [ 36 ]. In generale, la necrosi ha un effetto del danno letale secondario alle cellule circostanti la ferita della PU attraverso il gonfiore e lo scoppio delle cellule. Al contrario, i detriti cellulari causati dalla contrazione cellulare e dalla frammentazione nell’apoptosi in cui la carioresi ( cioè la frammentazione nucleare) e la picnosi ( cioè la condensazione nucleare) vengono rivelati come un evento precoce, sono sottoposti all’endocitosi da entrambi i fagociti migratori professionali ( ad es. Macrofagi e cellule di Langerhans nell’epidermide) e nei fagociti non professionali circostanti. Quindi, si pensa che la “proliferazione compensativa” sia indotta per la ragione che i detriti cellulari vengono gestiti pacificamente per contenere le cellule circostanti con un impatto minimo in peggioramento. In questa occasione, il ROS può essere in grado di essere soppresso dall’acqua di idrogeno per evocare un’apoptosi più delicatamente e, successivamente, l’apoptosi che è causata nelle cellule circostanti le ferite della PU stimola la proliferazione compensativa per portare a una guarigione precoce. In effetti, Cai JM et al. ha riferito che l’inalazione di gas idrogeno al 2% somministrata a un modello di ratto ipossia-ischemia neonatale potrebbe ridurre l’apoptosi [ 37 ].
Quando l’assunzione di HW / acqua idrogenata tramite TF è stata combinata con trattamenti di routine, il processo di guarigione delle ferite può essere notevolmente accelerato. Quindi, il meccanismo efficace di HW / acqua idrogenata possiede almeno due possibili percorsi, in primo luogo è un effetto antiossidante e in secondo luogo è un effetto anti-infiammatorio. Inoltre, abbiamo pensato che l’HW / acqua idrogenata potesse avere effetti aggiuntivi, come la ricostruzione del collagene e la citoprotezione per altre cellule cutanee e epidermiche. Pertanto, abbiamo condotto un esperimento in vitro sui normali fibroblasti cutanei umani OUMS-36 e sui normali cheratinociti derivati dall’epidermide umana HaCaT per esaminare la loro interazione. Pertanto, le cellule cutanee o epidermiche sono state rispettivamente coltivate in terreno preparato con HW / acqua idrogenata o RW. Immunostain è stato usato per osservare la ricostruzione del collagene di tipo I nelle cellule OUMS-36 e ha mostrato l’effetto promotivo. E la vitalità cellulare delle cellule HaCaT è stata esaminata in termini di osservazione morfologica cellulare e test WST-1, e il loro ROS generato, in particolare i radiali di cipolla superossido, è stato misurato dal dosaggio NBT, rispettivamente, tutti i quali hanno mostrato la cellula-morte-repressiva e ROS effetti di salvataggio.
Abbiamo tentato di disegnare le illustrazioni per assumere un meccanismo di cura dallo stadio III alla guarigione della ferita durante la PU (Figura 12 ).
Meccanismo per la guarigione delle ferite dell’ulcera da pressione con acqua disciolta con idrogeno. Stiamo prevedendo che ROS può portare a un’ulcera da pressione e il processo causativo è mostrato dall’illustrazione a sinistra. Innanzitutto, fattori diversi come la sindrome costretta a letto, la pressione meccanica e l’ischemia locale producono ROS che provoca necrosi e apoptosi in combinazione con altri fattori patologici, causando potentemente ferite e difetti dei tessuti dell’ulcera da pressione. D’altra parte, l’illustrazione giusta mostra il meccanismo di guarigione. L’assunzione orale di acqua di idrogeno a bolle nano attraverso il bere o l’alimentazione del tubo passa dalla bocca o dall’esofago e viene assorbita dalle cellule epiteliali dell’intestino tenue. È possibile che l’idrogeno traspira in passato da / acqua idrogenata HW e inalato dal polmone. Quindi, l’idrogeno assorbito a nanobolle migra verso il tessuto cutaneo attraverso la circolazione sanguigna ed elimina i ROS generati in abbondanza nella PU. Infine, questo processo provoca la ricostruzione del collagene dei fibroblasti nel derma e la proliferazione dei cheratinociti nell’epidermide e provoca angiogenesi e rimodellamento per le riparazioni nel tessuto difettoso.
Di conseguenza, i nostri dati in vitro hanno dimostrato che i ROS intracellulari sono diminuiti di HW / acqua idrogenata , ma non di RW, nei fibroblasti OUMS-36 irradiati con UVA. Si sono verificate condensa e frammentazione nucleare per le cellule OUMS-36 irradiate con UVA in RW, ma si sono appena verificate in HW, come dimostrato dalla colorazione DAPI. Inoltre, nelle cellule HaCaT, la mitocondriale deidrogenasi, in particolare l’attività della deidrogenasi succinata, è stata ridotta nel terreno di coltura preparato con RW con irradiazione UVA, ma è stata trattenuta nel mezzo di coltura preparato con HW, come mostrato dal dosaggio NBT e WST-1. Pertanto, è stato suggerito che i ROS indotti dai raggi UVA, in particolare l’ossigeno singoletto e i radicali di cipolla superossido, vengono eliminati dall’idrogeno e provocano la citoprotezione contro la disfunzione mitocondriale indotta dai ROS.
Risultati simili sono stati riportati da precedenti lavori di ricerca sulla ricostruzione del collagene in altre cellule cutanee o epidermiche da parte di HW [ 38 , 39 ]. Come meccanismo per l’utilizzo di HW per il trattamento della PU nell’aspetto delle cellule cutanee ed epidermiche, riteniamo che ci siano tre vie come segue: (1) la promozione della formazione della struttura del derma e la ricostruzione del collagene di tipo I, (2 ) la prevenzione della formazione di granuli feriti su loci di necrosi disintegrata e (3) la riparazione e il ripristino dei tessuti cicatriziali.
Gli effetti curativi per i pazienti con PU attraverso l’assunzione di HW tramite TF, come dimostrato dal nostro studio attuale, sono stati appena trovati in passato. La nostra esperienza in questo studio ha aggiunto ulteriori prove di un possibile ruolo nelle terapie mediche per la PU. Inoltre, come è noto, esistono diversi metodi per produrre l’acqua di idrogeno da parte di diversi gruppi di ricerca, quindi ci sono anche diversi parametri dell’acqua sull’HW. Al fine di mostrare i nostri dati ottenuti dalle misurazioni con i diversi rapporti di diluizione, abbiamo appositamente impostato le Figure 1 e 2 , nonché la Tabella 2 per presentare questi risultati. Come produrre HW e RW è una questione importante ed essenziale nel campo della medicina dell’acqua all’idrogeno.
Tuttavia, questo studio presenta alcuni limiti che dovrebbero essere considerati nell’interpretazione dei risultati. In primo luogo, il disegno dello studio non può essere eseguito come percorso di controllo randomizzato (RCT), poiché generalmente il test di intervento clinico sulla cura della PU non può essere eseguito come RCT a causa di altri diversi fattori come la concorrenza e le complicanze di varie malattie. La situazione clinica non ci ha permesso di ottenere dati clinici prima di uno come abbiamo progettato. In secondo luogo, non siamo stati in grado di progettare la sperimentazione di confrontare i risultati sia dell’assunzione orale di HW che del lavaggio esterno di siti dannosi con HW, rispettivamente. Questi meritano lo studio del passo successivo.
conclusioni
È stato dimostrato che l’assunzione di HW tramite TF, per pazienti anziani gravemente ricoverati in ospedale con PU, esegue la riduzione della dimensione della ferita e il recupero precoce, entrambi i quali sono potuti derivare dalla costruzione di collagene di tipo I nei fibroblasti cutanei o dalla promozione della riduzione della capacità mitocondriale e della repressione dei ROS in epidermica cheratinociti come mostrato rispettivamente dai test immunostain, NBT e WST-1.
Consenso
Consensi informati scritti che sono stati presentati dai pazienti per la pubblicazione di questo rapporto e qualsiasi immagine di accompagnamento sono stati ottenuti e confermati come autorizzazione etica dal Comitato Etico dell’ospedale di Kobayashi, città di Fukuyama, Prefettura di Hiroshima, Giappone.
ionizzatori d’acqua AlkaViva H2
tutti i generatori di acqua a idrogeno
Assunzione di acqua idrogenata tramite alimentazione tubolare per pazienti con ulcera da pressione e suoi effetti ricostruttivi sulle normali cellule della pelle umana in vitro
Volume diricerca sul gas medicale 3 , numero dell’articolo: 20 ( 2013 ) | Scarica la citazione
Astratto
Riferimenti Scarica riferimenti
Ringraziamenti
Gli autori sono grati all’ospedale di Kobayashi e al direttore rappresentativo Dr. Yoshizi Kobayashi, per il loro sostegno devoto a parte della sperimentazione clinica. Questo studio è stato supportato, in parte, da una sovvenzione in aiuto da parte del JCAAMS (Centro giapponese per le cure antinvecchiamento di Hiroshima).
Informazioni sull’autore
affiliazioni
-
Dipartimento di Tecnologia Radiologica, Facoltà di Scienze della Salute, Butsuryo College of Osaka, Otorikitamachi 3-33, Nishi-ku, Sakai, Osaka, 593-8328, Giappone
- Qiang Li
- , Hiroshi Tanaka
- & Nobuhiko Miwa
-
Life Science Research Center, Mie University, Kurimamachiya-cho 1577, Tsu, Mie, 514-8507, Giappone
- Shinya Kato
-
Hiroshima Kasei Co. Ltd, Matsuhama Machi 2-2-11, Fukuyama, Hiroshima, 720-0802, Giappone
- Daigo Matsuoka
autore corrispondente
Corrispondenza a Nobuhiko Miwa .
Informazioni aggiuntive
Interessi conflittuali
Gli autori dichiarano di non avere interessi in gioco.
Contributi degli autori
Ha condotto e progettato gli esperimenti: QL NM. Eseguiti gli esperimenti: DM SK QL. Analizzati i dati: QL NM. Apparecchi / reagenti / materiali forniti: DM HT NM. Ha scritto il manoscritto: QL NM. Tutti gli autori hanno letto e approvato il manoscritto finale.
File originali inviati dagli autori per immagini
Di seguito sono riportati i collegamenti ai file originali inviati dagli autori per le immagini.
Diritti e autorizzazioni
acqua idrogenata in pazienti con psoriasi e parapsoriasi in placche
Astratto
La psoriasi e la parapsoriasi in placche sono malattie infiammatorie croniche della pelle, entrambe rappresentano una sfida terapeutica nella pratica quotidiana e incidono negativamente sulla qualità della vita. È stato dimostrato che le specie reattive dell’ossigeno (ROS) sono coinvolte nella patogenesi delle malattie infiammatorie croniche. Segnaliamo ora che l’acqua di idrogeno, un efficace scavenger di ROS, ha un miglioramento significativo e rapido della gravità della malattia e della qualità della vita per i pazienti con psoriasi e parapsoriasi in placche. Alla settimana 8, il nostro studio controllato in parallelo ha rivelato che il 24,4% dei pazienti (10/41) sottoposti a bagno di idrogeno-acqua ha ottenuto un miglioramento di almeno il 75% nel punteggio dell’indice di gravità dell’area della psoriasi (PASI) rispetto al 2,9% dei pazienti (1/34) del gruppo di controllo ( Pc = 0,022, OR = 0,094, 95% CI = [0,011, 0,777]). Dei pazienti, il 56,1% (23/41) che ha ricevuto il bagno ha ottenuto un miglioramento di almeno il 50% nel punteggio PASI rispetto al solo 17,7% (6/34) del gruppo di controllo ( P = 0,001, OR = 0,168, IC al 95% = [ 0,057, 0,492]). È stato anche osservato il significativo miglioramento del prurito ( P = 3,94 × 10 −4 ). Inoltre, è stata osservata una risposta completa nel 33,3% dei pazienti (2/6) di parapsoriasi in placche e una risposta parziale nel 66,7% (4/6) alla settimana 8. I nostri risultati hanno suggerito che la terapia con bagno di idrogeno-acqua potrebbe soddisfare il bisogno insoddisfatto di queste malattie infiammatorie croniche della pelle.
introduzione
La psoriasi e la parapsoriasi en placche sono entrambe malattie infiammatorie croniche della pelle caratterizzate da ridimensionamento persistente ed eruzioni infiammatorie 1 , 2 . Rappresentano una sfida terapeutica nella pratica quotidiana e incidono negativamente sulla qualità della vita dei pazienti 3 – 6 . La psoriasi è così comune che è stata riconosciuta fin dall’antichità, interessando circa l’1% al 3% della popolazione generale 7 . È associato ad un alto grado di morbilità. In effetti, la disabilità e l’impatto sulla qualità della vita secondaria alla psoriasi sono paralleli a quelli delle malattie cardiache e dell’artrite 8 , 9 . La parapsoriasi en plaques è un gruppo relativamente raro di disturbi che è stato classificato in parapsoriasi a placche piccole (SPP) e parapsoriasi a placche grandi (LPP) in base alla dimensione delle lesioni. Sebbene la relazione tra SPP e micosi fungoide (MF) sia ancora oggetto di discussione, ci sono circa il 10-30% dei casi di risultati di LPP in MF, infine 10 – 13 . Si ritiene che la rete interattiva del sistema immunitario e delle cellule epiteliali svolga un ruolo vitale nella patogenesi di entrambe le malattie. Per essere più precisi, la psoriasi è considerata una malattia guidata da Th1⁄Th17 11 – 13 , mentre la parapsoriasi in placche è un modello di disturbi linfo-proliferativi delle cellule T cutanee ed è stato dimostrato in molti casi di essere un disturbo monoclonale. Per un lungo periodo, il trattamento convenzionale per entrambe le malattie non ha soddisfatto pienamente le esigenze dei pazienti con effetti collaterali noti. La migliore comprensione delle vie infiammatorie autoimmuni e dei relativi concetti mutevoli nella patogenesi hanno portato allo sviluppo di farmaci biologici, che hanno rivoluzionato in particolare il trattamento della psoriasi 4 , 14 . Tuttavia, il lento inizio dell’azione, i costi elevati, l’efficacia persa nel tempo e il profilo di sicurezza a lungo termine di questi prodotti biologici rimangono ancora irrisolti 3 – 5 .
Recentemente, è stato dimostrato che lo stress ossidativo come l’aumento della produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) può essere coinvolto nella patogenesi delle malattie infiammatorie croniche 15 , 16 . La possibilità di utilizzare queste informazioni per sviluppare nuove strategie di trattamento è di notevole interesse. La molecola di idrogeno (H 2 ) è stata utilizzata in applicazioni mediche come antiossidante e immunomodulatore sicuri ed efficaci con effetti collaterali minimi 16-18 . A differenza di altri antiossidanti, che non sono in grado di colpire gli organelli, l’H 2 può penetrare nelle biomembrane e diffondersi nel citosol, nei mitocondri e nel nucleo 19 . Inoltre, è stato anche riportato che elimina selettivamente il ROS 17 e mostra un’influenza positiva nello squilibrio di citochine Th1, Th2 e pro-infiammatorie 20 . Fino ad oggi, l’acqua di idrogeno (solubilizzato H 2 ) come strategia di trattamento per le lesioni cutanee associate alla psoriasi è stata provata da pochi casi clinici 21 , e nemmeno l’acqua di idrogeno per i pazienti con parapsoriasi in placche. Oltre a bere acqua a idrogeno, inalazione di gas idrogeno e iniezione di soluzione salina disciolta in H 2 , il bagno di idrogeno e acqua è un nuovo approccio evidenziato dalla sua somministrazione diretta, sicura e indolore. Pertanto, il nostro studio ha condotto uno studio controllato in parallelo su pazienti con psoriasi e uno studio autocontrollato su pazienti con parapsoriasi in placche per valutare l’efficacia del bagno di idrogeno-acqua in queste malattie infiammatorie croniche della pelle.
risultati
Miglioramento della psoriasi
Complessivamente, 41 pazienti con psoriasi sono stati assegnati al trattamento con terapia di balneazione idrogeno-acqua e 34 pazienti sono stati assegnati al gruppo di controllo. I gruppi di trattamento erano ben bilanciati rispetto ai dati demografici e alle caratteristiche di base (Tabella 1 ). Solo una paziente del gruppo di controllo si è ritirata nel corso dello studio alla settimana 2 a causa della mancanza di miglioramento ed è stata considerata non rispondente nel gruppo di controllo. La risposta era evidente dopo una terapia di balneazione di 8 settimane. Il punteggio medio dell’indice di gravità dell’area della psoriasi (PASI) e il punteggio della scala analogica visiva mediana (VAS) del gruppo di bagni idrogeno-acqua alla settimana 8 erano rispettivamente 5,8 e 0, significativamente inferiori ai punteggi di base ( P = 7,08 × 10 −6 ; P = 2,42 × 10 −5 ).
Tabella 1
Caratteristiche dei pazienti con psoriasi.
| Il gruppo balneare idrogeno-acqua | Il gruppo di controllo | |||
|---|---|---|---|---|
| Baseline | Settimana 8 | Baseline | Settimana 8 | |
| No | 41 | 41 | 34 | 33 |
| Sesso (maschio / femmina) | 24/17 | 24/17 | 18/16 | 18/15 |
| Età | 40 ± 15 (18–78) | 40 ± 15 (18–78) | 39 ± 12 (18–72) | 39 ± 13 (18–72) |
| BMI | 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) |
| Giro vita (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) |
| Punteggio 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) |
| Punteggio VAS (mediana, intervallo) | 2 (0–8) | 0 (0–4) | 0 (0–7) | 0 (0-9) |
PASI: Indice di gravità dell’area della psoriasi; VAS: la scala analogica visiva; BMI: indice di massa corporea.
Dopo 8 settimane di terapia, i pazienti trattati con il bagno di idrogeno-acqua hanno mostrato un miglioramento significativamente maggiore rispetto a quelli del gruppo di controllo valutati sia da PASI che da VAS (Tabella 2 e Fig. 1 ). Dei pazienti, il 24,4% che riceveva il bagno di idrogeno-acqua ha raggiunto il punto finale di almeno il 75% di miglioramento del punteggio PASI rispetto al 2,9% dei pazienti del gruppo di controllo ( Pc = 0,022, OR = 0,094, IC al 95% = [0,011, 0,777 ]). Dei pazienti, il 56,1% che ha ricevuto il bagno ha ottenuto un miglioramento di almeno il 50% nella PASI rispetto al solo 17,7% del gruppo di controllo ( P = 0,001, OR = 0,168, IC al 95% = [0,057, 0,492]). Il trattamento con bagni di idrogeno e acqua ha portato anche a un sostanziale miglioramento del prurito misurato dalla VAS. La variazione mediana dal basale alla settimana 8 nel gruppo di balneazione era −2, rispetto a una variazione mediana di 0 nel gruppo di controllo ( P = 3.94 × 10 −4 ).
Tavolo 2
Sintesi del miglioramento dell’indice di area e gravità della psoriasi (PASI) e scala analogica visiva (VAS) alla settimana 8.
| Il gruppo balneare idrogeno-acqua | Il gruppo di controllo | Valore P. | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Punteggio PASI basale | Punteggio PASI basale | |||||||||
| Mite | Moderare | Grave | Totale | Mite | Moderare | Grave | Totale | |||
| (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 | 2 (4.8) | 0 | 0 | 0 | 0 | > 0.05 |
| > PASI 75 | 5 (12.2) | 3 (7.3) | 2 (4,9) | 10 (24,4) | 1 (2.9) | 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 | 6 (17.6) | 0.001 | |
| Miglioramento 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 | |||||||
* I valori corretti di P ( P c) sono stati regolati usando la correzione di Yate per la continuità.
Miglioramento clinico della psoriasi di un corso di 8 settimane di terapia con bagni di idrogeno-acqua. Caso 1: un paziente di psoriasi di 64 anni al basale (PASI 16.4, a , b ) e dopo la terapia del bagno (PASI 1.8, c , d ). Sebbene fosse stato trattato con capsule di acitretina 30 mg al giorno per più di 4 mesi, le lesioni psoriasiche non erano migliorate tranne che per la scala parzialmente ridotta sulla placca. Si è rifiutato di aumentare la dose di farmaco a causa di secchezza e screpolature intollerabili delle mucose. Caso 2 : un paziente con psoriasi di 40 anni al basale (PASI 21.1, a, b ) e dopo l’ultima terapia da bagno (PASI 4.1, c , d ). Si è lamentato di lesioni fortemente pruriginose e resistenti al trattamento (capsule di acitretina 40 mg al giorno per più di 6 mesi) e dopo la terapia del bagno è stato in grado di ridurre la dose. Caso 3 : un paziente con 43 anni di psoriasi al basale (PASI 20.2, a , b ) e dopo l’ultima terapia da bagno (PASI 4.8, c , d ). Quest’uomo è stato continuamente trattato con metotrexato 5 mg alla settimana per più di 10 mesi ed è stato in grado di ridurre la dose con successo dopo la terapia del bagno. Si noti che i pazienti hanno avuto risposte simili nelle aree non mostrate.
Miglioramento della parapsoriasi in placche
Sono stati inclusi sei pazienti: 1 uomo e 5 donne, con età media di 32,8 ± 4,9 (intervallo: 25-40) anni e durata media del corso di 34,4 ± 31,1 (intervallo: 12-96) mesi. Quattro pazienti sono stati classificati come LPP e due come SPP. Le caratteristiche dei pazienti sono state presentate nella Tabella 3 . In tutti i pazienti si era verificato un miglioramento della morfologia o della distribuzione delle lesioni (Fig. 2 ). Risposta completa è stata osservata nel 33,3% dei pazienti (2/6), risposta parziale nel 66,7% (4/6).
Tabella 3
Caratteristiche e risultati clinici di pazienti con parapsoriasi in placche.
| pazienti | Sesso / Età | Tipo di parasporiasi | Distribuzione alla presentazione iniziale | Morfologia alla presentazione iniziale | Durata della malattia (mese) | Risposta clinica alla settimana 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | F / 40 | LPP | tronco ed estremità | patch, placca | 25 | PR |
| 2 | F / 31 | LPP | tronco | papule, patch | 12 | PR |
| 3 | F / 33 | SPP | tronco ed estremità | papule, patch, placca | 28 | PR |
| 4 | F / 33 | SPP | tronco | papule, patch | 15 | PR |
| 5 | M / 35 | LPP | tronco ed estremità | patch, placca | 30 | CR |
| 6 | F / 25 | LPP | tronco ed estremità | patch, placca | 96 | CR |
SPP: piccola parapsoriasi a placche; LPP: grande parapsoriasi a placche; PR: risposta parziale; CR: risposta completa.
Valutazione clinica di un paziente con parapsoriasi in placche che ha raggiunto una risposta completa rapidamente 4 settimane dopo il bagno idrogeno-acqua. Un uomo di 35 anni con una grande parapsoriasi a placche era stato seguito per 30 mesi e durante quel periodo furono fatte due biopsie che non mostravano progressione. Aveva sofferto di riacutizzazione dopo una terapia UVB a banda stretta di 10 mesi e non aveva avuto un evidente miglioramento nella fototerapia a 6 mesi successiva nonostante l’aumento della potenza. Anche se solo 4 settimane, le sue lesioni hanno rapidamente ottenuto miglioramenti significativi senza terapia concomitante ( a ). La colorazione ematossilina-eosina mostra un’epidermide leggermente ipercheratotica e focalmente parakeratotica con infiltrato perivascolare superficiale moderatamente denso. Le cellule linfoidi sono per lo più piccoli linfociti citologicamente normali e c’è epidermotropismo focale a cellula singola ( b ).
Eventi avversi
Due pazienti affetti da psoriasi si sono lamentati della temperatura dell’acqua dell’idrogeno. Il disagio è stato alleviato una volta che la temperatura effettiva è stata regolata in base alla soddisfazione dei pazienti. Non sono state rilevate altre reazioni avverse durante lo studio.
Discussione
I risultati dello studio controllato in parallelo hanno dimostrato che la terapia con il bagno idrogeno-acqua ha portato a miglioramenti significativi nella psoriasi per la maggior parte dei pazienti. Il tasso di risposta osservato era ovviamente superiore a quelli osservati con Alefacept e esteri dell’acido fumarico; ed era simile a quelli osservati con Efalizumab, bassa dose di metotrexato orale (MTX) (5-15 mg / settimana) e ciclosporina A (1,25 mg / kg / giorno) 22-26 . Inoltre, i pazienti sottoposti a bagno di idrogeno-acqua hanno mostrato un rapido inizio di miglioramento rispetto al basale. Circa un quarto dei pazienti ha mostrato un miglioramento di almeno il 75% nel punteggio PASI 8 settimane dopo il bagno iniziale, un livello di risposta che è stato osservato solo dopo 12 o più settimane di terapia in pazienti che hanno ricevuto alcuni agenti biologici 23 , 24 , 27 . Anche i pazienti trattati con il bagno di idrogeno-acqua hanno mostrato un sostanziale miglioramento del prurito, come valutato dalla VAS. Ciò è vantaggioso per la qualità della vita della psoriasi, che è considerata simile, se non peggio, a quella delle altre principali malattie croniche. Sebbene sia stato usato un trattamento concomitante per le lesioni cutanee, si deve notare che il dosaggio di MTX, fototerapia UVB e retinoidi sistemici utilizzati in concomitanza non è stato efficace per almeno 4 mesi prima della partecipazione al presente studio. Sorprendentemente, 6 pazienti sono stati in grado di ridurre o addirittura interrompere il dosaggio del farmaco (4 pazienti: acitretina; 2 pazienti: MTX) dopo il corso del bagno. Sebbene la possibilità che i miglioramenti siano stati causati dal trattamento concomitante non può essere completamente esclusa, è indicato che il rapido sollievo dei sintomi era in gran parte dovuto alla terapia del bagno.
Alla parapsoriasi in placche, il nostro risultato ha suggerito che il bagno idrogeno-acqua era rapidamente efficace e sicuro per il controllo della malattia con una risposta parziale del 66,7% e una risposta completa del 33,3%. Attualmente, PUVA e UVB a banda stretta sono utilizzati come principali opzioni di trattamento per la parapsoriasi in placche con tassi di remissione completi fino all’80% e un tempo mediano alla clearance di 2-6 mesi 6 , 28 , 29 . In generale, UVB è preferito nei pazienti con cerotti e placche sottili e la fotochemioterapia PUVA deve essere utilizzata per pazienti con placche spesse, con fototipi ≥III e non rispondenti a UVB 6 . Tuttavia, oltre a richiedere molto tempo per indurre la risposta e il mantenimento, tutte queste terapie sono associate al potenziale rischio di fotocarcinogenesi e il fotoinvito limita il loro uso a lungo termine.
La psoriasi e la parapsoriasi in placche sono conosciute come malattie rappresentative che mostrano i meccanismi orchestrati dell’infiammazione cronica. L’efficacia clinica dell’idrogeno-acqua può essere parzialmente spiegata dalla capacità di scavare selettivamente H 2 contro ossidanti altamente attivi, come i radicali idrossilici e perossinitrite, e gli effetti citoprotettivi contro lo stress ossidativo 17 . Il radicale idrossile è noto come un importante fattore scatenante della reazione a catena dei radicali liberi 30 e l’assenza dello scavenger specifico di questa specie provoca spontaneamente stati ossidativi nell’infiammazione cronica 31 , 32 . Pertanto, l’H 2 può avere un vantaggio nel sopprimere la reazione a catena, che produce perossido lipidico e porta alla generazione di marcatori di stress ossidativo, come la malondialdeide (MDA) 32, che è stato dimostrato essere associato all’esacerbazione della psoriasi 33 . Un altro target di H 2 , il perossinitrito, che viene generato dalla reazione dell’ossido nitrico con il superossido, attiva le vie MAPK p 38 che sono correlate alla produzione di citochine infiammatorie, come TNF-α, IL-6, IL-8 e molti altri 20 , con conseguente sviluppo della placca della psoriasi 34 . Studi successivi indicano che l’effetto di H 2 è mediato dal sistema Nrf2-Keap1 35 , 36 , un fattore trascrizionale noto per essere un attivatore di meccanismi protettivi intrinseci contro lo stress ossidativo, ma i meccanismi rimangono da risolvere. Tuttavia, gli effetti radicali di scavenging di H 2 non possono spiegare completamente gli effetti anti-infiammatori e anti-apoptotici, che dovrebbero comportare una serie di vie di segnalazione perfezionate. Gli studi hanno anche dimostrato che l’H 2 sopprime le vie di segnalazione delle allergie 37 e dell’infiammazione 38 senza eliminare direttamente le specie reattive di ossigeno / azoto.
In effetti, le terapie antiossidanti alla psoriasi sono già state testate, ad esempio utilizzando esteri dell’acido fumarico in particolare in Germania 39 . Tuttavia, la maggior parte di essi ha mostrato un successo terapeutico limitato. Inoltre, studi recenti hanno suggerito che alcuni ROS agiscono come messaggeri di segnalazione per regolare un’ampia varietà di processi fisiologici 40 , 41 . Alla luce di questo contesto, un antiossidante ideale dovrebbe mitigare lo stress ossidativo in eccesso, ma non disturbare l’omeostasi redox. H 2 ha la capacità di eliminare ROS particolarmente potenti ma non reagisce con quelli che hanno ruoli fisiologici importanti 17 . La sicurezza di H 2 è anche stabilita dalla sua produzione intrinseca nel corpo umano e dall’inerzia nei confronti dei componenti biogenici. È già stato utilizzato per la prevenzione della malattia da decompressione nei subacquei profondi 42 . La pratica clinica di H 2 nel trattamento della malattia infiammatoria cronica è stata recentemente tentata in pazienti con artrite reumatoide (RA) 43 . Inoltre, un ultimo caso clinico ha suggerito che l’H 2 potrebbe alleviare le lesioni cutanee e l’artrite 21 associate alla psoriasi. Oltre ad altri metodi di applicazione, il bagno di idrogeno-acqua è un nuovo approccio che mette in luce la sua somministrazione diretta sulla pelle, sicura e indolore e può essere effettuata nella vita quotidiana.
Per quanto riguarda il presente studio, i nostri risultati hanno mostrato una riduzione dell’IMC nei pazienti con psoriasi trattati con terapia balneare senza interventi ipolipemizzanti. Questo risultato corrisponde a quelli di studi precedenti, che hanno dimostrato che il miglioramento clinico nei pazienti con psoriasi è stato associato a una riduzione dei livelli di perossidazione lipidica e ad un aumento della capacità sierica di antiossidanti 44 . Inoltre, va notato che la sensazione di prurito è stata notevolmente ridotta nella maggior parte dei casi. L’influenza dell’acqua idrogeno sulla sensazione di prurito suggerisce la presenza di infiammazione neurogena associata a ROS nella lesione psoriasica e la possibilità di un approccio terapeutico simile a quello dei disturbi infiammatori neurologici 17 . Alcuni limiti di questo studio devono essere evidenziati. Come studio aperto di dimensioni del campione limitate, questo studio può includere distorsioni di selezione sebbene le caratteristiche basali dei gruppi di psoriasi, inclusi i punteggi primari di PASI e VAS, risultino ben bilanciate. Occorre prestare attenzione al fatto che i pazienti sottoposti a terapia con idrogeno-bagno sono quelli che non hanno seguito il trattamento convenzionale per più di 4 mesi. Ciò implicava almeno che le attività patologiche di questi pazienti “refrattari” fossero in condizioni meno stabili. In secondo luogo, questo studio non ha coinvolto un gruppo di controllo placebo a causa della preoccupazione etica. Tuttavia, tutti quelli del gruppo di controllo avevano ricevuto il bagno con acqua di rubinetto più di due volte a settimana durante questo studio. Pertanto, il gruppo di controllo della psoriasi è stato somministrato con la terapia di combinazione della terapia convenzionale e il bagno di placebo (acqua di rubinetto).
In sintesi, i pazienti con psoriasi e parapsoriasi in placche che sono stati trattati con la terapia del bagno idrogeno-acqua hanno ottenuto un significativo e rapido miglioramento della gravità della malattia e della qualità della vita. Abbiamo suggerito che la terapia del bagno idrogeno-acqua potrebbe soddisfare la necessità insoddisfatta di un’opzione terapeutica alternativa per questi pazienti. Sono necessari ulteriori ampi studi randomizzati controllati verso placebo per verificare ed estendere questi risultati. Anche il meccanismo e l’efficacia a lungo termine dell’idrogeno-acqua in queste malattie sono garantiti.
metodi
pazienti
Quarantuno pazienti con psoriasi e sei pazienti con parapsoriasi in placche sono stati arruolati da febbraio 2016 ad aprile 2017 dall’ospedale Huashan affiliato all’università di Fudan e dall’ospedale Huadong affiliato all’università di Fudan. Il gruppo di controllo della psoriasi comprendeva trentaquattro pazienti reclutati dalle cliniche dermatologiche dell’Ospedale Huashan. Lo studio è stato registrato e approvato dal China Ethics Committee of Registers Clinical Trials (ChiCTR-ONC-17013055, 2017/10/20). Tutti i pazienti hanno firmato un modulo di consenso informato e hanno accettato di pubblicare informazioni o immagini identificative. Tutti i metodi sono stati eseguiti in conformità con le linee guida e le normative pertinenti.
I pazienti con psoriasi hanno avuto una storia di psoriasi a placche per un minimo di 12 mesi. Tra questi, 21 pazienti erano resistenti agli unguenti topici di corticosteroidi e calcipotriolo; il resto dei pazienti ha subito un fallimento del trattamento convenzionale o non è riuscito a ridurre il dosaggio esistente di farmaci oltre gli unguenti topici di corticosteroidi e calcipotriolo per più di 4 mesi. Le opzioni terapeutiche fallite includono la fototerapia UVB (10/41), MTX (3/41) e retinoidi sistemici (7/41). Tutti i pazienti hanno rifiutato il trattamento di altri farmaci (compresi i farmaci biologici) a causa di problemi finanziari e problemi di sicurezza. I pazienti con parapsoriasi in placche sono stati diagnosticati sulla base di risultati clinici, istopatologici e immunoistochimici (SPP: 2/6, LPP: 4/6). Sono stati seguiti per più di 8 mesi. Tra questi, 4 pazienti avevano ricevuto terapia UVA o UVB a banda stretta per più di 6 mesi senza evidenti miglioramenti. Due pazienti hanno avuto riacutizzazioni durante la fototerapia. Tutte le biopsie hanno riportato infiltrati linfocitari densi, occasionalmente con esocitosi linfocitaria. Nessuno dei pazienti presentava linfoadenopatia ascellare o inguinale. I risultati di laboratorio di tutti i pazienti erano irrilevanti. Sono stati esclusi i pazienti con gravi malattie cardiovascolari o malattie infettive e coloro che non erano in grado di ricevere regolarmente il trattamento.
Durante la durata della terapia con bagno di idrogeno-acqua, i trattamenti attuali per i pazienti affetti da psoriasi sono stati continuati come prima (tranne che per la riduzione del farmaco), compresa la terapia sistemica e topica. Ai pazienti del gruppo controllato dalla psoriasi è stato somministrato lo stesso tradizionale brevetto cinese chiamato “soluzione orale Qu-Yin”, trattamento topico di unguenti corticosteroidi e calcipotriolo. Uno degli ingredienti principali di questa soluzione ampiamente utilizzata è la glicirrizina, che è stata evidenziata per migliorare la risposta clinica della psoriasi con il suo effetto antinfiammatorio e immunomodulante 45 . Tutti quelli del gruppo di controllo avevano ricevuto il bagno con acqua di rubinetto più di due volte a settimana durante questo studio. I pazienti con parapsoriasi in placche non hanno utilizzato alcuna terapia concomitante, ad eccezione del corticosteroide topico e degli emollienti.
Bagno all’idrogeno
Il bagno di idrogeno-acqua veniva somministrato attraverso la pelle immergendo tutto il corpo nell’acqua di idrogeno due volte alla settimana (intervallo di 3 giorni). Ogni bagno durava dai 10 ai 15 minuti. Il bagno all’idrogeno è stato sospeso una settimana in caso di mestruazioni in soggetti femminili. La macchina da bagno all’idrogeno (fornita dalla Shanghai Yiquan Investment Limited Partnership) ha preparato acqua per idrogeno utilizzando la tecnologia nanobubble per dissolvere il gas idrogeno in acqua deionizzata pura. In breve conteneva il seguente processo: (1) L’acqua del rubinetto passava attraverso un sistema di filtrazione (composto da sabbia di quarzo, carbone attivo, ultrafiltrazione e membrana ad osmosi inversa) e un’unità di disinfezione a ultravioletti da deionizzare e disinfettare. (2) Il generatore di idrogeno ha elettrolizzato l’acqua di rubinetto trattata in ossigeno e idrogeno e quindi ha raccolto idrogeno gassoso puro. (3) L’idrogeno gassoso è stato costretto a bolle a livello micro-nano e le bolle sono state quindi dissolte direttamente e uniformemente in acqua deionizzata. L’acqua a idrogeno preparata di recente aveva le seguenti caratteristiche fisiche e chimiche: (1) pH 6,8–7,3. (2) La temperatura variava da 38 a 42 ° C (la temperatura effettiva basata sulla soddisfazione dei pazienti). (3) Alto contenuto di idrogeno disciolto con una concentrazione di 1,0 ppm (per riferimento, l’idrogeno disciolto dell’acqua di rubinetto è inferiore a 0,001 ppm). (4) Con un potenziale di riduzione dell’ossidazione (ORP) estremamente negativo di −580 mV ~ −650 mV (per riferimento, acqua di rubinetto: +250 mV ~ +350 mV). Ogni volta prima della terapia veniva utilizzata la stessa apparecchiatura per testare pH, temperatura, ORP (RM-30P, DKK-TOA Corp., Giappone) e concentrazione di idrogeno (ENH-1000, Trustlex Corp., Giappone) per assicurarsi che l’acqua di idrogeno avesse stesse proprietà.
Valutazione di efficacia
Psoriasi
Valutazioni cliniche tra cui esami fisici, segni vitali, farmaci concomitanti, eventi avversi e misure dell’attività della psoriasi (punteggi PASI e foto) sono state stimate al basale e dopo ogni trattamento di balneazione. Per la PASI, i pazienti sono valutati sulla base di eritema, ridimensionamento e spessore divisi in quattro parti anatomiche (testa, tronco, estremità superiori e estremità inferiori). L’area di ciascuna parte anatomica viene presa in considerazione nel valore complessivo 46 . Il punteggio è stato diviso in PASI lieve (1–10), moderato (10–20) e grave (> 20). Il punteggio PASI alla settimana 8 era l’endpoint predefinito di efficacia, in cui una risposta favorevole era un miglioramento di almeno il 50% rispetto al PASI 47 di base. Il prurito delle lesioni cutanee è stato misurato dal VAS per prurito 48 .
Parapsoriasi in placche
Le risposte cliniche sono state valutate alla settimana 8, classificate come risposta completa,> 90% di clearance delle lesioni; risposta parziale, autorizzazione del 50–90%; nessuna risposta, clearance del <50% con lesioni cutanee persistenti nonostante il trattamento continuo. Anche il prurito delle lesioni cutanee è stato misurato da VAS.
analisi statistica
Le analisi degli endpoint di efficacia erano basate sulla popolazione intent-to-treat (ITT). L’analisi dell’ultima osservazione portata avanti (LOCF) è stata utilizzata per stimare i dati mancanti per le variabili di efficacia. Le variabili descrittive sono state riassunte per numero (percentuali), media o media ± deviazione standard. I dati di misurazione sono stati confrontati usando t-test paried. Il confronto dei dati di conteggio o di livello è stato eseguito usando tests2 test, i test esatti di Fisher o i test U di Mann-Whitney. Odds ratio (OR) sono stati calcolati con la modifica di Haldane, che aggiunge 0,5 a tutte le celle per accogliere possibili conteggi zero 49 . I valori di P erano a due code. Le differenze sono state considerate significative con P <0,05. I valori corretti di P ( P c) sono stati regolati usando la correzione di Yate per la continuità. I dati sono stati analizzati dal software SPSS17.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA).
ionizzatori d’acqua AlkaViva H2
tutti i generatori di acqua ionizzata alcalina con idrogeno
Effetti positivi del bagno acqua idrogenata in pazienti con psoriasi e parapsoriasi in placche
1Dati associati
Disponibilità dei dati
I set di dati generati durante e / o analizzati durante lo studio attuale sono disponibili dall’autore corrispondente su ragionevole richiesta.
Ringraziamenti
Vorremmo ringraziare Shanghai Yiquan Investment Limited Partnership per il supporto tecnico. Questo studio è stato supportato dal programma HOPE lanciato dalla Branch Association of Hydrogen Biomedicine, China-Japan Medical Science and Technology Exchanges Association.
Contributi dell’autore
Qinyuan Zhu ha scritto il testo principale del manoscritto, analizzato i dati e preparato le figure. Xiaoqun Luo, Yueshen Wu, Yongmei Li, Erhong Dai, Jianhua Wu e Bin Fan hanno fornito visite di follow-up ai pazienti e raccolto i dati clinici. Zihua Chen, Lanting Wang, Hao Xiong e Li Ping hanno contribuito alla supervisione della regolare terapia del bagno idrogeno-acqua. Xiaoqun Luo era incaricato della progettazione e dell’esecuzione di questo studio. Tutti gli autori hanno recensito il manoscritto.
Le note
Qinyuan Zhu e Yueshen Wu hanno contribuito ugualmente a questo lavoro.
Nota dell’editore: Springer Nature rimane neutrale per quanto riguarda le rivendicazioni giurisdizionali nelle mappe pubblicate e nelle affiliazioni istituzionali.