L’idrogeno molecolare come un potenziale agente protettivo nelle lesioni polmonari acute

L’idrogeno molecolare come un potenziale agente protettivo nella gestione delle lesioni polmonari acute

Valore preventivo della combinazione con l’ossigeno biodisponibile

Mauro Miceli

Consulenza Scientifica Epinutracell

I polmoni non sono solo il luogo principale in cui avviene lo scambio gassoso nei mammiferi, ma hanno anche una superficie epiteliale più estesa in quanto è a diretto contatto con l’ambiente esterno. Pertanto, i polmoni sono il bersaglio primario per molti agenti patogeni, tossici e allergeni presenti nell’aria che causano polmonite, lesioni polmonari acute (ALI) e sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS).

Negli ultimi tempi, il trattamento terapeutico per alleviare la patogenesi dell’ALI è migliorato notevolmente e le terapie esistenti possono essere suddivise in interventi di supporto e di trattamento farmacologico. I trattamenti farmacologici prevedono l’uso di corticosteroidi, antiossidanti, agenti bloccanti neuromuscolari, gestione dei fluidi e terapie basate sulle cellule staminali per il trattamento dell’ALI indotta da influenza e coronavirus; tuttavia, la maggior parte di questi tentativi si è rivelata finora infruttuosa o comunque insufficiente.

L’idrogeno molecolare è l’elemento chimico più leggero dell’atmosfera terrestre. Per lungo tempo si è ritenuto che l’idrogeno molecolare rimanesse inerte nelle cellule dei mammiferi. Nel 2007, Ohsawa et al. hanno scoperto che l’idrogeno molecolare può ridurre selettivamente i radicali idrossilici (OH) e il perossinitrito (ONOO⁻)  , che sono ossidanti molto forti nelle cellule, sopprimendo così il danno cerebrale nell’ischemia/riperfusione. (I/R). Successivi studi su modelli cellulari e animali, nonché esperimenti clinici in diversi campi biomedici, hanno dimostrato gli effetti preventivi e terapeutici dell’idrogeno molecolare in vari organi, tra cui cervello, cuore, polmone, pancreas e fegato, attraverso il suo stress antiossidante, effetti antinfiammatori, anti-apoptotici e vari altri effetti biologici.

In un articolo scritto a mia firma e presente in questo portale avevo menzionato le proprietà peculiari dell’idrogeno molecolare, come antinfiammatorio, anti-apoptotico, anti-dismetabolico, coinvolto nell’attivazione dell’autofagia e in special modo nella conservazione della funzione mitocondriale.  Comunque, in tempi recenti il potenziale terapeutico basato sugli effetti dell’’idrogeno molecolare è stato ampiamente studiato per diverse malattie polmonari, come ALI, broncopneumopatia cronica ostruttiva, asma e ipertensione arteriosa polmonare.

L’idrogeno molecolare protegge e ripristina la funzione di barriera epiteliale ed endoteliale nei polmoni.

Grazie ai suoi effetti antinfiammatori e antiossidanti e modulando l’autofagia e la morte cellulare, l’idrogeno molecolare allevia notevolmente il danno tissutale nei polmoni; in particolare, contribuisce a ripristinare la funzione di barriera polmonare.

Le cellule epiteliali alveolari di tipo I (AEC) sono altamente specializzate per lo scambio gassoso tra alveoli e sangue capillare nei polmoni. Sono inoltre coinvolte nel trasporto di ioni e acqua, nella regolazione della proliferazione cellulare e nelle vie di segnalazione del metabolismo dei peptidi nei polmoni periferici. Questo tipo di cellule possiedono canali ionici e pompe per il trasporto transcellulare del sodio: tra queste, le acquaporine (AQP) facilitano il flusso d’acqua attraverso le membrane cellulari e forniscono una via transcellulare per il trasporto dell’acqua attraverso gli epiteli. Pertanto, le AQP, in particolare AQP1 e AQP5, rivestono un’enorme importanza nella fisiopatologia polmonare, come nel caso della lesione polmonare acuta o ALI.

L’idrogeno molecolare ha mostrato di proteggere la funzione epiteliale a livello del tessuto polmonare nell’ALI negli esperimenti sugli animali, in quanto ha alleviato l’apoptosi delle AEC, processo che potenzialmente aiuta a mantenere l’integrità della barriera epiteliale, oltre a proteggere la funzione delle AQP.

L’idrogeno molecolare conferisce un effetto protettivo sugli organi extrapulmonari

L’ALI/ARDS è una grave malattia polmonare che coinvolge il sistema respiratorio e gli organi distali extrapolmonari. Ad esempio, sebbene il COVID-19 sia noto per causare una patologia respiratoria sostanziale, come abbiamo appurato dall’ultima pandemia può anche causare complicazioni trombotiche, malattie neurologiche, disfunzione miocardica e aritmia, sindromi coronariche acute, danno renale acuto, danno epatocellulare, iperglicemia e chetosi e complicazioni dermatologiche. In tale contesto l’idrogeno molecolare ha effetti preventivi e terapeutici su vari organi. La sua azione nel danno polmonare indotto dalla sepsi e nella disfunzione multiorgano negli esperimenti sugli animali è la più studiata. L’idrogeno molecolare riduce il danno a varie funzioni degli organi e migliora il tasso di sopravvivenza, il che può alleviare l’ALI. La sepsi è una grave sindrome da risposta infiammatoria sistemica che causa una disfunzione d’organo potenzialmente letale dovuta a una risposta disfunzionale dell’ospite all’infezione, che è una delle principali cause di ALI.

L’idrogeno molecolare è stato ampiamente utilizzato negli studi sulla sepsi negli ultimi anni e ha prodotto effetti benefici ben documentati.

Nel danno cerebrale indotto dalla sepsi, l’idrogeno molecolare può attenuare la rottura della barriera emato-encefalica e diminuire la sua permeabilità, riducendo così l’encefalopatia associata alla sepsi.

Nei tessuti miocardici con sepsi grave, il trattamento con idrogeno molecolare ha portato all’aumento dell’espressione dell’enzima antiossidante eme-ossigenasi (HO-1) e dell’espressione della mitofusina-2 (Mfn2), proteina coinvolta nella dinamica mitocondriale, considerando che la disfunzione mitocondriale gioca un ruolo importante nel danno d’organo indotto dalla sepsi, oltre ad aumentare l’espressione genica del coattivatore-1 alfa del recettore gamma attivato dal proliferatore dei perossisomi, noto come PGC1-α, il principale regolatore della biogenesi mitocondriale e del metabolismo energetico, mentre allo stesso tempo ha limitato la grave disfunzione mitocondriale correlata alla sepsi ripristinando l’ossidazione degli acidi grassi cardiaci e quindi aumentando l’energia cardiaca.

Quando l’idrogeno molecolare viene combinato con altre terapie nella sepsi, può potenziarne sinergicamente l’effetto terapeutico. Ad esempio, la combinazione dell’inalazione di idrogeno molecolare con la rianimazione precoce con fluidi ha ridotto considerevolmente l’aumento dello stress ossidativo.

Studi clinici ed esperimenti su animali hanno dimostrato che l’idrogeno molecolare può attenuare l’infiammazione e lo stress ossidativo nelle vie respiratorie e nelle malattie polmonari infettive, inibendo le citochine proinfiammatorie MCP-1, IL-6 e IL-1β e la via dell’inflammasoma NLRP3, nonché modulando la via di segnalazione del fattore di trascrizione Nrf2 che garantisce una potente protezione antiossidante.

L’idrogeno molecolare potrebbe fornire quindi un trattamento adiuvante efficace e innovativo contro il COVID-19 e potrebbe essere utile nel prevenire la tempesta di citochine associata a questa patologia infettiva e l’insufficienza multiorgano che ne potrebbe conseguire.

La formula Everett Storey – la combinazione sinergica di ossigeno biodisponibile con l’idrogeno molecolare

In un altro articolo presente sempre nel portale dal titolo  “Formula Cellfood – un particolare nutraceutico dotato di evidenza scientifica” avevo evidenziato le particolari proprietà della formula Everett Storey emerse dagli studi eseguiti in ben tre distinte università che avevano evidenziato, oltre alle proprietà antiossidanti, anche quelle anche anti-aptotiche e di ripristino della funzione mitocondriale sia nelle cellule endoteliali che in quelle in coltura sia della linea leucemica che in quelle ottenute da tumori solidi.

La formula è costituita in particolare dalla presenza di deuterio solfato attivato, secondo una procedura esclusiva brevettata dall’azienda produttrice, in virtù della quale si opera una dissociazione dell’acqua con produzione controllata di ossigeno e idrogeno molecolari.

Gli studi scientifici eseguiti hanno sempre rimarcato che le proprietà della preparazione sono da attribuirsi all’insieme dei componenti della formula, che agiscono in maniera sinergica per fornire risultati sperimentalmente ottenuti.

Tuttavia, in virtù dei recenti studi che hanno riguardato le proprietà dell’idrogeno molecolare e che lo scrivente ha descritto sia in questo articolo circa le azioni protettive sulle patologie polmonari che nell’articolo precedente, in cui ne descriveva le proprietà positive a livello cellulare, è indubbio che la possibile liberazione di idrogeno simultanea a quella dell’ossigeno contribuisca in maniera determinante alle peculiari proprietà del prodotto, fornendone una visione aggiornata sul suo possibile meccanismo d’azione fondato sulle recenti ricerche scientifiche circa le azioni cellulari dell’idrogeno molecolare; in particolare ne giustifica l’azione terapeutica delle patologie polmonari sia acute che croniche, dove l’azione dell’idrogeno viene rafforzata da quella fisiologicamente fondamentale esercitata dall’ossigeno molecolare.

Bibliografia consultata

  1. Alwazeer D, Liu FF, Wu XY, LeBaron TW. Combating oxidative stress and inflammation in COVID-19 by molecular hydrogen therapy: mechanisms and Oxid Med Cell Longev. 2021; 2021:5513868.
  2. Chen H, Xie K, Han H, Li Y, Liu L, Yang T, Yu Molecular hydrogen protects mice against polymicrobial sepsis by ameliorating endothelial dysfunction via an Nrf2/HO-1 signaling pathway. Int Immunopharmacol. 2015a;28(1):643–54.
  3. Chen H, Mao X, Meng X, Li Y, Feng J, Zhang L, Zhang Y, Wang Y, Yu Y, Xie K. Hydrogen alleviates mitochondrial dysfunction and organ damage via autophagy-mediated NLRP3 inflammasome inactivation in sepsis. Int J Mol Med. 2019;44(4):1309–24.
  4. Chen H, Lin H, Dong B, Wang Y, Yu Y, Xie K. Hydrogen alleviates cell damage and acute lung injury in sepsis via PINK1/Parkin-mediated mitophagy. Inflamm Res. 2021;70(8):915–30.
  5. Dong A, Yu Y, Wang Y, Li C, Chen H, Bian Y, Zhang P, Zhao Y, Yu Y, Xie Protective effects of hydrogen gas against sepsis-induced acute lung injury via regulation of mitochondrial function and dynamics. Int Immunopharmacol. 2018; 65:366–72.
  6. Ge L, Yang M, Yang NN, Yin XX, Song WG. Molecular hydrogen: a preventive and therapeutic medical gas for various diseases. Oncotarget. 2017;8(60):102653–73.
  7. Kawamura T, Wakabayashi N, Shigemura N, Huang CS, Masutani K, Tanaka Y, Noda K, Peng X, Takahashi T, Billiar TR, Okumura M, Toyoda Y, Kensler TW, Nakao A. Hydrogen gas reduces hyperoxic lung injury via the Nrf2 pathway in vivo. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2013;304(10): L646-656.
  8. Li GM, Ji MH, Sun XJ, Zeng QT, Tian M, Fan YX, Li WY, Li N, Yang Effects of hydrogen-rich saline treatment on polymicrobial sepsis. J Surg Res. 2013;181(2):279–86.
  9. Wang ST, Bao C, He Y, Tian X, Yang Y, Zhang T, Xu Hydrogen gas (XEN) inhalation ameliorates airway inflammation in asthma and COPD patients. QJM. 2020;113(12):870–5
  10. Wang M, Peng J, Hui J, Hou D, Li W, Yang J. Hydrogen therapy as an effective and novel adjuvant treatment against COVID-19. 2021a;114(1):74–5.
  11. Yadav E, Yadav N, Hus A, Yadav JS. Aquaporins in lung health and disease: emerging roles, regulation, and clinical implications. Respir Med. 2020; 174:106193.
  12. Zheng Y, Zhu D. Molecular hydrogen therapy ameliorates organ damage induced by sepsis. Oxid Med Cell Longev. 2016; 2016:5806057