Молекулярный водород: уникальный антиоксидант
Когда вас заинтересовал молекулярный водород?
В 2007 году, когда впервые появилась информация о том, что молекулярный водород тоже может быть антиоксидантом. У меня и моих коллег это, конечно, вызвало большой интерес. В отличие от коэнзима 10, водород – это самая маленькая молекула. Сразу же стало понятно, что она сможет легко проникать во все ткани и клетки. Это фундаментальное свойство, которое отличает его от многих других антиоксидантов, которые имеют более крупную структуру и, соответственно, ограниченную проникающую способность. Представьте себе, что другие антиоксиданты, такие как витамин C или E, имеют гораздо более сложную молекулярную структуру, и им труднее преодолеть клеточные мембраны и достичь, например, митохондрий или ядра клетки, где часто происходит накопление повреждений от оксидативного стресса. Молекулярный водород же, благодаря своим крошечным размерам, может свободно диффундировать через липидные бислои клеточных мембран, преодолевать гематоэнцефалический барьер, проникать в митохондрии и даже в клеточное ядро.
После первой статьи японских ученых, которая была опубликована в журнале , пошла настоящая волна работ по эффектам молекулярного водорода. В 2013 году вышло больше 80 публикаций. Сейчас в среднем выпускают больше 100 работ в год. Это свидетельствует о стремительном росте научного интереса и подтверждении первых результатов. Исследования охватывают самые разнообразные области: от изучения его действия на клеточном уровне до клинических испытаний при различных заболеваниях. Например, были проведены исследования, демонстрирующие положительное влияние молекулярного водорода на восстановление после инсульта, на снижение воспаления при артрите, на улучшение выносливости у спортсменов, а также на замедление процессов старения. В прошлом году издательство Springer выпустило первую книгу, монографию, посвященную этой теме. Она называется «Молекулярный водород. Молекулярная биология и медицина» (Hydrogen Molecular Biology and Medicine). То есть, использование молекулярного водорода – научно-обоснованная проблема. Раньше этим занимались, в основном, японские ученые, которые пионеры в этой области. Сейчас уже данная тема интересна всему миру. Есть очень любопытные данные и находки, которые расширяют наше понимание его терапевтического потенциала.
В чем преимущество молекулярного водорода? Какие он дает эффекты?
Оксидативный стресс – это не всегда плохо. Активные формы кислорода участвуют в естественных физиологических процессах. Например, они помогают бороться с инфекциями, усиливают иммунную защиту. При гриппе макрофаг выпускает активные формы кислорода именно для того, чтобы бороться с вирусом. Это пример того, как организм использует окислительный стресс в своих интересах. Однако, когда происходит избыточное образование активных форм кислорода, они начинают повреждать здоровые клетки и ткани, что приводит к различным заболеваниям, включая рак, сердечно-сосудистые заболевания, нейродегенеративные расстройства и преждевременное старение. Поэтому перед медициной стоит очень сложная задача. С одной стороны, необходимо убрать самые сильные и вредные оксиданты, которые вызывают наибольшие повреждения. С другой – оставить физиологически важные, которые выполняют свои необходимые функции. И вот тут оказалось, что у молекулярного водорода есть очень большое преимущество, как антиоксидант он взаимодействует только с самыми сильными оксидантами. А те активные формы кислорода, которые послабее, продолжают выполнять свою физиологическую функцию. Этот избирательный механизм действия делает его уникальным среди антиоксидантов.
Мы знаем, что самым активным природным оксидантом является гидроксильный радикал ·ОН. На втором месте – пероксинитрит ONOO¯. Остальные оксиданты значительно менее активны. Молекулярный водород взаимодействует, в первую очередь с этими двумя радикалами. Он помогает убрать их избыток, не трогая остальные. Это происходит благодаря тому, что молекулярный водород является мощным донором электронов. Он может отдавать электрон гидроксильному радикалу и пероксинитриту, нейтрализуя их и превращая в более стабильные и менее реакционноспособные соединения, такие как вода. При этом он сам окисляется до воды. Этот процесс можно представить как химическую реакцию нейтрализации, где водород выступает в роли «чистильщика», удаляющего наиболее опасные «загрязнители».
Обратите внимание на такой момент. Молекулярный водород имеет формулу H2. Это означает, что он состоит из двух атомов водорода, связанных ковалентной связью. В водном растворе или при вдыхании, он присутствует именно в таком виде. Его малый размер и нейтральный заряд позволяют ему легко проникать через клеточные мембраны, где он может начать свою работу по нейтрализации вредных оксидантов.