РОЛЬ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВОДНЮ ПРИ ЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНИХ ПРОЦЕСАХ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2024.i4.15116Ключові слова:
молекулярний водень; окисний стрес; нейродегенеративні захворювання; гідрогенізована вода; оксид азоту.Анотація
Вступ. Сприятливий вплив молекулярного водню (H2, диводню) було підтверджено на багатьох моделях захворювань і в дослідженнях на людях протягом останнього десятиліття, а кількість рецензованих статей про водневу біомедицину перевищила 800, починаючи із 2005 року і дотепер. Для оцінювання терапевтичного потенціалу H2 було проведено понад два десятки клінічних випробувань. Було продемонстровано, що застосування додаткового молекулярного водню покращує низку клінічних ознак за різних захворювань. Це нервово-м’язові, нейродегенеративні та психічні захворювання, серцево-судинні захворювання, метаболічний синдром і діабет, гострі травми м’яких тканин і шкірні патології, захворювання нирок, запальні захворювання і рак. Зараз активно ведуться дослідження щодо доцільності застосування в разі Covid-19, а також щодо застосування з метою покращення витривалості спортсменів, навіть є дослідження, де йдеться про здатність водневої води сповільнювати старіння людського організму. Мета дослідження – висвітлити загальні характеристики та терапевтичні властивості молекулярного водню, механізми взаємодії з організмом водню та сполук із ним, стратегії введення в організм, а також доцільність застосування в разі наявності нейродегенеративних розладів на прикладі конкретних захворювань (хвороба Паркінсона, Альцгеймера, розсіяний склероз і судинна деменція). Висновки. Аналіз літературних джерел показав, що молекулярний водень і сполуки з ним (сірководень і комплексна терапія в поєднанні з оксидом азоту) виявляють виразну антиоксидантну та нейропротекторну дію, що робить доцільним їх використання в допоміжній терапії в разі нейродегенеративних захворювань.
Посилання
Breathing Hydrogen-Oxygen Mixture Decreases Inspiratory Effort in Patients with Tracheal Stenosis / Zi-Qing Zhou et al. Respiration. 2018. Vol. 97. № 1. P. 42–51. https://doi.org/10.1159/000492031.
Роль молекулярного водню та оксиду азоту в патогенезі Covid-19 / О. С. Покотило та ін. Medical and Clinical Chemistry. 2021. № 1. С. 93–100. https://doi. org/10.11603/mcch.2410-681x.2021.i1.12119.
Ostojic S. M. Targeting molecular hydrogen to mitochondria: Barriers and gateways. Pharmacological Research. 2015. Vol. 94. P. 51–53. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2015.02.004.
Redox Effects of Molecular Hydrogen and Its Therapeutic Efficacy in the Treatment of Neurodegenerative Diseases / Md Habibur Rahman et al. Processes. 2021. Vol. 9. № 2. P. 308. https://doi. org/10.3390/pr9020308.
Effects of 7-day intake of hydrogen-rich water on physical performance of trained and untrained subjects / Rafael Timón et al. Biology of Sport. 2020. https://doi.org/10.5114/biolsport.2020.98625.
The effects of 6-month hydrogen-rich water intake on molecular and phenotypic biomarkers of aging in older adults aged 70 years and over: A randomized controlled pilot trial / Dragana Zanini et al. Experimental Gerontology. 2021. Vol. 155. P. 111574. https://doi. org/10.1016/j.exger.2021.111574.
Hydrogen Sulphide-Based Therapeutics for Neurological Conditions: Perspectives and Challenges / Amir H. Sharif et al. Neurochemical Research. 2023. https://doi.org/10.1007/s11064-023-03887-y.
Munteanu C. Hydrogen Sulfide: An Emerging Regulator of Oxidative Stress and Cellular Homeostasis : A Comprehensive One-Year Review / Constantin Munteanu et al. Antioxidants. 2023. Vol. 12. № 9. P. 1737. https://doi.org/10.3390/antiox12091737.
Hydrogen, a Novel Therapeutic Molecule, Regulates Oxidative Stress, Inflammation, and Apoptosis / Yan Tian et al. Frontiers in Physiology. 2021. Vol. 12. https://doi.org/10.3389/fphys.2021.789507.
Effects of hydrogen-rich water prepared by alternating-current-electrolysis on antioxidant activity, DNA oxidative injuries, and diabetes-related markers / R. Asada et al. Medical Gas Research. 2020. Vol. 10. № 3. P. 0. https://doi.org/10.4103/2045-9912.296041.
Oral Administration of Si-Based Agent Attenuates Oxidative Stress and Ischemia-Reperfusion Injury in a Rat Model: A Novel Hydrogen Administration Method / M. Kawamura et al. Frontiers in Medicine. 2020. Vol. 7. https://doi.org/10.3389/fmed.2020.00095.
Estimation of the hydrogen concentration in rat tissue using an airtight tube following the administration of hydrogen via various routes / C. Liu et al. Scientific Reports. 2014. Vol. 4. № 1. https://doi.org/10.1038/ srep05485.
Fu Z., Zhang J. Molecular hydrogen is a promising therapeutic agent for pulmonary disease. Journal of Zhejiang University-SCIENCE B. 2022. Vol. 23. № 2. P. 102–122. https://doi.org/10.1631/jzus.b2100420.
Molecular hydrogen: A potential radioprotective agent / Q. Hu et al. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2020. Vol. 130. P. 110589. https://doi.org/10.1016/ j.biopha.2020.110589.
Potential Cytoprotective Activity of Ozone Therapy in SARS-CoV-2/COVID-19 / G. Martinez- Sanchez et al. Antioxidants. 2020. Vol. 9. № 5. P. 389. https://doi.org/10.3390/antiox9050389.
Pharmacokinetics of a single inhalation of hydrogen gas in pigs / M. Sano et al. PLOS ONE. 2020. Vol. 15. № 6. P. e0234626. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0234626.
Simultaneous oral and inhalational intake of molecular hydrogen additively suppresses signaling pathways in rodents / S. Sobue et al. Molecular and Cellular Biochemistry. 2015. Vol. 403. № № 1–2. P. 231–241. https://doi.org/10.1007/s11010-015-2353-y.
Beneficial biological effects and the underlying mechanisms of molecular hydrogen – comprehensive review of 321 original articles / M. Ichihara et al. Medical Gas Research. 2015. Vol. 5. № 1. https://doi.org/10.1186/ s13618-015-0035-1.
Redox metabolism: ROS as specific molecular regulators of cell signaling and function / Claudia Lennicke et al. Molecular Cell. 2021. Vol. 81. № 18. P. 3691–3707. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.08.018.
Analysis of the effect of health insurance on health care utilization in Rwanda: a secondary data analysis of Rwandan integration living condition survey 2016-2017 (EICV 5) / Roger Muremyi et al. PAMJ – One Health. 2021. Vol. 4. https://doi.org/10.11604/ pamj-oh.2021.4.10.25256.
Hydrogen therapy: recent advances and emerging materials / Zheng Jiang et al. Biomaterials Science. 2024. https://doi.org/10.1039/d4bm00446a.
The Effects of Hydrogen-Rich Water on Blood Lipid Profiles in Metabolic Disorders Clinical Trials : A Systematic Review and Meta-analysis / Hamid Jamialahmadi et al. International Journal of Endocrinology and Metabolism. 2024. Vol. 22. № 3. https://doi.org/10.5812/ijem-148600.
A Systematic Review of Molecular Hydrogen Therapy in Cancer Management / Muhammad Nooraiman Zufayri Mohd Noor et al. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention. 2023. Vol. 24. № 1. P. 37–47. https://doi.org/10.31557/apjcp.2023.24.1.37.
Oxidative Stress and Inflammation: What Polyphenols Can Do for Us? / Tarique Hussain et al. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2016. Vol. 2016. P. 1–9. https://doi.org/10.1155/2016/7432797.
Intake of Molecular Hydrogen in Drinking Water Increases Membrane Transporters, p-Glycoprotein, and Multidrug Resistance-Associated Protein 2 without Affecting Xenobiotic-Metabolizing Enzymes in Rat Liver / Hsien-Tsung Yao et al. Molecules. 2019. Vol. 24. № 14. P. 2627. https://doi.org/10.3390/ molecules24142627.
Hydrogen-rich water reduces inflammatory responses and prevents apoptosis of peripheral blood cells in healthy adults: a randomized, double-blind, controlled trial / Minju Sim et al. Scientific Reports. 2020. Vol. 10. № 1. https://doi.org/10.1038/s41598-020-68930-2.
Molecular hydrogen: a preventive and therapeutic medical gas for various diseases / Li Ge et al. Oncotarget. 2017. Vol. 8. № 60. P. 102653–102673. https://doi.org/10.18632/oncotarget.21130.
The Impact of Hydrogen Inhalation Therapy on Blood Reactive Oxygen Species Levels: A Randomized Controlled Study / Mohamed Chair et al. Free Radical Biology and Medicine. 2024. https://doi.org/10.1016/ j.freeradbiomed.2024.07.010.
Oxidative Stress in Neurodegenerative Diseases: From Molecular Mechanisms to Clinical Applications / Zewen Liu et al. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2017. Vol. 2017. P. 1–11. https:// doi.org/10.1155/2017/2525967.
Neuroprotective effects of hydrogen inhalation in an experimental rat intracerebral hemorrhage model / Kyu-Sun Choi et al. Brain Research Bulletin. 2018. Vol. 142. P. 122–128. https://doi.org/10.1016/ j.brainresbull.2018.07.006.
Hydrogen protects against chronic intermittent hypoxia induced renal dysfunction by promoting autophagy and alleviating apoptosis / Peng Guan et al. Life Sciences. 2019. Vol. 225. P. 46–54. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2019.04.005.
A New Approach for the Prevention and Treatment of Cardiovascular Disorders. Molecular Hydrogen Significantly Reduces the Effects of Oxidative Stress / Tyler W. LeBaron et al. Molecules. 2019. Vol. 24. № 11. P. 2076. https://doi.org/10.3390/molecules24112076.
Cuadrado A. Pharmacological targeting of GSK-3 and NRF2 provides neuroprotection in a preclinical model of tauopathy / Antonio Cuadrado et al. Redox Biology. 2018. Vol. 14. P. 522–534. https://doi.org/10.1016/ j.redox.2017.10.010.
Autophagy and Akt/CREB signalling play an important role in the neuroprotective effect of nimodipine in a rat model of vascular dementia / Ming Hu et al. Behavioural Brain Research. 2017. Vol. 325. P. 79–86. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2016.11.053.
FoxO1-mediated autophagy plays an important role in the neuroprotective effects of hydrogen in a rat model of vascular dementia / Xin Jiang et al. Behavioural Brain Research. 2019. Vol. 356. P. 98–106. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2018.05.023.
Neuroprotective effects of hydrogen sulfide in Parkinson’s disease / Haitao Shen et al. Medical Gas Research. 2023. P. 0. https://doi.org/10.4103/2045-9912.385945.
Role of Gasotransmitters in Oxidative Stresses, Neuroinflammation, and Neuronal Repair / Ulfuara Shefa et al. BioMed Research International. 2017. Vol. 2017. P. 1–15. https://doi.org/10.1155/2017/1689341.
Oxidative Stress in Neurodegenerative Diseases / Ewa Niedzielska et al. Molecular Neurobiology. 2015. Vol. 53. № 6. P. 4094–4125. https://doi.org/10.1007/ s12035-015-9337-5.
Sustained release of bioactive hydrogen by Pd hydride nanoparticles overcomes Alzheimer’s disease / Lei Zhang et al. Biomaterials. 2019. Vol. 197. P. 393–404. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.01.037.
New Insights in the Mechanisms of Impaired Redox Signaling and its Interplay with Inflammation and Immunity in Multiple Sclerosis / D. Michalickova et al. Physiological Research. 2020. P. 1–19. https://doi. org/10.33549/physiolres.934276.
Diabetic Neuropathy: A Position Statement by the American Diabetes Association / Rodica Pop-Busui et al. Diabetes Care. 2016. Vol. 40. № 1. P. 136–154. https://doi.org/10.2337/dc16-2042.
Hydrogen sulfide is neuroprotective in Alzheimer’s disease by sulfhydrating GSK3β and inhibiting Tau hyperphosphorylation / Daniel Giovinazzo et al. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2021. Т. 118. № 4. P. e2017225118. https://doi.org/10.1073/pnas.2017225118.
The Role of Oxidative Stress and Antioxidants in Liver Diseases / Sha Li et al. International Journal of Molecular Sciences. 2015. Vol. 16. № 11. P. 26087–26124. https://doi.org/10.3390/ijms161125942.
Protective effect of hydrogen sulfide on oxidative stress-induced neurodegenerative diseases / NaYoung Jeong et al. Neural Regeneration Research. 2020. Vol. 15. № 2. P. 232. https://doi.org/10.4103/1673-5374.265543.
Kumar Mohit, Sandhir Rajat. Hydrogen Sulfide in Physiological and Pathological Mechanisms in Brain. CNS & Neurological Disorders. Drug Targets. 2018. Vol. 17. № 9. P. 654–670. https://doi.org/10.2174/187152731766 6180605072018.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Медична та клінічна хімія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
