W ostatnich latach wiele badań wykazało, że wodór ma działanie terapeutyczne i zapobiegawcze w przypadku różnych chorób. Jego selektywne właściwości przeciwutleniające zostały dobrze zauważone. Większość uszkodzeń wywołanych promieniowaniem jonizującym jest spowodowana przez rodniki hydroksylowe (OH) pochodzące z radiolizyH2O. Ponieważ wodór może łagodzić takie uszkodzenia za pomocą wielu mechanizmów, ma godny uwagi potencjał jako nowy środek ochrony przed promieniowaniem. Ten przegląd analizuje możliwe mechanizmy właściwości radioochronnych wodoru i skuteczne metody dostarczania. Przyglądamy się również szczegółom badań in vitro i vivo pod kątem działania radioochronnego wodoru oraz praktykom klinicznym. Doszliśmy do wniosku, że wodór ma duży potencjał w zakresie ochrony przed promieniowaniem, a dowody uzasadniają większe wysiłki badawcze w tej dziedzinie.
Powszechnie wiadomo, że większość uszkodzeń wywołanych promieniowaniem jonizującym jest powodowana przez rodniki hydroksylowe (·OH) po radiolizie H2O. Wodór cząsteczkowy (H2) ma działanie przeciwutleniające poprzez selektywną redukcję ·OH i peroksyazotynu (ONOO-). Najpierw postawiliśmy hipotezę i zademonstrowaliśmy działanie radioochronne H2 in vitro i in vivo, co zostało również powtórzone na różnych eksperymentalnych modelach zwierzęcych przez różne wydziały. Randomizowane, kontrolowane placebo badanie wykazało, że spożywanie wody bogatej w wodór zmniejsza reakcję biologiczną na stres oksydacyjny wywołany promieniowaniem bez uszczerbku dla działania przeciwnowotworowego. Te zachęcające wyniki sugerują, że H2 stanowi potencjalnie nową strategię zapobiegania urazom oksydacyjnym wywołanym promieniowaniem. H2 jest wybuchowy. Dlatego, podawanie roztworu bogatego w wodór (sól fizjologiczna/czysta woda/inne roztwory nasycone H2) może być bardziej praktyczne w życiu codziennym i bardziej odpowiednie do codziennego spożycia. Niniejszy przegląd koncentruje się na głównych naukowych i klinicznych postępach w roztworze bogatym w wodór/H2 jako nowej klasie środka radioochronnego.
Ogromne korzyści dla ludzi osiągnięto dzięki szerokiemu wykorzystaniu energii atomowej w wielu dziedzinach, takich jak medycyna, przemysł cywilny, rolnictwo, wojsko itp. Tymczasem sposób ochrony zdrowia i bezpieczeństwa ludzkiego przed poważnym promieniowaniem jądrowym zawsze był krytycznym problemem świat Poszukiwanie wysoce skutecznych środków chroniących przed promieniowaniem o niskiej toksyczności jest nowym tematem naukowym dla radiologów. W rzeczywistości wykorzystywanie idealnych środków chroniących przed promieniowaniem zawsze było podkreślane w dziedzinie promieniowania, . Jednak zawsze jest przeszkodą. Jak wiemy, szkodliwe skutki promieniowania dzielą się na bezpośrednie i pośrednie, które odpowiadają za większość szkód. Ponieważ efekt pośredni wynika głównie z obfitości wolnych rodników spowodowanych promieniowaniem, więc blokowanie i wychwytywanie wolnych rodników staje się naszą najważniejszą strategią ochronną. W 2007 roku Ohsawa i in. stwierdzili, że wodór cząsteczkowy może selektywnie redukować cytotoksyczne reaktywne formy tlenu in vitro i wywierać terapeutyczne działanie przeciwutleniające. Od tego czasu badania nad wodorem zapoczątkowały światowy wzrost. Wodór może selektywnie redukować rodniki hydroksylowe, co wzbudziło nasze zainteresowanie, ponieważ większość uszkodzeń wywołanych napromieniowaniem była spowodowana przez rodniki hydroksylowe. Dlatego najpierw uzasadniliśmy i wykazaliśmy, że wodór może mieć duże działanie radioochronne w 2010 r. Od tego czasu zastosowanie wodoru do ochrony radiologicznej było dobrze zbadane . Stosowano go również w praktyce klinicznej w celu poprawy jakości życia pacjentów leczonych radioterapią z powodu guzów wątroby . Celem tego przeglądu było przedstawienie przeglądu głównych naukowych i klinicznych postępów wodoru jako nowej klasy środków radioochronnych.
Rysunek 1
Wolne rodniki powstające podczas radiolizy wody oraz cytotoksyczne rodniki tlenowe, które wodór mógłby selektywnie redukować. Początkowa chemia radiacyjna jonizacji i wzbudzenia polega na wytworzeniu H2O + i e - z jonizacji H2O oraz atomu wodoru (H∙) i rodnika hydroksylowego (∙OH) ze wzbudzonej H2O. ∙OH to cytotoksyczny rodnik tlenowy, który wodór może selektywnie redukować, co powoduje większość uszkodzeń komórek wywołanych IR.
Wodór jest najlżejszym i najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym. Wodór cząsteczkowy to bezbarwny, bezwonny, niemetaliczny, pozbawiony smaku, wysoce łatwopalny gaz dwuatomowy, który po raz pierwszy udokumentował Philippus Aureolus Paracelsus w 1520 r. jako rodzaj gazu łatwopalnego . Został nazwany przez Lavoisiera w 1783 r. francuskim słowem „hydrogen” . Jednak wodór był szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, takim jak balony wodorowe, oraz w dziedzinie chemicznej, takiej jak przetwarzanie paliwa, produkcja nawozów ((3H2 + N2 → 2NH3) itp. od 1783 r., kiedy był rzadko używany w medycynie. Na początku 1888 r. Pilcher JE i wsp. opisali jedną z publikacji łączących wodór z medycyną, w której donieśli, że wodór został wprowadzony do przewodu żołądkowo-jelitowego w celu zlokalizowania urazów trzewnych, unikając nieuzasadnionych operacji. Artykuł ten jest prawdopodobnie pierwszym dokumentem łączącym wodór z medycyną. Do 1975 roku Dole i in. poinformowało, że hiperbaryczny wodór może być możliwym sposobem leczenia raka. Stwierdzili wyraźną regresję raka płaskonabłonkowego skóry po wdychaniu mieszaniny (2,5% O 2 i 97,5% H 2) pod całkowitym ciśnieniem 0,8 MPa przez 2 tygodnie w modelu mysim. Próbowali wyjaśnić to zjawisko z możliwością obecności H2 jako katalizatora rozpadu wolnych rodników. W 1988 roku Buxton i wsp. wykazali, że H2 redukuje rodniki hydroksylowe wytwarzane przez radiolizę lub fotolizę H2O w systemach bezkomórkowych. W 2001 r. Gharib B i in. donieśli, że H2 osłabił przewlekłe zapalenie wątroby związane ze schistosomatozą u myszy .. Jednak badania te nie zwróciły uwagi badaczy. Do 2007 roku Ohsawa i in. odkryli, że gazowy wodór ma właściwości przeciwutleniające i antyapoptotyczne, które chronią mózg przed uszkodzeniem niedokrwienno-reperfuzyjnym i udarem poprzez selektywne neutralizowanie rodników hydroksylowych i nadtlenoazotynowych. To badanie zostało dobrze zaprojektowane i wprowadziło wodór w nową erę. Wykazano, że H2 wywiera działanie zapobiegawcze lub terapeutyczne na urazy niedokrwienno-reperfuzyjne mózgu, mięśnia sercowego, wątroby, przeszczepy jelit, przeszczepy płuc, przeszczepy nerek, przeszczepy serca, ostrą chorobę przeszczep przeciwko gospodarzowi po allogenicznym przeszczepie hematopoetycznych komórek macierzystych itp. Niedawne badania podstawowe i kliniczne wykazały, że wodór jest ważnym fizjologicznym czynnikiem regulującym o przeciwutleniającym, przeciwzapalnym i przeciwapoptotycznym działaniu ochronnym na komórki i narządy . Wykazano również, że wodór ma działanie radioochronne na hodowane komórki i myszy , (Rysunek 2). H 2 wywiera działanie przeciwutleniające z kilkoma toksycznymi skutkami ubocznymi. Saitoh i in. wykryli mutagenność, genotoksyczność i podprzewlekłą doustną toksyczność wodoru w modelu szczurzym . W modelu zaobserwowali istotne zmiany wskaźnika bazofilów we krwi samic szczurów oraz spadek aminotransferazy asparaginianowej i aminotransferazy alaninowej u samców szczurów. Jednak zmiany te nie zostały uznane za biologicznie istotne. W innym badaniu na ludziach, Nakao A i in. zaobserwowali również podobne parametry chemii klinicznej.
Rysunek 2
Radioprotekcyjne działanie wodoru na różne układy, w tym układ bezkomórkowy, jelita, układ krwiotwórczy, jądra, skórę, płuca, układ sercowo-naczyniowy, mózg itp.
Efekty radioochronne układu wodorowego bez komórek
W systemach bezkomórkowych nasza grupa wytworzyła ∙OH przez radiolizę H 2 O i reakcję Fentona . W badaniu odkryliśmy, że 71,2% ·OH w reakcji Fentona zostało zredukowane przez H2 rozpuszczone w roztworze buforu fosforanowego (10 mM) w temperaturze 23℃ i pH 7,4 poniżej 0,4 MPa przez 2 godziny, podczas gdy 88,7% ·OH zostało zredukowane w radiolizie H 2 O promieniami 5 Gy 60 Co γ. Gdy H2 zastąpiono azotem (N2 ) , poziomy ·OH wykazały znaczną zmianę.
Jelito
Przewód pokarmowy jest jednym z najbardziej podatnych na promieniowanie narządów . Już 1 Gy promieniowania wywołuje dramatyczny wzrost apoptozy w kryptach jelita cienkiego myszy w ciągu trzech do sześciu godzin po ekspozycji, głównie w obszarze komórek macierzystych . Aby zbadać radioochronne działanie H2 na jelita, wybraliśmy komórki HIEC z ludzkich krypt jelitowych, które były wrażliwe na napromieniowanie . W badaniu komórki traktowano H2 w różnych stężeniach (0,1-0,4 mmol/L) lub bez, przed ekspozycją na różne dawki promieniowania γ (do 8 Gy). Wykazaliśmy, że traktowanie komórek wodorem przed napromieniowaniem może znacząco zahamować apoptozę komórek indukowaną IR, zwiększyć żywotność ludzkich komórek HIEC krypt jelitowych. W 2010 roku nasza grupa wykazała również, że dootrzewnowe wstrzyknięcie soli fizjologicznej bogatej w wodór przed napromieniowaniem w modelu mysim chroniło śródbłonek przewodu pokarmowego przed uszkodzeniem wywołanym promieniowaniem, zmniejszało poziomy MDA w osoczu i 8-hydroksydeoksyguanozyny w jelitach oraz chroniło poziomy endogennych enzymów przeciwutleniających, w tym ponadtlenku dysmutaza i S-transferaza glutationowa .
Układ krwiotwórczy
Układ krwiotwórczy charakteryzuje się wysokim stopniem rotacji komórek, który jest jednocześnie jednym z najbardziej wrażliwych na IR . Mielosupresja jest krytycznym problemem dla osób narażonych na IR , którezawsze były leczone przez przeszczep hematopoetyczny, ale z niską skutecznością 46,47 . Główną przyczyną śmierci popromiennej w zakresie dawek subletalnych jest posocznica, wynikająca z małej liczby komórek szpiku kostnego i leukocytów krew obwodowa. Aby zbadać radioochronne działanie H2 na układ krwiotwórczy, wybraliśmy ludzkie limfocyty AHH-1 do badania, które były wrażliwe na napromieniowanie . W badaniu komórki traktowano H2 w różnych stężeniach (0,1-0,4 mmol/L) lub bez, przed ekspozycją na różne dawki promieniowania γ (do 8 Gy). Wykazaliśmy, że traktowanie komórek wodorem przed napromieniowaniem może znacząco zahamować apoptozę komórek indukowaną IR, zwiększyć żywotność ludzkich limfocytów AHH-1. Endogenne przeciwutleniacze (ponadtlenek, glutation) były chronione przez wodór, podczas gdy stężenia dialdehydu malonowego i 8-hydroksydeoksyguanozyny w ludzkich limfocytach AHH-1 były obniżone. Wyniki te wykazały, że ochronne działanie wodoru było dodatnio skorelowane ze stężeniem wodoru. Jeśli jednak leczyliśmy komórki po naświetlaniu, efekty terapeutyczne H2 nie były znaczące .
W badaniu przeprowadzonym przez Chuai Y i wsp. sól fizjologiczna bogata w wodór przed IR zwiększyła liczbę komórek jądrzastych szpiku kostnego (BMNC) i liczbę leukocytów u napromieniowanych myszy w porównaniu z myszami bez wodoru. W badaniu sól fizjologiczna bogata w wodór przed IR zwiększała również poziomy masy śledziony, endogennych hematopoetycznych formacji kolonii śledziony (endoCFU) .
W innym badaniu Yang Y i wsp. wykazali, że H2 obniżył poziom ROS w ludzkich limfocytach AHH-1, jak również w radiolizie wody wywołanej promieniowaniem ciężkich jonów 12C6+. Wykazali również apoptozę komórek osłabioną przez H2 i zahamowali aktywację kaspazy 3 indukowaną przez promieniowanie ciężkich jonów 12C6+.
Jądro
Jądro jest ważnym narządem męskiego układu rozrodczego, który jest szczególnie wrażliwy na promieniowanie jonizujące (IR) ze względu na obecność szybko proliferujących komórek (spermatogonii) 49 . Wiadomo, że dawki tak niskie jak 0,1 Gy powodują uszkodzenie spermatogonii 41 , 49 .
Uszkodzenia biochemiczne i morfologiczne mogą być spowodowane napromieniowaniem tkanki jąder 50-53 . Tylko 2% mężczyzn, którzy otrzymali IR całego ciała, jest w stanie spłodzić dzieci w późniejszym życiu 54 . W 2012 roku Chuai Y i in. opisali radioprotekcyjny wpływ H2 na męskie komórki rozrodcze poprzez poprawę komórek apoptotycznych w tkance jąder oraz zachowanie żywotności spermatogonii łodygi, codziennej produkcji nasienia i jakości nasienia. W badaniu jako związek odniesienia zastosowano WR-2721, który jest jedynym radioprotektorem zatwierdzonym przez FDA 55. Co inspirujące, chociaż wykazano, że działanie radioochronne H2 jest mniejsze niż w przypadku WR-2721, przekroczone działanie ochronne WR-2721 wydaje się nie być znaczące. Zgodnie z tymi wynikami, w późniejszych pracach Chuai Y i wsp. oraz Jiang Z i wsp. wykazali również radioprotekcyjne działanie wodoru na jądra13,56 poprzez ochronę nabłonka nasiennego, zachowanie masy jądra, wymiarów jądra, liczby plemników, nasienia ruchliwość z IR. Jednak w artykule Jiang Z i wsp. stwierdzono, że radioochronne działanie wodoru na jądra jest podobne do WR-2721 w jednym punkcie czasowym (po 4-dniowym rozpoczęciu napromieniowania), co jest lepsze niż wyniki naszych Grupa.
Skóra
Skóra jest biologiczną barierą obronną organizmu człowieka. Promieniowanie uszkadza skórę bezpośrednio przez energię promieniowania lub pośrednio przez wolne rodniki, powodując zapalenie skóry popromiennej, które wystąpiło u prawie 95% pacjentów poddawanych radioterapii 57 . Zasadniczo istnieją dwa rodzaje radiodermatitis: ostre radiodermatitis (zwykle pojawia się w ciągu 90 dni), przewlekłe radiodermatitis (może występować przez dłuższy czas), które często objawia się początkiem rumienia, obrzękiem, pęcherzami i owrzodzeniami, po których następuje rozwój przewlekłego stanu zapalnego , martwica, zwłóknienie i obrzęk limfatyczny 58 , 59 . W 2012 roku Guo Z i in. 60jako pierwsi donieśli, że bogata w wodór sól fizjologiczna chroni przed uszkodzeniem spowodowanym promieniowaniem UVB, prawdopodobnie poprzez zmniejszenie stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego. Wykazali, że bogata w wodór sól fizjologiczna ma działanie ochronne poprzez zmianę poziomów markerów, w tym czynnika martwicy alfa, interleukiny (IL)-1β, IL-6, tkankowej dysmutazy ponadtlenkowej, aktywności dialdehydu malonowego i tlenku azotu oraz łagodzi morfologiczne uszkodzenia skóry spowodowane promieniowaniem UVB na szczurach C57BL/6. W 2013 roku Mei K i in. 57opisali ochronny wpływ wodoru na skórę in vitro i in vitro przed promieniowaniem γ. W badaniu nasza grupa odkryła, że wodór znacznie zmniejsza nasilenie zapalenia skóry spowodowanego promieniowaniem, przyspiesza regenerację tkanek i zmniejsza stopień utraty masy ciała wywołanej promieniowaniem u szczurów po pojedynczej dawce promieniowania 15 lub 20 Gy. Znaleźliśmy również szczury chronione przed wodorem po skumulowanych dawkach 30 Gy dostarczonych w trzech frakcjach. W badaniu wodór chronił także unieśmiertelnione ludzkie keratynocyty (komórki HaCaT) przed uszkodzeniem wywołanym promieniowaniem. W 2013 roku Rosa Mistica Ignacio i in. 61wykazali ochronne działanie wody o obniżonej zawartości wodoru (HRW) na uszkodzenia skóry, w których pośredniczy UVB u bezwłosych myszy za pomocą balneoterapii. W ich badaniu kąpiel z HRW znacząco zmniejszyła poziom uszkodzeń skóry poprzez obniżenie poziomu cytokin zapalnych, w tym IL-1β, IL-6, TNF-α i IFN-γ, a także zwiększyła aktywność peroksydazy glutationowej.
W ich badaniu kąpiel HRW chroni również uszkodzenia korneocytów wywołane promieniowaniem UV i zmiany ultrastrukturalne.
Co ciekawe, w niedawnym badaniu przeprowadzonym przez Mi Hee Shin i in. 62 zaobserwowali, że zastosowanie H(H2O) (wodoru atomowego otoczonego cząsteczkami wody) na ludzką skórę zapobiegło rumieniu wywołanemu promieniowaniem UV i uszkodzeniom DNA. W ich badaniach H(H2O) znacząco zapobiegał indukowanej promieniowaniem UV ekspresji mRNA MMP-1, COX-2, IL-6 i IL-1β w ludzkiej skórze in vivo. Odkryli również, że H(H2O) zapobiegał indukowanemu przez UV wytwarzaniu ROS i hamował indukowaną przez UV ekspresję MMP-1, COX-2 i IL-6 oraz indukowaną przez UV fosforylację JNK i c-Jun w komórkach HaCaT.
Płuco
Płuca są jednym z organów najbardziej podatnych na uszkodzenia popromienne 63 . Popromienne zapalenie płuc to zapalenie płuc, które występuje, gdy płuco lub całe ciało zostało napromieniowane. Rozwój śródmiąższowego zapalenia płuc nasila się w zależności od dawki promieniowania, zwłaszcza jednofrakcyjnego napromieniania całego ciała przy wyższych dawkach 64 i większych dawkach całkowitych w płucach 65,66 . W 2011 roku nasza grupa postawiła hipotezę, że wodór może być możliwą strategią zapobiegania popromiennemu zapaleniu płuc 15 . W 2011 roku Terasaki i in. 67wykazali, że H2 zmniejsza wywołane napromieniowaniem poziomy ·OH w ludzkich komórkach nabłonka płuc linii A549. Wykazali, że wstępne potraktowanie H2 może zmniejszyć intensywność fluorescencji hydroksyfenylofluoresceiny w napromieniowanych komórkach A549. Wykazali, że wstępne potraktowanie H2 zmniejszyło produkty stresu oksydacyjnego, w tym 4-hydroksy-2-nonenal, 8-hydroksydeoksyguanozynę itp. H2 może również znacznie zmniejszyć poziomy białek związanych z apoptozą, w tym Bax i aktywną kaspazę 3 w napromieniowanych komórkach A549 po 24 godzinach inkubacja z roztworem bogatym w H2. In vivo wykazali, że leczenie H2 zmniejsza stres oksydacyjny i apoptozę, miary ostrego uszkodzenia w płucach myszy w ciągu 1 tygodnia po napromieniowaniu całej klatki piersiowej za pomocą immunohistochemii i immunoblottingu. W ich badaniu leczenie H2 zmniejszyło zwłóknienie płuc za pomocą tomografii komputerowej klatki piersiowej,
Układ sercowo-naczyniowy
Napromienianie serca może powodować przewlekłe upośledzenie funkcji pompy serca i choroby serca 68 . Wydaje się, że najbardziej znaczącym typem choroby serca wywołanej promieniowaniem (RIHD) jest uszkodzenie mięśnia sercowego, które może wynikać z utraty aktywności fosfatazy alkalicznej komórek śródbłonka naczyń włosowatych 6-10 tygodni po napromieniowaniu 69,70 . Oprócz zwyrodnienia mięśnia sercowego obserwuje się zwłóknienie okołonaczyniowe i śródmiąższowe 71. Wykazano, że uszkodzenie serca spowodowane napromieniowaniem jest powodowane przez rodnik hydroksylowy. Interwencja chroniąca serce przed uszkodzeniem rodników hydroksylowych przez wodór została zaproponowana, zasugerowana i przeprowadzona przez naszą grupę. Zbadaliśmy kardioprotekcyjne właściwości wodoru, poddając myszom wodę bogatą w wodór przed napromieniowaniem. Wyniki badania były zadowalające, 90% myszy bez wstępnego uzdatniania wody bogatej w wodór zmarło, podczas gdy 80% myszy poddanych działaniu wodoru przeżyło 30 dni po napromieniowaniu. Skupiając się na mięśniu sercowym, wstępne leczenie wodorem okazało się mieć właściwości kardioprotekcyjne, zmniejszając poziomy melanodialdehydu (MDA) i ośmiu-hydroksydeoksyguanozyny (8-OHdG) w przeciwieństwie do odpowiedników bez leczenia, które wykazały zwiększone poziomy tych markerów stresu oksydacyjnego16 .
Mózg
W badaniu przeprowadzonym przez Huo H. i in. u Chińczyków 72 wykazano, że wodór łagodzi stres oksydacyjny i uszkodzenie mózgu wywołane promieniowaniem wczesnej fazy. Stwierdzili, że zawartość wody w mózgu i zawartość 8-OHdG w grupie otrzymującej wodór była niższa niż w grupie kontrolnej w 7. i 14. dniu po napromieniowaniu. Zawartości SOD były istotnie wyższe w grupie wodorowej od 1 do 7 dnia po napromieniowaniu, natomiast zawartości MDA były istotnie niższe w grupie wodorowej od 1 do 14 dnia po napromieniowaniu. Odkryli również, że stopień uszkodzenia komórek nerwowych hipokampu był mniejszy w grupie otrzymującej wodór.
Chłoniak
Promieniowanie jonizujące (IR) jest również dobrze znanym czynnikiem rakotwórczym dla różnych tkanek ludzkich i całkowitym czynnikiem rakotwórczym, który może zarówno inicjować, jak i promować progresję nowotworu 73-75 . Badanie przeprowadzone przez Zhao L. i in. stwierdzili, że wodór cząsteczkowy chroni myszy przed wywołanym promieniowaniem chłoniakiem grasicy u myszy BALB/ c76 . Stwierdzili, że częstość występowania chłoniaka grasicy indukowanego promieniowaniem w grupie otrzymującej wodór była znacznie niższa niż w grupie kontrolnej, a leczenie wodorem znacznie wydłużyło latencję rozwoju chłoniaka po napromieniowaniu podzieloną dawką poprzez zmniejszenie RFT, co okazało się być czynnikiem indukującym nowotwory.
Radioterapia
Chociaż w ciągu ostatnich 6 lat poczyniono niezwykłe postępy w stosowaniu wodoru jako środka radioochronnego, było tylko kilka danych klinicznych. Ki-Mun Kang i in. przeprowadzili randomizowane, kontrolowane placebo badanie na 49 pacjentach otrzymujących radioterapię z powodu złośliwego guza wątroby. Woda bogata w wodór została wyprodukowana przez metaliczny magnez (Mg) [Mg + 2H 2O = Mg (OH)2+ H2], a końcowe stężenie H2 osiągnęło 0,55-0,65 mM. Wyniki wykazały, że codzienne spożywanie wody bogatej w wodór przez 6 tygodni zmniejszyło reaktywne metabolity tlenu we krwi i utrzymało potencjał utleniania krwi u tych pacjentów. Jakość życia (QOL) oceniana podczas radioterapii poprawiła się u pacjentów z wodą bogatą w wodór w porównaniu z pacjentami otrzymującymi placebo. W badaniu tym nie stwierdzono różnic w odpowiedzi guza na radioterapię jako zastosowanie wody bogatej w wodór 18 .
Przyszłe kierunki
Zastosowanie wodoru w ochronie radiologicznej było szeroko badane. Niektórzy badacze proponowali nawet zastosowanie terapii wodorowej w lotach kosmicznych 77 . Wydaje się, że definicja wodoru jako rodzaju przeciwutleniacza nie może wyjaśnić wszystkich efektów radioochronnych wodoru. Ale ludzie nie znaleźli żadnego innego mechanizmu, który mógłby zastąpić redukcję ∙ OH przez H2 41 . W przyszłości należy zbadać dokładny mechanizm i szlak sygnałowy związany z ochronną rolą wodoru w uszkodzeniach wywołanych promieniowaniem jonizującym. Było tylko kilka badań wyjaśniających, że wodór cząsteczkowy wywierał swoje działanie nie tylko jako przeciwutleniacz. Itoh i in. 78 , 79sugerują, że H2 może po raz pierwszy stać się gazową cząsteczką sygnalizacyjną, taką jak tlenek azotu (NO), tlenek węgla (CO) i siarkowodór (H2S). Wykazali, że H2 hamuje transdukcję sygnału związaną z FcɛRI i zapobiega degranulacji komórek tucznych, ale nie poprzez redukcję ∙ OH, a także wykazali, że H2 hamuje produkcję NO indukowaną lipopolisacharydem / interferonem γ poprzez modulację transdukcji sygnału w makrofagach. Test mikromacierzy DNA w wątrobach wykrył 548 genów z regulacją w górę i 695 z regulacją w dół u szczurów po 4 tygodniach picia wody bogatej w wodór, a te geny dla białek związanych z oksydoredukcją zostały wzbogacone w grupach z regulacją w górę 80. Jednak obecnie nie ma bezpośrednich dowodów potwierdzających, że gazowy wodór jest nową cząsteczką sygnałową, która może wymagać dalszych badań.
Wniosek
Naukowcy zawsze starali się znaleźć idealny środek radioochronny. Związek sulfhydrylowy amifostyna, nazwany WR-2721, który jest jedynym środkiem radioochronnym zarejestrowanym do stosowania u ludzi, wykazał dobre działanie radioochronne . Ma jednak wiele skutków ubocznych ograniczających jego zastosowanie kliniczne, takich jak nadciśnienie, nudności, wymioty i inne skutki uboczne . Niektóre naturalne przeciwutleniacze, takie jak witaminy, flawonoidy itp., mają mniej skutków toksycznych, ale mają również niższą ochronę radiologiczną. Dlatego idealny środek radioochronny powinien być skuteczny i powodować niewiele skutków ubocznych. Jak dotąd żaden środek radioochronny nie spełnia tych kryteriów. H2 jako nowa klasa środków radioochronnych może dać nam więcej nadziei, chociaż wciąż pozostaje wiele do zrobienia w przyszłości.
Źródło: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3805896/htm
