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Diversi studi scientifici hanno dimostrato come l’idrogeno molecolare sia in grado di apportare importanti benefici ai pazienti affetti da malattie cardiovascolari, grazie al suo potere antiossidante e antinfiammatorio. Scopriamoli insieme.
Le applicazioni dell'idrogeno molecolare in medicina: dall'idrogenoterapia all'acqua idrogenata
L’idrogeno è un elemento chimico ed è noto soprattutto per essere uno dei due costituenti dell’acqua, insieme all’ossigeno. Alle normali temperature l’idrogeno è presente nell’aria sotto forma di un gas biatomico (Hâ‚‚) incolore e inodore e altamente infiammabile.
Nell’ambito della medicina l’idrogeno è conosciuto per via delle sue proprietà antinfiammatorie e antiossidanti e, sebbene molti dei suoi meccanismi intracellulari non siano ancora ben noti, viene spesso somministrato sotto forma di gas, di acqua idrogenata o di soluzione salina ricca di idrogeno.
I vantaggi dell'idrogenoterapia
Per tale motivo qualsiasi applicazione che viene sfruttata a scopi terapeutici e che prevede l’utilizzo predominante dell’idrogeno viene denominata idrogenoterapia. In questo senso l’acqua idrogenata rappresenta una delle applicazioni di idrogenoterapia più utilizzate e consiste in una miscela di acqua arricchita con molecole di idrogeno. La somministrazione controllata e continuativa di acqua idrogenata ha dimostrato, in scenari clinici, ottime proprietà antiossidanti e perfino, in alcuni casi, di inibizione dell’apoptosi in determinate linee cellulari.
La molecola di idrogeno è estremamente piccola e pertanto diffonde con facilità all’interno delle membrane cellulari, anche attraverso vie di somministrazione che prevedono l’inalazione diretta di idrogeno. Per questo motivo si stanno studiando tutti i possibili effetti benefici dell’idrogeno molecolare anche in chiave di prevenzione di alcune malattie cardiovascolari molto diffuse tra cui l’aterosclerosi, l’ischemia e infarto del miocardio e l’ipertrofia cardiaca. [1],[2]
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Che cosa sono le malattie cardiovascolari e perché è importante prevenirle
Le malattie cardiovascolari comprendono un insieme vasto di patologie che possono colpire il cuore e i vasi sanguigni dell’organismo e rappresentano al momento la prima causa di mortalità al mondo, con un rischio elevato di sviluppo che sopraggiunge già entro i 45 anni di età .
Queste malattie possono essere suddivise macroscopicamente in quattro grandi categorie:
- Coronaropatie, che colpiscono le arterie coronarie, impedendo al cuore di ricevere ossigeno e nutrienti. Costituiscono fino alla metà di tutti i casi di malattie cardiovascolari e comprendono l’infarto del miocardio, l’ischemia del miocardio e l’angina pectoris.
- Malattie cerebrovascolari, che includono l’ictus (ischemico o emorragico) e gli attacchi ischemici transitori del cervello.
- Aterosclerosi, largamente diffusa nella popolazione, con un’eziologia multifattoriale.
- Arteriopatie (obliteranti) periferiche, che colpiscono le arterie distali dell’organismo, potendo in alcuni casi comportare gravi deficit della deambulazione.
Le complicazioni delle malattie cardiovascolari e l'importanza della prevenzione
Le malattie cardiovascolari rappresentano quindi la prima causa di mortalità nel mondo. Anche quando non determinano direttamente la morte di una persona, portano spesso a gravi complicazioni. Basti pensare alle disastrose sequele neurologiche indotte dall’ictus non trattato tempestivamente oppure alle conseguenze dell’insufficienza cardiaca, cui si aggiungono i notevoli costi da sostenere in termini di ricovero e di farmacoterapia.
Per queste ragioni è doveroso cercare di prevenire lo sviluppo delle malattie cardiovascolari, cercando di seguire una dieta bilanciata, di non ricorrere ad abitudini voluttuarie (fumo e alcol) e di praticare attività fisica costante. [3]
Evidenze del trattamento con idrogeno molecolare sulle malattie cardiovascolari: cardiomiociti in studi in vitro
L’idrogeno molecolare apporta dei benefici importanti per il recupero di lesioni cardiache indotte dall’ipossia o dalla riperfusione¹. Infatti, in uno studio del 2019 pubblicato in Cina, è emerso come l’infusione di una soluzione salina ricca di idrogeno sia stata in grado di diminuire i tassi di apoptosi e di rilascio di citochine infiammatorie in cardiomiociti dopo ben 4 ore di ipossia.Â
Dagli studi in vitro si è potuta appurare anche la capacità dell’idrogeno molecolare di frenare i fenomeni ossidativi, avviando in risposta il procedere di vie di segnalazione cellulari dalla funzione globalmente antiossidante.
Si ritiene che l’idrogeno molecolare riesca ad attivare delle vie di signaling intracellulare che portano al reclutamento di fattori di trascrizione molto importanti per l’attività antiossidante, come Nrf2. Quest’attività è confermata dalla diminuzione di metaboliti intracellulari indicativi dello stato di ossidazione delle cellule stesse, come l’8-idrossiguanosina (8-OHdG). [4],[5]
Evidenze del trattamento con idrogeno molecolare sulle malattie cardiovascolari: cardiomiociti in studi in vivo
Gli effetti dell’idrogenoterapia sono stati studiati anche su ratti in cui si è indotto un danno al miocardio da ischemia/riperfusione o da ipossia cronica, sempre mediante somministrazione di una soluzione salina ricca di idrogeno 5 minuti prima della riperfusione.
L’applicazione di questa soluzione ha indotto vari benefici per il modello in vivo studiato, tra cui:
- Riduzione delle dimensioni dell’area infartuata del miocardio.
- Attenuazione dell’infiammazione e del rilascio di citochine pro-infiammatorie.
- Inibizione dell’apoptosi.
- Promozione dell’autofagia e della mitofagia.
- Miglioramento globale dell’emodinamica cardiaca in seguito al danno.
Altri effetti dell'idrogenoterapia in studi in vivo
L’idrogenoterapia è stata studiata anche con altri metodi applicativi, tra cui l’inalazione di gas idrogenato. A questo proposito, uno studio giapponese del 2012 ha messo in luce come l’inalazione di gas al 2%-4% di idrogeno da parte di suini infartuati, abbia portato alla riduzione delle dimensioni dell’infarto e a un maggior compenso della funzione cardiaca, evitandone le complicanze.
Quando l’idrogeno molecolare viene somministrato sotto forma di soluzione salina ricca di idrogeno, ad esempio ricorrendo all’iniezione intraperitoneale, si pensa che esso agisca modulando il bilancio ossidativo del tessuto cardiaco, proteggendolo dal danno esercitato dai radicali liberi dell’ossigeno e dell’azoto.
Poiché lo stress ossidativo è un fattore inevitabilmente presente in altre patologie come l’aterosclerosi, la sepsi o la cardiotossicità indotta dalla chemioterapia, altri studi suggeriscono il potenziale e vantaggioso impiego dell’idrogenoterapia anche in queste situazioni, grazie alle sue proprietà antiossidanti e antinfiammatorie. [4],[6]
Evidenze cliniche dell'idrogeno molecolare sulle malattie cardiovascolari: il cuore ed altri effetti
Poiché i vantaggi derivanti dall’idrogenoterapia sembrano evidenti, si sono effettuati anche degli studi clinici nei quali l’idrogeno molecolare è stato somministrato in pazienti soggetti a lesioni del miocardio.
In particolar modo uno studio del 2017 ha posto in evidenza come l’inalazione di gas idrogenato in concomitanza con l’intervento di angioplastica coronarica, migliori globalmente la funzione cardiaca in pazienti che hanno subìto un infarto del miocardio, con una minore probabilità di sviluppare una patologica ipertrofia ventricolare sinistra.
L'idrogenoterapia per prevenire la sindrome metabolica e le sue conseguenze
Sempre negli scenari clinici, si ritiene che l’idrogenoterapia possa essere adottata per combattere la sindrome metabolica e l’aterosclerosi, in quanto l’idrogeno molecolare contribuisce ad abbassare la colesterolemia totale, e in particolar modo le lipoproteine a bassa densità (LDL).
A questo proposito un trial clinico condotto presso l’Università di Shandong, in Cina, ha dimostrato come l’assunzione di almeno 1 L al giorno di acqua idrogenata per 10 settimane contribuisca a ridurre la possibilità di sviluppare sindrome metabolica in 20 pazienti a rischio. Il consumo di acqua idrogenata ha indotto una riduzione delle citochine infiammatorie primarie e delle LDL sieriche, facendo invece aumentare la concentrazione di HDL e delle molecole ad attività antiossidante. [4],[7],[8]
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Idrogeno molecolare e malattie cardiovascolari: in sintesi
L’idrogenoterapia, ovvero la somministrazione a scopo terapeutico di idrogeno molecolare, può essere effettuata in varie modalità , tra cui l’inalazione di gas idrogenato, il consumo di acqua arricchita con idrogeno o l’iniezione di soluzioni saline idrogenate.
Essendo la molecola di idrogeno molto piccola ed essendo un composto volatile, essa può diffondere con estrema facilità all’interno delle cellule, esercitando il suo potere antiossidante e antinfiammatorio. Per tale ragione si sono studiate le applicazioni dell’idrogenoterapia sia in studi preclinici che in studi clinici per le malattie cardiovascolari e per le malattie cardiache.
Da questi studi è emerso come l’idrogeno molecolare riesca a frenare il procedere dei fenomeni infiammatori e ossidativi, favorendo al contempo il recupero della funzione cardiaca, in seguito a infarto o a danno da ischemia/riperfusione. Poiché l’idrogenoterapia favorisce anche un abbassamento della colesterolemia, sono necessari ulteriori studi clinici di più ampia portata per testarne l’utilizzo anche in altre patologie importanti come la sindrome metabolica e l’aterosclerosi.
Bibliografia: fonti e note
[1] Zhang JY, Liu C, Zhou L et al. A review of hydrogen as a new medical therapy. Hepatogastroenterology. 2012 Jun;59(116):1026-32.
[2] Sim, M, Kim, CS, Shon, WJ et al. Hydrogen-rich water reduces inflammatory responses and prevents apoptosis of peripheral blood cells in healthy adults: a randomized, double-blind, controlled trial. Sci Rep 10, 12130; 2020.
[3] Olvera Lopez E, Ballard BD, Jan A. Cardiovascular Disease. [Aggiornato il 7 Agosto 2023]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing;
[4] Saengsin K, Sittiwangkul R, Chattipakorn SC et al. Hydrogen therapy as a potential therapeutic intervention in heart disease: from the past evidence to future application. Cell Mol Life Sci. 2023 Jun 3;80(6):174.
[5] Yao L, Chen H, Wu Q et al. Hydrogen-rich saline alleviates inflammation and apoptosis in myocardial I/R injury via PINK-mediated autophagy. Int J Mol Med. 2019 Sep;44(3):1048-1062.
[6] Sakai K, Cho S, Shibata I et al. Inhalation of hydrogen gas protects against myocardial stunning and infarction in swine. Scand Cardiovasc J. 2012 Jun;46(3):183-9.
[7] Katsumata Y, Sano F, Abe T et al. The Effects of Hydrogen Gas Inhalation on Adverse Left Ventricular Remodeling After Percutaneous Coronary Intervention for ST-Elevated Myocardial Infarction – First Pilot Study in Humans. Circ J. 2017 Jun 23;81(7):940-947.Â
[8] Song G, Li M, Sang H et al. Hydrogen-rich water decreases serum LDL-cholesterol levels and improves HDL function in patients with potential metabolic syndrome. J Lipid Res. 2013 Jul;54(7):1884-93.
Nota 1. Il danno da ischemia/riperfusione è una complicanza che può verificarsi quando il flusso sanguigno viene ripristinato in un tessuto o un organo dopo un periodo significativo di ischemia. Questo fenomeno è particolarmente rilevante in ambito medico, poiché può verificarsi in numerose condizioni cliniche, tra cui l’infarto miocardico, l’ictus ischemico, l’intervento chirurgico di rivascolarizzazione o il trapianto d’organo.
