Молекулярен водород и репродукция

Какво трябва да знаем за връзката между молекулярния водород и репродукцията, включително безплодието

Национален медицински изследователски център по акушерство, гинекология и перинатология носещ името името на академик Кулаков и Министерство на здравеопазването на Русия извършват анализ на наличните в съвременната литература данни за ролята на молекулярния водород като част от комплексната терапия на субфертилитета и безплодието. Представени са данни за възможните механизми на антиоксидантния ефект на молекулярния водород, както и за наличните в клиничната практика методи за неговото използване. Представени са резултатите от отделни проучвания, доказващи ефективността на молекулярния водород при лечението на някои форми на безплодие. Резултатите от тези проучвания потвърждават, че молекулярният водород е едно от обещаващите антиоксидантни лекарства за използване в клиничната практика.

През последните десетилетия безплодието непрекъснато нараства

и то предимно в развитите страни. Около 15% от семейните двойки в репродуктивна възраст по света имат проблеми със зачеването на дете, което в абсолютни числа възлиза на приблизително 70 милиона двойки.
Тенденцията към увеличаване на разпространението на безплодието може да бъде следствие от различни причини:

промени в репродуктивното поведение – отлагане на раждането до по-късна репродуктивна възраст;
висока честота на неинфекциозни – генитална ендометриоза, маточни фиброиди;
инфекциозни – гонорея, хламидийна инфекция и други гинекологични заболявания.

Какви могат да бъдат факторите?

Факторите на околната среда, като замърсяване на въздуха и почвата и контакт с различни химикали, се считат за причина за намаляване на плодовитостта както при жените, така и при мъжете. Различни фактори от начина на живот като диета, хронични заболявания, стрес, алергии, тютюнопушене и консумация на алкохол също се считат за потенциални причини за намалена плодовитост.

Оксидативен стрес

Известно е, че основният патофизиологичен механизъм на отрицателното въздействие на външните фактори върху човешкото здраве е развитието на оксидативен стрес. Той възниква поради дисбаланс между нивото на реактивните кислородни видове и активността на антиоксидантната система на организма, а процесът на увреждане на клетките в резултат на окисление води до клетъчна смърт и образуване на крайни продукти, включително свободни радикали, затваряне образуването на патологичен кръг. Реактивните кислородни видове са метаболитен страничен продукт от окислителното фосфорилиране. Излишъкът от реактивни кислородни видове възниква поради тютюнопушене, замърсен въздух, излагане на ултравиолетови лъчи, интензивни упражнения, ежемесечно нанасяне на гел лак на ноктите или емоционален стрес.

Хроничният оксидативен стрес

е доказана причина за заболявания, свързани с начина на живот, рак и стареене. Известна е ролята на оксидативния стрес в развитието на нарушения на репродуктивната система: ендометриоза, синдром на поликистозни яйчници, патозооспермия, ранни репродуктивни загуби и неуспехи на ин витро оплождане.

Различни антиоксидантни лекарства

Витамини, минерали често се предписват на пациенти с безплодие при планиране на бременност или при подготовка за програми за асистирана репродуктивна технология (ART). Целта на предписването на тези лекарства е да се увеличи плодовитостта и да се повиши ефективността на АРТ, но осъществимостта на такава терапия не е определена. Преглед на Кохран, публикуван през 2013 г., изследващ ефективността на различни антиоксиданти при подготовката на субфертилни пациенти за АРТ, не демонстрира значително подобрение в резултатите от лечението в сравнение с контролната група. Неблагоприятните промени в репродуктивното здраве и липсата на оптимални методи за изследване и лечение на пациенти с безплодие в условията на влошено общо здравословно състояние налагат търсенето на нови подходи в лечението и профилактиката на оксидативния стрес.

Молекулярен водород

През 2000 г. в литературата се появяват първите данни за свойствата на водорода при лечение на оксидативен стрес. Допълнителни изследвания показват, че водородът е лек, но ефективен антиоксидант. Той е най-разпространеният елемент във Вселената и представлява около 89% от всички атоми. Водородът е част от почти всички органични вещества и присъства във всички живи клетки, където заема почти 63% от броя на атомите.

Молекулата на водорода (H2) е двуатомна. Водородът е първият елемент от периодичната таблица на елементите. При нормални условия това е нетоксичен газ, без цвят, мирис и вкус.
Преди се е смятало, че молекулярният водород е инертен и не изпълнява никакви функции в клетките на бозайниците. Допълнителни изследвания показват, че молекулярният водород, навлизайки в стомашно-чревния тракт, бързо навлиза в системното кръвообращение и след това прониква през различни кръвно-тъканни бариери. На клетъчно ниво молекулярният водород дифундира в цитозола и може да навлезе в различни клетъчни компартменти – митохондрии, гладък ендоплазмен ретикулум и ядро. Въпреки това механизмите на влиянието на молекулярния водород върху различни клетъчни органели досега не са напълно проучени.

Водородът е антиоксидант

Неговото действие се обяснява със селективното намаляване на активността на такива окислители като хидроксилен радикал (OH) и пероксинитрит (ONOO). В допълнение, водородът има цитопротективен ефект. Експерименталната работа показа, че водородът се свързва с хидроксилния радикал (OH), но не и с водородния пероксид (H2O2) и азотния оксид (NO).

Група изследователи от Япония изследва антиоксидантните свойства на водорода в модел на мозъчни клетки на плъх, предизвиквайки развитието на оксидативен стрес по различни начини. В резултат на това водородът селективно редуцира хидроксилния радикал, най-цитотоксичния елемент на реактивните кислородни видове (ROS), но не се свързва с други ROS от физиологично значение. Използването на водород предотвратява намаляването на потенциала на митохондриалната мембрана при добавяне на антимицин А, инхибитор на ензимите на респираторната електротранспортна верига.

За отбелязване е намаляване на нивата на хидроксилни радикали в ядрата на мозъчните клетки. Авторите смятат молекулярния водород за обещаващ метод за коригиране на неврологични разстройства при хората. Молекулярният водород има някои предимства като потенциална антиоксидантна молекула.

Първо, това е селективен ефект върху определени ROS. Известно е, че някои ROS в ниски концентрации са сигнални молекули – регулират процесите на апоптоза, пролиферация и диференциация на клетките. Съответно, неоправданото използване на високи дози антиоксиданти може да доведе до нарушаване на горепосочените процеси.
Второ, молекулярният водород има способността да преодолява различни мембрани и да прониква с висока скорост в клетъчните органели, включително ядрото и митохондриите. Може би неефективността на други антиоксидантни молекули се дължи на невъзможността да проникнат през митохондриалната мембрана .
Трето, нито едно от публикуваните досега проучвания не съобщава за токсични ефекти на молекулярния водород.

Методи за използване на молекулярен водород в клиничната практика

Един от първите методи за използване на молекулярен водород в практическата медицина беше вдишването на водороден газ с помощта на вентилатор, през маски за лице или назални канюли. Водородният газ може бързо да навлезе в системния кръвен поток по време на вдишване, така че повечето автори смятат, че този метод на лечение е подходящ за помагане на остър оксидативен стрес (с исхемия, септични състояния, след трансплантация на вътрешни органи). Доказано е, че вдишването на водороден газ не влияе на кръвното налягане. Но този метод има и някои недостатъци – необходимостта от престой в лечебно заведение, което прави използването на инхалация с водороден газ непрактично за продължителна терапия.
Фундаментално различен метод е оралната консумация на така наречената „водородна вода“ – вода, обогатена с разтворен в нея водород. Водородната вода е без цвят, вкус и мирис, поради което се понася добре от различни групи пациенти. Производството на водородна вода може да се извърши по различни начини: разтваряне на водороден газ във вода под високо налягане, разтваряне на водород във вода чрез електролиза, а също и чрез взаимодействие на суров магнезий с вода. Основният недостатък на водородната вода е краткият период на ефективна концентрация на водород във водата след нейното производство (около 30 минути), при условие че препоръчаният от производителя обем на консумация е около 1000 ml на ден. Тези недостатъци обаче могат да бъдат преодолени чрез използване на специални контейнери, в които ефективната концентрация на водород във вода се поддържа в продължение на няколко дни. Пероралната употреба на водородна вода е безопасен и удобен метод за пациентите; ако се вземат необходимите предпазни мерки, тя е подходяща за продължителна употреба. Въпреки това са разработени други методи за използване на водород в медицината – например въвеждането на водород в интравенозни физиологични разтвори, като капки за очи, в течност за хемодиализа, както и трансдермално използване (топли бани с висока концентрация на водород във водата).

Молекулен водород и мъжка плодовитост

-Мъжката репродуктивна система е чувствителна към хроничен оксидативен стрес и хронично възпаление. Различни антиоксиданти се използват широко като част от комплексната терапия за мъжко безплодие, но такава терапия не винаги има клинично значим ефект. Група японски учени демонстрира, че използването на молекулярен водород има положителен ефект върху качеството на човешката сперма.

-Авторите изследват ефекта на молекулярния водород и молекулярния азот върху общата подвижност на спермата в нативния еякулат и в еякулата след криоконсервация и размразяване. Ефектът на молекулярния азот върху подвижността на сперматозоидите не е наблюдаван в нито една от подгрупите. Освен това, излагането на водород за 30-60 минути значително повишава подвижността на сперматозоидите, въпреки че ефектът продължава за кратък период (3-4 часа). Лечението с водород също повишава мембранния потенциал на митохондриите на спермата.

-Т. Ванг и група учени показват, че концентрацията на сероводород (H2S) и експресията на H2S-продуциращия ензим (цистатионин β-синтаза) са значително по-ниски в семенната плазма на мъже с патозооспермия (особено астенозооспермия) и безплодие в сравнение с контролна група от фертилни мъже . В допълнение, излагането на екзогенен H2S доведе до повишена подвижност на сперматозоидите при пациенти с астенозооспермия. За по-нататъшно изследване на ролята на H2S в развитието на патозооспермия, авторите създадоха животински модели (мишки) с нокаут на гена за цистатионин β-синтаза. В тази група мишки се наблюдава висока честота на олиго- и олигоастенозооспермия; Освен това, използването на екзогенен H2S също доведе до значително подобрение в подвижността на сперматозоидите.

ВНИМАНИЕ!!! На пазара има предложени продукти, които заблуждават, че произвеждат водорадна вода! Ако искате моята препоръка за машина притежаваща медински сертификат от Япония пишете ми.

Молекулен водород и женска плодовитост

-Ефектът на молекулярния водород върху физиологията на женската репродуктивна система е най-добре проучен в модела на преждевременна овариална недостатъчност (POF). През 2016 г. учени от Китай представят резултатите от проучване за потенциалната ефективност на обогатената с водород вода при мишки с ятрогенна POI. За да се създаде ятрогенна форма на POF, мишките били имунизирани с компоненти на гликопротеина на ооцитната мембрана (ZP3 – glycoprotein 3 на zona pellucida). Всички мишки били разделени на 4 групи: контрол (обикновена вода, без PNJ), водород (водородна вода, без PNJ), модел (обикновена вода + PNJ), модел-водород (водородна вода + PNJ).

-Доказано е, че обогатената с водород вода повишава нивата на серумния антимюлеров хормон (AMH) и намалява апоптозата в гранулозните клетки при имунизирани мишки. Въпреки това, сред мишки без POI не се наблюдава значителна разлика в нивата на AMH и когато имунизираните мишки са били изложени на водородна вода, тяхното ниво на AMH е сравнимо с нивото на AMH при здрави мишки (неимунизирана контролна група). Според авторите протективният ефект върху яйчниковия резерв, описан в работата, се постига чрез намаляване на апоптозата на гранулозните клетки. Тоест, за да се поддържа функцията на яйчниците, е важно да се предотврати апоптозата на гранулозните клетки. В имунен модел на POF, водородната вода значително намалява индекса на апоптоза на гранулозни клетки, което спомага за постигане на ниво, сравнимо със здрави мишки. Авторите отбелязват значителни ограничения на изследването:

малкия размер на пробата;
благоприятният ефект на водородната вода може да се дължи на блокирането на POF от ZP3;
резултатите са получени върху животински модели.

Въпреки потенциалната ефективност на молекулярния водород като част от комплексната терапия при субфертилни пациенти, в момента няма клинични проучвания в тази област.

Заключение:

Въпреки бързото развитие на различни методи за диагностика и лечение на репродуктивни нарушения, разпространението на безплодието непрекъснато нараства, а ефективността на програмите за АРТ остава на стабилно ниво и няма тенденция да се увеличава. В тази връзка изследователите се интересуват от намирането на нови подходи, които могат да подобрят общото и репродуктивното здраве на пациентите, което води до повишена ефективност на лечението на безплодието без значително увеличение на разходите. Лекари от различни специалности (гинеколози, андролози, ендокринолози), в допълнение към традиционните методи за лечение на безплодие, предписват различни антиоксидантни лекарства.

Молекулярният водород е едно от най-обещаващите антиоксидантни лекарства за използване в клиничната практика.

Той се използва широко като част от комплексната терапия в неврологията, стоматологията, терапията и други области на клиничната медицина. Не са докладвани странични ефекти при употребата му. Трябва да се има предвид, че молекулярните механизми, които са в основата на антиоксидантните ефекти на водорода, не са добре разбрани и първичните молекулярни мишени вътре в клетката също са неизвестни. Всичко по-горе подчертава необходимостта от по-нататъшни изследвания в тази област. На първо място, проблемът с физиологията на антиоксидантните и цитопротективните ефекти на молекулярния водород изисква проучване. За създаване на алгоритми за индивидуална подготовка на пациентките за бременност са необходими допълнителни изследвания.