La clinique H2 propose une thérapie à l'hydrogène moléculaire, une procédure clinique qui vise à administrer de l'hydrogène à des fins thérapeutiques. Contrairement à sa forme gazeuse inflammable, l'hydrogène moléculaire est réputé sûr et bénéfique pour la santé.

Les méthodes courantes d'administration de l'hydrogène comprennent la diffusion dans l'eau, l'inhalation à travers une canule nasale et l'application topique. L'efficacité de la consommation ou de l'application de H2 se manifeste en dix minutes, grâce à sa petite taille qui lui permet de pénétrer facilement les membranes cellulaires, assurant une biodisponibilité élevée.

Les bénéfices multidimensionnels de l'hydrogène moléculaire ont été démontrés, notamment dans la réduction de la douleur, l'amélioration de la santé cérébrale, la promotion d'un vieillissement sain et d'une longévité, ainsi que l'influence positive sur la guérison des blessures.

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L’hydrogène moléculaire comme gaz médical préventif et thérapeutique : initiation, développement et potentiel de la médecine hydrogène

1 . Introduction
Il est admis que l'hydrogène moléculaire (H 2 , dihydrogène ou hydrogène gazeux) se comporte comme un gaz inerte à la température corporelle dans les cellules de mammifères. En fait, H 2 semble réagir avec aucun composé biologique, y compris l'oxygène gazeux, en l'absence de catalyseurs à la température du corps. D'autre part, chez certaines bactéries, H 2 est catabolisé par voie enzymatique comme source d'énergie pour fournir des électrons, ou est un produit de certains types de métabolisme anaérobie. Ces réactions sont généralement catalysées par des enzymes contenant du fer ou du nickel appelées hydrogénases . En revanche, les mammifères n'ont pas de gènes d'hydrogénase fonctionnels. Ainsi, on pense que H 2 n'est pas fonctionnel dans nos cellules.

Nous avons transformé ce concept dans une publication en 2007 selon laquelle H 2 agit comme un antioxydant thérapeutique et préventif en réduisant sélectivement les oxydants très puissants tels que le radical hydroxyle (point radical OH) et le peroxynitrite (ONOO – ) dans les cellules, et que H 2 présente des effets cytoprotecteurs contre les agents oxydatifs. stress. Depuis, de nombreuses études ont exploré les effets thérapeutiques et préventifs du H 2 . Ces articles publiés couvrent de nombreux effets biologiques contre le stress oxydatif dans presque tous les organes. De plus, il a été révélé que H 2 a davantage de fonctions, notamment des effets anti-inflammatoires, anti-apoptotiques et anti-allergiques, et que H 2 stimule le métabolisme énergétique dans la plupart des tissus des animaux modèles. Jusqu'en 2013, le nombre de publications sur ses effets bénéfiques sur le plan biologique ou médical a augmenté et a dépassé les 300, comme le montre la Fig . Les articles de revue précédents présentaient principalement diverses expériences cellulaires et animales.



Fig. 1 . Le nombre de publications sur les effets biologiques de l’hydrogène moléculaire chaque année.

Outre les publications sur les expérimentations animales modèles, plus de 10 articles sur les examens cliniques ont été publiés. Ainsi, cet article passera en revue les résultats d’examens cliniques récents en vue d’applications réelles. De plus, cet article de synthèse reviendra sur le processus de découverte des effets biologiques de H 2 , et proposera les mécanismes possibles pour expliquer les effets de H 2 .

2 . Le stress oxydatif comme sources pathogènes et rôles physiologiques
2.1 . Le stress oxydatif comme source pathogène
Les espèces réactives de l'oxygène (ROS) sont générées à l'intérieur du corps tout au long de notre vie quotidienne en tant que produit secondaire du métabolisme énergétique par phosphorylation oxydative dans chaque organisme aérobie. Parfois, des excès de ROS sont produits, comme le tabagisme ou la pollution de l'air, l'exposition aux rayons ultraviolets ou aux rayons ultraviolets, l'exercice intense, le stress physique ou psychologique, etc. Lorsque les ROS sont produites de manière excessive ou que la capacité antioxydante endogène est diminuée, une oxydation aveugle provoque des effets nocifs, entraînant un « stress oxydatif ». Le stress oxydatif aigu résulte de diverses situations : inflammation, reperfusion ischémique en cas d'infarctus cardiaque ou cérébral , transplantation d'organe et arrêt d' hémorragie opératoire , ou autres. De plus en plus de preuves ont établi des liens étroits entre le stress oxydatif chronique et une grande variété de pathologies, notamment les maladies malignes, le diabète sucré, l'athérosclérose et les processus inflammatoires chroniques, ainsi que de nombreuses maladies neurodégénératives et le processus de vieillissement. Dans des conditions normales, les ROS induites par un exercice intense entraînent une fatigue musculaire.

2.2 . Le processus de génération d’espèces oxygénées
Comme première étape dans la génération de ROS, les radicaux anions superoxydes (O 2 point radical− ) sont les principaux ROS générés principalement par la fuite d'électrons de la chaîne de transport d'électrons mitochondriale. La superoxyde dismutase (SOD) convertit de manière enzymatique l'O 2 point radical− en peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2 ), qui est métabolisé pour générer de l'eau (H 2 O). Un OH très réactif point radicalest généré à partir de H 2 O 2 via la réaction de Fenton ou Weiss en présence de métaux catalytiquement actifs, tels que Fe 2 + et Cu +. La réaction de O 2 point radical− avec l'oxyde nitrique (point radical NO ) génère ONOO − , qui est une espèce azotée très active (RNS) . point radicalOH est la cause majeure de l'oxydation et de la destruction des biomolécules par réaction directe ou par déclenchement de réaction en chaîne de radicaux libres. Les rayonnements ionisants , y compris les rayons cosmiques, génèrent également de point radicall'OH en tant qu'intermédiaire dommageable par interaction avec l'eau, un processus appelé radiolyse.

D'autres enzymes, notamment les NADPH oxydases , les cytochromes p450, la lipoxygénase , la cyclooxygénase et la xanthine oxydase , participent également à la génération de ROS dans le système immunologique ou détoxifiant.

2.3 . Rôles physiologiques de H 2 O 2
Comme mentionné ci-dessus, on pensait historiquement que les ROS causaient des dommages cellulaires et manquaient de fonctions physiologiques. En effet, l’accumulation de dommages oxydatifs par les ROS a été liée à de multiples pathologies, comme mentionné ci-dessus. L'homéostasie rédox cellulaire est cependant un équilibre délicat entre la production de ROS et le système antioxydant. Il est désormais reconnu que le stress oxydatif fonctionne comme des molécules de signalisation pour réguler une grande variété de physiologies. Il a été démontré que H 2 O 2 est nécessaire à la signalisation des cytokines, de l'insuline, du facteur de croissance, de l'AP-1, de la kinase 1 N-terminale c-Jun (JNK1), de p53 et du facteur nucléaire kappa B (NF-κB), ainsi qu'à la promotion de la phosphatase. -inactivation par oxydation de la cystéine (. Ces réactions fournissent un mécanisme biochimique plausible par lequel les ROS peuvent empiéter sur les voies de signalisation. De nombreux rapports ont souligné l'importance de la signalisation dépendante des ROS dans divers systèmes .

De plus, le stress oxydatif provoqué par H 2 O 2 et point radicalNO induit des enzymes impliquées dans l'anti-oxydation et la tolérance pour protéger les cellules contre le stress oxydatif. Par exemple, la translocation du facteur 2 (Nrf2) lié à NF-E2 dans le noyau conduit à la régulation de l'expression des gènes impliqués dans les systèmes de défense contre le stress oxydatif et d'autres sources toxiques, notamment les métaux lourds . De plus, H 2 O 2 est un facteur clé pour réguler la différenciation cellulaire, le système immunitaire, l'autophagie et l'apoptose . Ainsi, il est crucial de ne pas éliminer complètement H 2 O 2 pour maintenir l'homéostasie.

2.4 . Exploration d’un antioxydant idéal
Bien qu'un traitement antioxydant ou la prévention de diverses maladies soit attendu en raison de l'importance clinique des dommages oxydatifs, les antioxydants ont eu un succès thérapeutique limité. Les suppléments d'antioxydants ont montré peu d'effet sur la prévention du cancer, de l'infarctus du myocarde et de l'athérosclérose, mais ont plutôt augmenté la mortalité; il est donc très important d’être conscient des effets secondaires lors du développement d’un antioxydant efficace pour la prévention des maladies liées au stress oxydatif.

Dans ces situations, une molécule antioxydante idéale devrait atténuer l’excès de stress oxydatif, mais ne pas perturber l’homéostasie rédox. En d'autres termes, la molécule idéale ne devrait pas réduire les molécules de signalisation telles que H 2 O 2 mais devrait réduire efficacement les oxydants puissants tels que point radical OH. Après des expériences, nous sommes parvenus à la conclusion actuelle que l'antioxydant idéal pourrait être H 2 .

3 . Découverte des effets biologiques de l'hydrogène moléculaire
Au cours du processus de recherche de l'antioxydant idéal, nous avons infusé du H 2 dans un milieu de culture sans modifier le pH, les concentrations d'O 2 et de CO 2 ou d'autres conditions. Lorsque des cellules PC12 en culture ont été exposées à un stress oxydatif par traitement à l'antimycine A , un inhibiteur de la chaîne de translocation électronique mitochondriale, les cellules ont apparemment rétréci et étendu les fibres courtes en réponse au stress oxydatif ( Fig. 2 A ). En revanche, lorsque les cellules ont été traitées avec l'inhibiteur en présence de H 2 , les cellules n'ont pas changé de forme ( figure 2B ). Dans un milieu dégazé par H 2 à partir du milieu H 2 , les cellules ont de nouveau répondu au stress oxydatif. Cette découverte indique que H 2 n'a affecté aucun composant dans le milieu d'origine, mais a agi directement sur les cellules. Grâce aux résultats de la première expérience, nous avions prévu que le H 2 avait un grand potentiel pour une utilisation clinique réelle.


Figure 2 . Photographies de PC12 cultivées exposées au stress oxydatif par traitement à l'antimycine A sans (A) ou avec (B) hydrogène dans les milieux.

Après cette expérience, nous avons tenté d'identifier la cible de H 2 dans des cellules en culture. Le H 2 dissous dans le milieu de culture n'a pas modifié les niveaux cellulaires de O 2 point radical− et de H 2 O 2 , à en juger par les signaux fluorescents du MitoSOX et du diacétate de dichlorofluorescéine (DCF-DA), respectivement. De plus, H 2 n'a pas diminué le niveau cellulaire de point radicalNO . En revanche, le traitement au H 2 a diminué de manière significative les niveaux d' point radicalOH, comme en témoigne la diminution du signal fluorescent de l'hydroxyphényl fluorescéine (HPF) . De plus, la diminution du point radicalniveau d'OH cellulaire par H 2 a été confirmée par la technologie du piégeage de spin.

La réduction sélective des ROS peut s'expliquer par la force oxydative marquée de point radicalOH, comme le montre la figure 3 , qui a été profilée selon les données publiées . Cela signifie que point radicalOH est suffisamment fort pour réagir même avec H 2 inerte , mais que O 2 point radical− , H 2 O 2 et point radicalNO sont insuffisants pour réagir avec H 2 en fonction de leurs activités. En d'autres termes, H 2 est suffisamment doux pour ne pas perturber les réactions métaboliques redox ni pour affecter les ROS qui fonctionnent dans la signalisation cellulaire.

traduit de : https://bit.ly/H2-selectif