Научное
обозрение
Водородная вода (вода,
обогащенная газом молекулярного водорода) — питьевая вода, насыщенная
молекулярным водородом (Н2). Заявляется, что она обладает
выраженными антиоксидантными, противовоспалительными и антиаллергическими
свойствами, стимулирует энергетический метаболизм, оказывает общий
оздоровительный эффект на организмы человека и сельскохозяйственных животных.
Терапевтические возможности применения водорода при различных заболеваниях
До начала 21-го века вопросы влияния молекулярного
водорода на организм человека, а также возможности его использования при
лечении различных заболеваний, практически не исследовались. Это было связано с
господствовавшей долгое время в научном мире концепцией, согласно которой
молекулярный водород считался биологически инертным соединением в организме
млекопитающих, в том числе человека.
Однако в 2007 году благодаря
исследованиям японских учёных (Ikuroh Ohsawa, Shigeo Ohta et al) данная
концепция была пересмотрена и доказано, что молекулярный водород (H2) избирательно
реагирует с высокореактивными цитотоксическими оксидантами, такими как
гидроксильный радикал (•ОН) и пероксинитрит (ONOO−), непосредственно внутри клеток.
Именно эти наиболее реакционноспособные активные формы кислорода (АФК) принимают
участие в патогенезе большинства известных заболеваний и
патологических состояний различных органов и систем организма.
Многочисленные экспериментальные и
клинические исследования[2] подтвердили, что
молекулярный водород обладает селективной антиоксидантной активностью в
отношении наиболее цитотоксических (опасных для организма) свободных радикалов,
а также оказывает другие положительные эффекты: противовоспалительный,
антиапоптозный, противоаллергический, а также стимулирует
энергетический метаболизм. При этом побочные эффекты крайне незначительны
даже при введении в организм высоких концентрациях водорода, что позволяет
говорить о безопасности и отсутствии противопоказаний к применению водородной
терапии[3].
Характеристики
водородной воды
Наиболее важные характеристики
водородной воды: окислительно-восстановительный
потенциал (ОВП), показатель кислотности рН, концентрация
молекулярного водорода. В зависимости от технологии получения показатели
водородной воды могут колебаться в достаточно широких пределах.
ОВП водородной воды отрицательный,
может изменяться от −150 до −600 мВ. Технологии электролиза и прямой сатурации
позволяют получить наиболее точные и устойчивые характеристики по концентрации
водорода в воде и ОВП.
Показатель кислотности рН водородной
воды, полученной с помощью технологий электролиза и прямой сатурации
соответствует рН исходной питьевой воды. При получении водородной воды
химическим методом рН сдвигается в щелочную сторону, в воде присутствуют
примеси посторонних веществ — продуктов химической реакции.
Концентрация водорода. Молекулярный
водород обладает низкой растворимостью в воде. При нормальных условиях в 100 мл
воды растворяется 1,8 мл водорода. При этом исследования доказали физиологическую
эффективность водорода в широком диапазоне концентраций в воде: от 0,5 до 10
ppm (в зависимости от метода получения, хранения и внешних условий)[4].
Вследствие
высокой диффузионной способности водорода его концентрация в воде
является неустойчивой и быстро изменяющейся характеристикой и в нормальных
условиях стремящейся к нулю. В связи с этим водородная вода предполагает либо
немедленное употребление либо особые условия хранения. Существуют специальные
вакуумные контейнеры, изготовленные из трудно проницаемого для молекул водорода
материала, в которых все значимые характеристики водородной воды сохраняются в
течение нескольких суток.
В водородной воде, получаемой с помощью
аппарата на основе платиново-иридиевого электролизера, при температуре 20 °С в
течение 15 минут после приготовления концентрация водорода H2 составляет
1,3-1,6 ppm. Технология изготовления водородной воды методом прямой сатурации и
герметичной укупорки в стеклянную тару позволяет сохранять концентрацию
водорода в воде около 2 мг/л в течение 12 месяцев при соблюдении условий
хранения.
Научные
и клинические исследования водородной воды
Тематике физиологической роли
молекулярного водорода посвящено более 500 научных работ, в том числе
монография, вышедшая в издательстве Springer, — Hydrogen Molecular Biology
and Medicine[5]. Многочисленные
экспериментальные и клинические исследования[6], проведенные на
клеточных культурах, животных и людях, показали, что молекулярный водород
оказывает различные положительными эффекты: антиоксидантный,
противовоспалительный, антиапоптозный, противоаллергический, а также
стимулирует энергетический метаболизм.
Методы
введения молекулярного водорода в организм:
- вдыхание
газообразного водорода H2, вдыхание насыщенной
молекулярным водородом воды (Н2-вода),
- инъекция
насыщенного водородом физиологического раствора,
- капельное
введение насыщенного водородом физиологического раствора в
конъюнктивальный мешок.
Наиболее удобным, практичным и
безопасным способом является водородная вода[7], вводимая внутрь в
качестве питьевой.
Модельные опыты на животных
продемонстрировали эффективность водородной воды при большинстве заболеваний и
осложнений, индуцированных оксидативным стрессом и воспалением: злокачественная
карцинома, колиты, энцефалопатия вследствие отравления монооксидом углерода
(угарным газом, СО), атопический дерматит, острый панкреатит, пересадка
органов, кишечная ишемия, систематическая воспалительная реакция, травма
сетчатки, глухота и др.
Особенно интенсивно исследования
механизмов положительного влияния молекулярного водорода на организм человека
ведутся в Японии, Южной Корее и Китае. В этих странах гидрогенотерапия
(применение молекулярного водорода в оздоровительных целях) повсеместно внедряется
в лечебных и профилактических учреждениях. На рынке широко представлены
медицинские препараты и косметические средства, содержащие молекулярный водород
в качестве основного или дополнительного действующего вещества. Разработаны
профессиональные и бытовые аппараты для обогащения питьевой воды водородом.
Подобные аппараты установлены во многих домах, а также фитнес, СПА и бизнес
центрах.
Согласно клиническим исследованиям,
применение водородной терапии имело положительный эффект у пациентов с более чем
десятью различными заболеваниями. Среди них: сахарный диабет 2 типа, гепатиты В
и С, церебральная ишемия, ревматоидный артрит, болезнь Паркинсона. Кроме того,
водород обладает способностью улучшать качество жизни пациентов во время
химиотерапии путем эффективного устранения побочного действия противоопухолевых
препаратов. В отличие от большинства традиционных лекарственных средств,
которые действуют специфично, водородная терапия универсальна и
практически не имеет побочных эффектов. Применение молекулярного водорода
обладает значительным профилактическим и терапевтическим потенциалом в
отношении множества заболеваний.
Научные исследования физиологических
свойств водородной воды интенсивно проводятся на базе Московского
государственного университета им. М. В. Ломоносова (МГУ), Московского
областного научно-исследовательского клинического института им.
М. Ф. Владимирского, Центра диагностики и инновационных медицинских
технологий ГК Медси, Многопрофильного медицинского холдинга Медэп и других
научных, учебных и медицинских учреждений.
Механизм
воздействия водородной воды на организм человека
Водородная вода способна селективно
подавлять наиболее токсичные свободные радикалы (гидроксильный радикал и
пероксинитрит), которые губительны для клеток и тканей организма человека.
Гидроксильный радикал (•ОН) является короткоживущим (время жизни в клетке
около 10−7 с) и высоко
реакционноспособным соединением[8], способным окислять молекулы белков и
липидов, в особенности ненасыщенных мембранных липидов, что может вызывать
изменения свойств клеточных мембран. Кроме того, гидроксильный радикал
индуцирует разрывы связей в молекуле ДНК, что приводит к необратимым
повреждениям генетического аппарата[9].
Пероксинитрит ONOO− способен
окислять белки, что приводит, в частности, к инактивации антиоксидантных
ферментов, например, супероксиддисмутазы (СОД). Кроме того, пероксинитрит ONOO−запускает процессы
перекисного окисления липидов в мембранах[10], а также способен вызывать повреждения
ДНК[11]. Дополнительным фактором, усиливающим
цитотоксическое действие пероксинитрита, является образование из него
гидроксильного радикала (•ОН).
После приема обогащенной водородом воды
молекулярный водород быстро распространяется и потребляется в организме
человека (скорость потребления Н2 составляет около 1,0 мкмоль/мин/м2 площадь поверхности
тела)[12]. Реакции взаимодействия водорода с
высокореактивными формами кислорода (гидроксильным радикалом и пероксинитритом)
протекают по радикальному типу, например:
Н••Н + 2•ОН = 2 Н2О
Таким образом, в результате употребления
водородной воды происходит восстановление цитотоксических свободных радикалов и
прерывается цепная реакция оксидативного разрушения органов, тканей, клеточных
мембран и компонентов.
Значительными терапевтическими
преимуществами молекулярного водорода и обогащенной водородом воды по сравнению
с другими известными антиоксидантами, по мнению ученых[13], являются следующие:
- малый размер
молекул позволяет проникать через гемато-энцефалический барьер и
биологические мембраны (в том числе в митохондрии, где водород подавляет
цитотоксические свободные радикалы на месте их образования, и в ядро, где
водород препятствует оксидативному разрушению ДНК);
- селективность
действия (водород нейтрализует преимущественно цитотоксические радикалы
(•ОН и ONOO−), не затрагивая
при этом менее активные сигнальные молекулы, которые также являются АФК,
но выполняют физиологически полезные функции и необходимы для нормального
метаболизма);
- способность
активировать собственные эндогенные антиоксиданты организма —
витамины и ферменты (синергический эффект);
- низкий уровень
побочных эффектов даже при высоких концентрациях водорода за счет
отсутствия побочных продуктов — в отличие от других известных
антиоксидантов, водород, взаимодействуя с гидроксильным радикалом,
образует нейтральную молекулу воды Н2О, и никаких цепных реакций или
побочных химических соединений не образуется;
- высокий
восстановительный потенциал;
- отсутствие
влияния на физиологические параметры крови (температура, давление, рН, рО2 и др.);
- комплексный
механизм воздействия (антиоксидантный, антивоспалительный,
антиаллергический, антиапоптозный эффекты).
·
Применение водородной воды
·
Водородная вода рекомендуется к применению в качестве оздоровительного
общеукрепляющего средства ежедневно внутрь из расчета 30 мл на килограмм веса.
При одновременном приеме с витаминами, соками и лекарственными препаратами
повышает их эффективность, снижая побочные действия и аллергические реакции.
Считается, что наружное применение водородной воды в виде масок, аппликаций, а
также в сочетании с косметическими средствами и аппаратными процедурами
оказывает выраженное терапевтическое и профилактическое воздействие, снижая
возрастные, воспалительные и аллергические проявления, повышая уровень
гидратации кожи и усиливая действие активных препаратов. Научные исследования
подтверждают безопасность и отсутствие побочных эффектов от водородной воды,
что позволяет применять водородную воду внутренне и наружно без возрастных
ограничений.
·
Отличие водородной воды от других видов активированной
воды
·
Иногда водородную воду неверно отождествляют с “ионизированной”,
“структурированной”, “щелочной” и т. п. водой. В отличие от указанных
видов воды, показатель кислотности рН которых изменяется в результате
электрохимического воздействия, остается нейтральным и определяется уровнем
кислотности исходной воды.
·
В аппаратах для получения электрохимически активированной воды процесс
электролиза применяется для ионизации воды и последующего её разделения на
католит (образующийся в прикатодном пространстве со щелочной средой и
отрицательным значением окислительно-восстановительного потенциала — ОВП)
и анолит (образующийся в прианодном пространстве с кислой средой и
положительным значением ОВП).
·
В аппаратах для насыщения питьевой воды водородом, полученного с помощью
электролиза, данный процесс применяется исключительно для получения
молекулярной формы водорода (который поступает в воду) и кислорода (который
выводится в атмосферу). При этом за счет растворения молекулярного водорода в
воде её ОВП приобретает отрицательные значения (что свидетельствует о
преобладании восстановительных процессов), а уровень рН и ионно-солевой состав
воды не изменяются. Именно этим определяется отсутствие побочных эффектов и
противопоказаний для употребления питьевой воды, насыщенной водородом. Кроме
того, использование технологии насыщения питьевой воды электролизным водородом
позволяет достигать стабильных терапевтических концентраций, эффективность
которых доказана в ходе лабораторных и клинических исследований биологического
воздействия водородной воды.
Источники
- ↑ Ikuroh Ohsawa, Masahiro
Ishikawa, Kumiko Takahashi, Megumi Watanabe, Kiyomi Nishimaki, Kumi
Yamagata, Ken-ichiro Katsura, Yasuo Katayama, Sadamitsu Asoh и Shigeo Ohta
(2007-05-07). «Hydrogen
acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen
radicals». Nature (13): 688-694.
Проверено 2016-09-12.
- ↑ Liu S, Sun X, Tao H.
Hydrogen: from a biologically inert gas to a unique antioxidant. In:
Molecular Mechanisms and Biological Effects (Ed. Volodymyr Lushchak).
Rijeka: InTech, 2012
- ↑ Hoshino T. Challenges: new
knowledge, new techniques. —
URL: http://www.mizukagaku.com/pdf/HSA6.pdf
- ↑ Kurokawa R., Seo T., Sato
B., Hirano S., Sato F. Convenient methods for ingestion of molecular
hydrogen: drinking, injection, and inhalation//Medical Gas
Research20155:13. —
URL: http://medicalgasresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13618-015-0034-2
- ↑ Sun X., Ohta S., Nakao A.
Hydrogen Molecular Biology and Medicine. — Springer, 2015. —
URL: http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-94-017-9691-0
- ↑ Ichihara M., Sobue S., Ito
M., Hirayama M., Ohno K. Beneficial biological effects and the underlying
mechanisms of molecular hydrogen — comprehensive review of 321
original articles // Med Gas Res. — 2015, Oct 19. — P.
5-12. —
URL: http://medicalgasresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13618-015-0035-1
- ↑ Kurokawa R, Seo T, Sato B,
Hirano S, Sato F. Convenient methods for ingestion of molecular hydrogen:
drinking, injection, and inhalation. Med Gas Res. 2015 Oct
26;5:13
- ↑ Beckman J.S. Peroxynitrite
versus hydroxyl radical: the role of nitric oxide in su-peroxide-dependent
cerebral injury // Ann. N. Y. Acad. Sci. — 1994. — Vol. 17,
Issue 738.- P. 69-75
- ↑ Pryor W. A. Oxy-radicals
and related species: Their formation, lifetime and reaction.// Annu. Rev. Physiol. — 1986. — Vol. 48. — P.
657—667
- ↑ Radi R., Beckman J.S.,
Bush K.M., Freeman В. A. Peroxynitrite-induced membrane
lipid peroxidation: the cytotoxic potential of superoxide and nitric
oxide. // Arch. Biochem. and Biophys. — 1991. — Vol. 288. — P.
481—487
- ↑ Salgo M.G., Stone K.,
Squadrito G.L., Battista J.R., Pryor W.A. Peroxynitrite causes apoptosis
in rat thymocytes // Biochem. Biophys. Res.
Commun. — 1995. — Vol. 210 (3). — Р. 1025—1030
- ↑ Shimouchi A, Nose K,
Mizukami T, Che DC, Shirai M. Molecular hydrogen consumption in the human
body during the inhalation of hydrogen gas. Adv Exp Med Biol. 2013;789:315-21
- ↑ Hong Y., Chen S., Zhang
J-M. Hydrogen as a Selective Antioxidant: a Review of Clinical and
Experimental Studies // The Journal of International Medical
Research. — 2010. Vol. 38. — P.
1893—1903
Литература
- Hydrogen molecular biology and medicine / X. Sun, S. Ohta, A.
Nakao. — NY, London: Springer. — 2015& — 117
p. — http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-94-017-9691-0.
- R. Kurokawa, T. Seo, B. Sato, S. Hirano, F. Sato. Convenient methods
for ingestion of molecular hydrogen: drinking, injection, and inhalation. — http://medicalgasresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13618-015-0034-2
- Ichihara M, Sobue S, Ito M, Ito M, Hirayama M, Ohno K. Beneficial
biological effects and the underlying mechanisms of molecular
hydrogen — comprehensive review of 321 original articles. Med Gas
Res. 2015 Oct
19;5:12. — http://medicalgasresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13618-015-0035-1
- Dixon BJ, Tang J, Zhang JH. The evolution of molecular hydrogen: a
noteworthy potential therapy with clinical significance. Med Gas Res. 2013
May
16;3(1):10. — http://medicalgasresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/2045-9912-3-10
- Liu S, Sun X, Tao H. Hydrogen: from a biologically inert gas to a
unique antioxidant. In: Molecular Mechanisms and Biological Effects (Ed.
Volodymyr Lushchak). Rijeka: InTech,
2012. — http://www.molecularhydrogenstudies.com/hydrogen-from-a-biologically-inert-gas-to-a-unique-antioxidant/
- Zhang JY, Liu C, Zhou L, Qu K, Wang R, Tai MH, et al. A review of
hydrogen as a new medical therapy. Hepatogastroenterology. 2012
Jun;59(116):1026-32. — http://www.molecularhydrogenstudies.com/a-review-of-hydrogen-as-a-new-medical-therapy/
- Ohta S. Molecular hydrogen is a novel antioxidant to efficiently
reduce oxidative stress with potential for the improvement of
mitochondrial diseases. Biochim Biophys Acta. 2012
May;1820(5):586-94. — http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304416511001103
- Noda M, Fujita K, Lee CH, Yoshioka T. The principle and the potential
approach to ROS-dependent cytotoxicity by non-pharmaceutical therapies:
optimal use of medical gases with antioxidant properties. Curr Pharm Des.
2011;17(22):2253-63. — http://www.eurekaselect.com/74965/article