Gas discharge tube filled with hydrogen H2

Medizinischen Anwendungen von molekularem Wasserstoff (H₂)

In diesem Artikel werden wir die medizinischen Anwendungen von molekularem Wasserstoff (H₂) erforschen. Es ist wichtig zu beachten, dass molekularer Wasserstoff, neben Sauerstoff (O₂) und Ozon (O₃), zu einer Kategorie von Molekülen gehört, die entweder diatomisch oder triatomisch sind und aus Atomen des gleichen Elements bestehen. Obwohl diese Moleküle diese grundlegende Eigenschaft teilen, weisen sie unterschiedliche chemische Eigenschaften und biologische Rollen auf. Diese Unterschiede sind hauptsächlich auf die einzigartige Natur der Bestandteile Atome und die spezifischen molekularen Strukturen zurückzuführen, die sie bilden.

Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende chemische Element im Universum und macht etwa 75% der sichtbaren Materie aus. Zum Beispiel enthält die Sonne unseres Sonnensystems 71% Wasserstoff, der durch Fusion Helium-4 produziert und dadurch immense Energie freisetzt.

Wasserstoff ist auch das kleinste existierende Molekül und hat aufgrund seiner Neutralität und seines nichtpolaren Charakters eine hohe Bioverfügbarkeit (die Fähigkeit einer Substanz, vom Körper absorbiert und genutzt zu werden). Es kann leicht jeden Raum in den Membranen des Körpers durchdringen. Darüber hinaus dissoziiert Wasserstoff nicht in seine Elektronen und Protonen, wenn er in Wasser gelöst ist, und verändert somit den pH-Wert nicht.

Medizinischen Anwendungen von molekularem Wasserstoff (H₂)
Fläschchen mit leuchtendem ultrareinem Wasserstoff

Gasförmiger Wasserstoff besitzt potente und selektive antioxidative Effekte. Er funktioniert hauptsächlich durch Verbesserung des Redoxzustands der Zelle bei Bedarf. Klinisch ist bewiesen, dass Wasserstoff allen Organen des Körpers durch extrem effektive Reduzierung von oxidativem Stress und Entzündungen zugutekommt.

Bis heute gibt es Tausende von Veröffentlichungen über die therapeutischen Effekte von Wasserstoff, die seine Wirksamkeit an mehr als 170 verschiedenen Krankheitsmodellen bei Menschen und Tieren demonstrieren. Verschiedene Methoden zur Verabreichung von Wasserstoff existieren, einschließlich des Einatmens von Wasserstoffgas, Trinken und/oder Baden in wasserstoffangereichertem Wasser, intravenösen Injektionen von wasserstoffreichen Salzlösungen und hyperbarer Wasserstofftherapie.

Trotz mehr als zweijähriger Bekanntheit und Verwendung in zahlreichen industriellen Prozessen sind medizinische Anwendungen von Wasserstoff relativ neu. Ein bahnbrechender Artikel wurde 2007 in der Zeitschrift Nature Medicine veröffentlicht, der zeigte, dass Wasserstoffgas wirksam bei der Verhinderung von Hirnschäden durch künstlich induzierte ischämische Reperfusion war, durch Verschluss der mittleren Hirnarterie bei Laborratten. Dies zeigte, dass Wasserstoff als therapeutisches Antioxidans wirken kann, indem er selektiv zytotoxische Sauerstoffradikale, insbesondere Hydroxylradikale und in geringerem Maße Peroxynitrit, reduziert, ohne andere Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid oder Superoxid zu verringern.

Trotz solch vielversprechender Ergebnisse wurde die meiste Forschung zu den therapeutischen Effekten von Wasserstoff in asiatischen Ländern durchgeführt. Molekularer Wasserstoff kompensiert oxidativen Stress, der einer der wichtigsten Mechanismen ist, die der menschlichen Gesundheit schaden. Aus diesem Grund ist Wasserstoff außergewöhnlich; er hat solch einzigartige antioxidative Effekte, die speziell die schädlichsten freien Radikale ansprechen.

Wenn freie Radikale übermäßig hohe Werte erreichen, wie Superoxid, Peroxynitrite oder ionisierende Strahlung, können sie zu Hydroxylradikalen werden, die aufgrund ihrer hohen Reaktivität schädlich sind. Andere freie Radikale wie Stickstoffmonoxid (ein essentielles freies Radikal, das Vasodilatation verursacht) sind jedoch vorteilhaft. Es gibt Superoxid-Radikale und andere Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid, die für die Gesundheit entscheidend sind, wenn sie in korrekten Konzentrationen und Standorten gefunden werden.

Zellen benötigen sowohl Oxidation als auch eine Reduktion der Oxidation, damit alles ordnungsgemäß funktioniert. Wenn dieses Gleichgewicht durch übermäßige Oxidation gestört wird, tritt oxidativer Stress auf. Und wenn unzureichende Oxidation vorhanden ist, können andere ernsthafte Probleme auftreten. In vielen Fällen wird der Schaden nicht durch einen Überschuss an freien Radikalen verursacht, sondern durch eine Fehlregulation des Redoxzustands (eine chemische Reaktion, bei der ein oder mehrere Elektronen zwischen Reaktanden übertragen werden, wodurch sich ihre Oxidationszustände ändern).

Während Wasserstoff selektiv wirkt, d.h. er reduziert nur toxische Radikale wie das Hydroxylradikal, sind die meisten anderen Antioxidantien nicht selektiv, und das kann ein Problem darstellen. Wir benötigen freie Radikale, und verschiedene Studien haben gezeigt, dass man sowohl unter übermäßigem oxidativem Stress als auch unter übermäßigem reduktivem Stress (oder nicht genügend oxidativem Potenzial) leiden kann, nicht nur im gleichen Körper oder im gleichen Organ, sondern sogar in der gleichen Zelle. Bei zu viel oxidativem Stress im Zytosol kann nicht genügend oxidatives Potenzial im endoplasmatischen Retikulum erzeugt werden.

Wasserstoff hilft, alles wieder auf die Homöostase zurückzuführen (ein Zustand des Gleichgewichts unter allen Körpersystemen, der für die korrekte Funktion des Körpers erforderlich ist), da Wasserstoff zwar antioxidative Effekte hat, seine Hauptwirkung jedoch die Verbesserung des Redoxzustands der Zellen ist. Dadurch ergeben sich zahlreiche Verbesserungen, zum Beispiel in den Spiegeln von Superoxid-Dismutase und Glutathion.

Wasserstoff reduziert nicht nur selektiv die toxischsten Radikale, sondern kann auch dazu beitragen, ein Übermaß (das toxisch wird) an freien Radikalen von vornherein zu verhindern. Dies ist ein potenter präventiver Mechanismus.

Ein weiterer Wirkungsmechanismus tritt durch Aktivierung des Nrf2-Wegs (ein Protein, das steuert, wie bestimmte Gene exprimiert werden) bei Bedarf auf. Nrf2 ist ein Transkriptionsfaktor, der, wenn aktiviert, den Zellkern betritt und sich an das antioxidative Ansprechelement in der DNA bindet. Er induziert dann die Transkription anderer zytoprotektiver Enzyme wie Glutathion, Superoxid-Dismutase, Katalase, Glutathionperoxidase, Phase-II-Enzyme, Hämoxigenase 1 und viele andere.

Eine Studie, die das metabolische Syndrom analysierte, fand heraus, dass Teilnehmer, die wasserstoffangereichertes Wasser tranken, einen Anstieg von 39% in extrazellulärer Superoxid-Dismutase erlebten. Daher kann gesagt werden, dass Wasserstoff diesen antioxidativen Effekt hat, da er den Nrf2-Weg regulieren und zytoprotektive Enzyme und Proteine auf die Werte zurückführen kann, die sie haben sollten; zurück in den Bereich der Homöostase.

Zyklischer Konsum von Wasserstoff hilft, den zellulären Redoxzustand des Körpers im Gleichgewicht zu halten. Die intermittierende Verwendung von Wasserstoff, zum Beispiel mehrmals täglich wasserstoffangereichertes Wasser zu trinken, ist eine optimale Strategie als kontinuierliche Verwendung. Dieser zyklische Prozess verhindert, dass die Homöostase stagniert.

Abschließend hat Wasserstoff ein immenses therapeutisches Potenzial als Antioxidans und Redoxregulator. Er wirkt durch mehrere Mechanismen, um den zellulären Redoxzustand zu modulieren, und beeinflusst dadurch eine Vielzahl physiologischer Prozesse positiv. Seine sichere, nicht-toxische Natur und selektive Wirkung machen ihn zu einem idealen Kandidaten für präventive und therapeutische Anwendungen bei einer Vielzahl von Gesundheitszuständen. Obwohl die Forschung zu seinen umfangreichen Anwendungen noch im Entstehen ist, sind die bisherigen Beweise vielversprechend und rechtfertigen weitere Untersuchungen.

System zum Einatmen und Trinken von Wasserstoff


Hydrogen Inhalation and Drinking Machine
Hydrogen Inhalation and Drinking System

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