Dans cet article, nous explorerons les applications médicales de l’hydrogène moléculaire (H₂). Il est important de noter que l’hydrogène moléculaire, ainsi que l’oxygène (O₂) et l’ozone (O₃), appartient à une catégorie de molécules qui sont soit diatomiques, soit triatomiques et composées d’atomes du même élément. Bien que ces molécules partagent cette caractéristique fondamentale, elles présentent des propriétés chimiques et des rôles biologiques distincts. Ces différences sont principalement dues à la nature unique des atomes constitutifs et aux structures moléculaires spécifiques qu’ils forment.
L’hydrogène est l’élément chimique le plus abondant de l’univers, constituant environ 75% de la matière visible. Par exemple, le Soleil de notre système solaire contient 71% d’hydrogène, qui, par fusion, produit de l’hélium-4 et libère ainsi une énergie immense.
L’hydrogène est également la plus petite molécule existante et, étant neutre et non polaire, possède une haute biodisponibilité (la capacité d’une substance à être absorbée et utilisée par l’organisme). Il peut facilement pénétrer n’importe quel espace des membranes du corps. De plus, l’hydrogène ne se dissocie pas en ses électrons et protons lorsqu’il est dissous dans l’eau, ne modifiant donc pas le pH.
L’hydrogène gazeux possède des effets antioxydants puissants et sélectifs. Il fonctionne principalement en améliorant l’état redox de la cellule lorsque cela est nécessaire. Il est cliniquement prouvé que l’hydrogène bénéficie à tous les organes du corps en réduisant extrêmement efficacement le stress oxydatif et l’inflammation.
À ce jour, il existe des milliers de publications sur les effets thérapeutiques de l’hydrogène, démontrant son efficacité sur plus de 170 modèles de maladies différents chez l’homme et les animaux. Diverses méthodes d’administration de l’hydrogène existent, y compris l’inhalation de gaz d’hydrogène, la boisson et/ou le bain dans de l’eau hydrogénée, les injections intraveineuses de solutions salines riches en hydrogène, et la thérapie hyperbare à l’hydrogène.
Malgré une connaissance datant de plus de deux siècles et son utilisation dans de nombreux processus industriels, les applications médicales de l’hydrogène sont relativement nouvelles. Un article pionnier a été publié en 2007 dans la revue Nature Medicine, démontrant que le gaz d’hydrogène était efficace pour prévenir les dommages cérébraux causés par une ischémie-reperfusion artificiellement induite, par occlusion de l’artère cérébrale moyenne chez des rats de laboratoire. Cela a démontré que l’hydrogène peut agir comme un antioxydant thérapeutique en réduisant sélectivement les radicaux oxygénés cytotoxiques, en particulier les radicaux hydroxyles et, dans une moindre mesure, le peroxynitrite, sans diminuer d’autres oxydants comme le peroxyde d’hydrogène ou le superoxyde.
Malgré des résultats aussi prometteurs, la plupart des recherches sur les effets thérapeutiques de l’hydrogène ont été menées dans les pays asiatiques. L’hydrogène moléculaire compense le stress oxydatif, qui est l’un des mécanismes les plus cruciaux nuisant à la santé humaine. Pour cette raison, l’hydrogène est extraordinaire ; il a des effets antioxydants si uniques qu’ils ciblent spécifiquement les radicaux libres les plus dommageables.
Lorsque les radicaux libres atteignent des niveaux excessivement élevés, tels que le superoxyde, les peroxynitrites ou les radiations ionisantes, ils peuvent devenir des radicaux hydroxyles, qui sont dommageables en raison de leur grande réactivité. Cependant, d’autres radicaux libres comme l’oxyde nitrique (un radical libre essentiel qui provoque la vasodilatation) sont bénéfiques. Il existe des radicaux superoxydes et d’autres oxydants comme le peroxyde d’hydrogène qui sont cruciaux pour la santé s’ils sont trouvés dans les concentrations et les emplacements corrects.
Les cellules nécessitent à la fois de l’oxydation et une réduction de l’oxydation pour que tout fonctionne correctement. Lorsque cet équilibre est perturbé par une oxydation excessive, un stress oxydatif se produit. Et si une oxydation insuffisante est présente, d’autres problèmes graves peuvent se développer. Dans de nombreux cas, les dommages ne sont pas causés par un excès de radicaux libres mais plutôt par une dysrégulation de l’état redox (une réaction chimique dans laquelle un ou plusieurs électrons sont transférés entre les réactifs, provoquant un changement de leurs états d’oxydation).
Alors que l’hydrogène agit de manière sélective, c’est-à-dire qu’il ne réduit que les radicaux toxiques comme le radical hydroxyle, la plupart des autres antioxydants ne sont pas sélectifs, et cela peut poser un problème. Nous avons besoin de radicaux libres, et différentes études ont montré que l’on peut souffrir à la fois d’un stress oxydatif excessif et d’un stress réductif excessif (ou de ne pas avoir assez de potentiel oxydatif), non seulement dans le même corps ou le même organe mais même dans la même cellule. Avec trop de stress oxydatif dans le cytosol, on ne peut pas générer assez de pouvoir oxydatif dans le réticulum endoplasmique.
L’hydrogène aide à tout inverser vers l’homéostasie (un état d’équilibre entre tous les systèmes du corps nécessaire au bon fonctionnement de l’organisme) car bien que l’hydrogène ait des effets antioxydants, son action principale est d’améliorer l’état redox des cellules. Par conséquent, il produit de nombreuses améliorations, par exemple dans les niveaux de superoxyde dismutase et de glutathion.
L’hydrogène ne réduit pas seulement sélectivement les radicaux les plus toxiques, mais peut également aider à prévenir un excès (qui devient toxique) de radicaux libres dès le départ. Il s’agit d’un mécanisme préventif puissant.
Un autre mode d’action se produit en activant la voie Nrf2 (une protéine qui contrôle l’expression de certains gènes) lorsque cela est nécessaire. Nrf2 est un facteur de transcription qui, lorsqu’il est activé, pénètre dans le noyau de la cellule et se lie à l’élément de réponse antioxydant dans l’ADN. Il induit ensuite la transcription d’autres enzymes cytoprotectrices comme le glutathion, la superoxyde dismutase, la catalase, la peroxydase de glutathion, les enzymes de phase II, l’hème oxygénase 1 et bien d’autres.
Une étude analysant le syndrome métabolique a révélé que les participants qui buvaient de l’eau enrichie en hydrogène ont connu une augmentation de 39% de la superoxyde dismutase extracellulaire. Par conséquent, il peut être affirmé que l’hydrogène a cet effet antioxydant car il peut aider à réguler la voie Nrf2 et à ramener les enzymes et les protéines cytoprotectrices aux niveaux où ils sont censés être ; retour au domaine de l’homéostasie.
La consommation cyclique de l’hydrogène aide à maintenir l’état redox cellulaire du corps en équilibre. L’utilisation intermittente de l’hydrogène, par exemple en buvant de l’eau hydrogénée plusieurs fois par jour, est une stratégie plus optimale que son utilisation continue. Ce processus cyclique empêche l’homéostasie de devenir stagnante.
En conclusion, l’hydrogène a un immense potentiel thérapeutique en tant qu’antioxydant et régulateur redox. Il fonctionne par plusieurs mécanismes pour moduler l’état redox cellulaire, impactant ainsi positivement une multitude de processus physiologiques. Sa nature sûre et non toxique et son action sélective en font un candidat idéal pour des applications préventives et thérapeutiques dans une myriade de conditions de santé. Bien que la recherche sur ses applications étendues soit encore en plein essor, les preuves jusqu’à présent sont prometteuses et justifient une enquête plus approfondie.
