In questo articolo esploreremo le applicazioni mediche dell’idrogeno molecolare (H₂). È importante notare che l’idrogeno molecolare, insieme all’ossigeno (O₂) e all’ozono (O₃), appartiene a una categoria di molecole che sono sia diatomiche che triatomiche e composte da atomi dello stesso elemento. Sebbene queste molecole condividano questa caratteristica fondamentale, mostrano proprietà chimiche e ruoli biologici distinti. Queste differenze sono principalmente dovute alla natura unica degli atomi costitutivi e alle specifiche strutture molecolari che formano.
L’idrogeno è l’elemento chimico più abbondante dell’universo, costituendo circa il 75% della materia visibile. Ad esempio, il Sole del nostro sistema solare contiene il 71% di idrogeno, che attraverso la fusione produce elio-4, liberando così un’energia immensa.
L’idrogeno è anche la più piccola molecola esistente e, essendo neutra e non polare, ha un’alta biodisponibilità (la capacità di una sostanza di essere assorbita e utilizzata dall’organismo). Può facilmente penetrare in qualsiasi spazio delle membrane del corpo. Inoltre, l’idrogeno non si dissocia nei suoi elettroni e protoni quando è disciolto in acqua, quindi non modifica il pH.
Il gas di idrogeno ha potenti effetti antiossidanti selettivi. Funziona principalmente migliorando lo stato redox della cellula quando è necessario. È clinicamente provato che l’idrogeno beneficia tutti gli organi del corpo riducendo estremamente efficacemente lo stress ossidativo e l’infiammazione.
Ad oggi, esistono migliaia di pubblicazioni sugli effetti terapeutici dell’idrogeno, dimostrando la sua efficacia in oltre 170 modelli di malattia diversi nell’uomo e negli animali. Esistono vari metodi di somministrazione dell’idrogeno, tra cui l’inalazione di gas di idrogeno, bere e/o fare il bagno in acqua idrogenata, iniezioni endovenose di soluzioni saline ricche di idrogeno, e la terapia iperbarica all’idrogeno.
Nonostante una conoscenza che risale a oltre due secoli e il suo utilizzo in numerosi processi industriali, le applicazioni mediche dell’idrogeno sono relativamente nuove. Un articolo pionieristico è stato pubblicato nel 2007 sulla rivista Nature Medicine, dimostrando che il gas di idrogeno era efficace nel prevenire i danni cerebrali causati da un’ischemia-riperfusione artificialmente indotta, mediante l’occlusione dell’arteria cerebrale media in ratti da laboratorio. Ciò ha dimostrato che l’idrogeno può agire come un antiossidante terapeutico riducendo selettivamente i radicali ossigeno citotossici, in particolare i radicali idrossili e, in misura minore, il perossinitrito, senza ridurre altri ossidanti come il perossido di idrogeno o il superossido.
Nonostante tali risultati promettenti, la maggior parte delle ricerche sugli effetti terapeutici dell’idrogeno sono state condotte nei paesi asiatici. L’idrogeno molecolare compensa lo stress ossidativo, che è uno dei meccanismi più cruciali dannosi per la salute umana. Per questa ragione, l’idrogeno è straordinario; ha effetti antiossidanti così unici da mirare specificamente ai radicali liberi più dannosi.
Quando i radicali liberi raggiungono livelli eccessivamente alti, come il superossido, i perossinitriti o le radiazioni ionizzanti, possono diventare radicali idrossili, che sono dannosi a causa della loro elevata reattività. Tuttavia, altri radicali liberi come l’ossido nitrico (un radicale libero essenziale che provoca la vasodilatazione) sono benefici. Esistono radicali superossidi e altri ossidanti come il perossido di idrogeno che sono cruciali per la salute se trovati nelle giuste concentrazioni e localizzazioni.
Le cellule richiedono sia ossidazione che riduzione dell’ossidazione affinché tutto funzioni correttamente. Quando questo equilibrio è disturbato da un’eccessiva ossidazione, si verifica stress ossidativo. E se è presente un’ossidazione insufficiente, possono svilupparsi altri gravi problemi. In molti casi, il danno non è causato da un eccesso di radicali liberi, ma piuttosto da una disregolazione dello stato redox (una reazione chimica in cui uno o più elettroni vengono trasferiti tra i reagenti, causando un cambiamento nei loro stati di ossidazione).
Mentre l’idrogeno agisce in modo selettivo, cioè riduce solo i radicali tossici come il radicale idrossile, la maggior parte degli altri antiossidanti non sono selettivi, e questo può rappresentare un problema. Abbiamo bisogno di radicali liberi, e diverse ricerche hanno mostrato che si può soffrire sia di stress ossidativo eccessivo che di stress riduttivo eccessivo (o di non avere abbastanza potenziale ossidativo), non solo nello stesso corpo o nello stesso organo ma anche nella stessa cellula. Con troppo stress ossidativo nel citosol, non si può generare abbastanza potere ossidativo nel reticolo endoplasmatico.
L’idrogeno aiuta a ribaltare tutto verso l’omeostasi (uno stato di equilibrio tra tutti i sistemi del corpo necessario per il corretto funzionamento dell’organismo) perché sebbene l’idrogeno abbia effetti antiossidanti, la sua azione principale è migliorare lo stato redox delle cellule. Di conseguenza, produce numerosi miglioramenti, ad esempio nei livelli di superossido dismutasi e di glutatione.
L’idrogeno non solo riduce selettivamente i radicali più tossici, ma può anche aiutare a prevenire un eccesso (che diventa tossico) di radicali liberi fin dall’inizio. Questo è un potente meccanismo preventivo.
Un altro modo di agire si verifica attivando la via Nrf2 (una proteina che controlla l’espressione di certi geni) quando è necessario. Nrf2 è un fattore di trascrizione che, quando attivato, penetra nel nucleo della cellula e si lega all’elemento di risposta antiossidante nell’ADN. Induce quindi la trascrizione di altri enzimi citoprotettivi come il glutatione, la superossido dismutasi, la catalasi, la perossidasi del glutatione, gli enzimi di fase II, l’eme ossigenasi 1 e molti altri.
Uno studio che analizza la sindrome metabolica ha rivelato che i partecipanti che bevevano acqua arricchita con idrogeno hanno sperimentato un aumento del 39% della superossido dismutasi extracellulare. Pertanto, si può affermare che l’idrogeno ha questo effetto antiossidante perché può aiutare a regolare la via Nrf2 e riportare gli enzimi e le proteine citoprotettive ai livelli in cui dovrebbero essere; ritorno al dominio dell’omeostasi.
Il consumo ciclico dell’idrogeno aiuta a mantenere lo stato redox cellulare del corpo in equilibrio. L’uso intermittente dell’idrogeno, ad esempio bevendo acqua idrogenata diverse volte al giorno, è una strategia più ottimale rispetto al suo uso continuo. Questo processo ciclico impedisce all’omeostasi di diventare stagnante.
In conclusione, l’idrogeno ha un immenso potenziale terapeutico come antiossidante e regolatore redox. Funziona attraverso diversi meccanismi per modulare lo stato redox cellulare, influenzando così positivamente una moltitudine di processi fisiologici. La sua natura sicura e non tossica e la sua azione selettiva lo rendono un candidato ideale per applicazioni preventive e terapeutiche in una miriade di condizioni di salute. Anche se la ricerca sulle sue applicazioni estese è ancora in piena espansione, le prove finora sono promettenti e giustificano un’indagine più approfondita.
