Hidrógeno molecular y sus efectos positivos sobre el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad
Abstracta
El proceso fisiológico del envejecimiento es inevitable y progresivo y se caracteriza por una disminución de la función de los órganos con el tiempo. El hidrógeno molecular tiene un potencial notable para producir efectos terapéuticos y preventivos que benefician a varios órganos del cuerpo. El hidrógeno tiene muchas propiedades antioxidantes beneficiosas, ya que puede neutralizar directamente los radicales hidroxilo y reducir el nivel de peroxinitrito. Además, activa Nrf2 y HO-1, que regulan una serie de enzimas antioxidantes y proteosomas.
El efecto antioxidante del hidrógeno molecular ayuda a mantener la estabilidad genómica y disminuye la senescencia celular. También participa en la modificación de histonas, ayuda al mantenimiento de los telómeros y facilita la proteostasis. Además, el hidrógeno puede servir como medida preventiva al regular la inflamación y utilizar el sistema mTOR de detección de nutrientes para las actividades de autofagia, apoptosis y mitocondrias, todos ellos factores asociados con el envejecimiento. Por ello, se está explorando su aplicación para diversas enfermedades relacionadas con la edad en términos de tratamiento o prevención, como trastornos neurodegenerativos, enfermedades cardiovasculares, enfermedades pulmonares y cáncer. En pocas palabras, el hidrógeno molecular ofrece una opción prometedora para obtener beneficios para la salud en respuesta a una variedad de enfermedades.
Introducción
El envejecimiento es un proceso inevitable que comienza mucho antes de que los signos externos del envejecimiento se hagan evidentes. Se clasifica por una pérdida gradual de función y es casi universal en todo el mundo vivo [1]. Aunque aún se desconoce la causa exacta del envejecimiento, los investigadores han identificado varios cambios celulares que contribuyen al deterioro funcional durante el proceso de envejecimiento [2]. Estos incluyen alteraciones metabólicas, cambios bioquímicos y cambios a nivel molecular [3]. El envejecimiento también es un factor de riesgo importante para las enfermedades crónicas no transmisibles, como las enfermedades neurodegenerativas, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes y el cáncer [4]. Comprender los mecanismos del envejecimiento es fundamental para desarrollar intervenciones que puedan retrasar la aparición de patologías relacionadas con la edad. A pesar de los importantes avances, aún queda mucho por aprender sobre el envejecimiento y cómo retrasar sus efectos. La investigación continua es vital para mejorar nuestra calidad de vida a medida que envejecemos.
Características del envejecimiento
Imagen de cortesía: NCBI
El envejecimiento de la piel es un proceso complejo que aún no se comprende completamente. Se han sugerido diversas intervenciones terapéuticas en un intento de revertir o ralentizar los efectos del envejecimiento, pero la mayoría ha mostrado sólo un éxito limitado. Aunque a menudo se pasa por alto, el gas hidrógeno molecular (H2) es crucial en muchas áreas de nuestras vidas. Es la más ligera de todas las moléculas de gas y su efecto terapéutico se demostró por primera vez en el tratamiento del cáncer de piel [5]. En los últimos años, los estudios han demostrado que el H2 también puede ayudar a mejorar el metabolismo de los lípidos y la glucosa en pacientes con diabetes mellitus tipo 2 leve o intolerancia a la glucosa. [6]. Además, un estudio reciente habla de cómo la ingesta de agua rica en hidrógeno (HRW) afectó favorablemente varias características relacionadas con el envejecimiento en personas mayores sanas, incluida la longitud media extendida de los telómeros, y tendió a mejorar la metilación del ADN. Estos hallazgos sugieren que el H2 puede ser esencial para prevenir o tratar enfermedades relacionadas con el envejecimiento [7]. Se requieren más investigaciones para explorar los mecanismos que implican los efectos beneficiosos del H2. Sin embargo, la evidencia disponible sugiere que el H2 podría ser una herramienta prometedora para retrasar o prevenir la aparición de enfermedades relacionadas con la edad.
1. Hidrógeno molecular (H2) y su proceso de trabajo prospectivo contra el envejecimiento
1.1 H2 sobre el indicador de envejecimiento a través de efectos antioxidantes
El daño acumulado en el ADN es uno de los factores clave que contribuyen al envejecimiento. Una variedad de estímulos, incluidos los ROS, pueden causar este daño. Se ha demostrado que el H2 protege contra el daño del ADN causado por ROS y otros estímulos. Se demostró que el H2 reduce significativamente el daño del ADN de las nucleobases en los queratinocitos expuestos a la radiación UVA [8]. También se ha demostrado que el H2 puede proteger eficazmente contra el daño del ADN causado por diversos estímulos, incluida la radiación y la luz ultravioleta A (UVA). Además, se ha demostrado que el H2 revierte los efectos del envejecimiento celular, lo que lo convierte en una poderosa herramienta en la lucha contra el envejecimiento. [9].
1.2 H2 sobre el indicador de envejecimiento a través de efectos antiinflamatorios
La inflamación es un proceso universal relacionado con el envejecimiento que altera la comunicación intercelular y promueve el desarrollo de enfermedades relacionadas con la edad. [10]. El H2 es un agente antiinflamatorio eficaz en diversos tejidos y órganos, incluido el cerebro. En los macrófagos, el H2 puede promover la polarización del tipo proinflamatorio M1 al tipo antiinflamatorio M2. Además, el H2 puede favorecer la generación de citocinas antiinflamatorias, como la IL-10 y el TGF-β. [11]. Por lo tanto, es esencial encontrar formas de reducir la inflamación en todo el cuerpo. El gas hidrógeno (H2) se ha convertido en una terapia potencial para la inflamación debido a su capacidad para inhibir selectivamente las vías inflamatorias. Los estudios han demostrado que el H2 puede atenuar eficazmente la neuroinflamación en diversas afecciones neurológicas. Estos hallazgos sugieren que el H2 puede ser una terapia prometedora para prevenir enfermedades relacionadas con la edad.
1.3 H2 sobre el indicador de envejecimiento a través de efectos sobre las mitocondrias
La investigación médica moderna ha identificado nueve procesos asociados con el envejecimiento, denominados colectivamente «características» del envejecimiento. De estas características, la disfunción mitocondrial es una de las causas del daño relacionado con la edad. La investigación demuestra el potencial del hidrógeno (H2) para tratar el envejecimiento debido a la disfunción mitocondrial. Puede neutralizar directamente las especies reactivas de oxígeno (ROS) y suprimir la fuga de electrones dentro de la cadena de transporte de electrones (ETC), regulando así el metabolismo energético dentro de las mitocondrias, produciendo menos ROS y reduciendo el estrés oxidativo. Además, puede bloquear la apertura de los poros de transición de permeabilidad mitocondrial y restaurar la estructura celular, permitiendo una mejor transferencia de energía y aumentando la eficiencia del metabolismo energético. [12]. Este estudio plantea la intrigante perspectiva de que el H2 se utilice como un enfoque novedoso para combatir los trastornos relacionados con la edad y prolongar la vida útil en un futuro próximo.
1.4 H2 sobre el indicador de envejecimiento mediante apoptosis
Estudios recientes han demostrado que el H2 puede modular la apoptosis, un proceso de muerte celular programada asociado con muchas enfermedades, incluidos el cáncer y el envejecimiento. En general, el H2 protege el tejido de lesiones a través de sus efectos antiapoptóticos. Se ha demostrado que el H2 aumenta las tasas de apoptosis temprana y tardía en el cáncer de pulmón y reduce las tasas de proliferación de las células del carcinoma [13, 14]. Además, puede contribuir significativamente a la eliminación de células cancerosas en el cuerpo a través de sus acciones proapoptóticas. La capacidad del hidrógeno molecular para contribuir a la actividad antiapoptótica y proapoptótica sugiere que puede desempeñar un papel importante. El H2 podría interactuar entre las características del envejecimiento y la implementación de la apoptosis en humanos.
Con una investigación cuidadosa de sus mecanismos antienvejecimiento, podemos aprovechar el poderoso potencial del H2 para promover el funcionamiento saludable y la longevidad de nuestros cuerpos.
Imagen de cortesía: NCBI
2. Terapia H2: un interceptor contra las enfermedades relacionadas con el envejecimiento
2.1 Los efectos del H2 en el corazón
Se ha demostrado que el gas hidrógeno (H2) tiene varios efectos protectores sobre el corazón, desde prevenir lesiones por infarto de miocardio hasta aliviar la hipertrofia cardíaca y la insuficiencia cardíaca. Específicamente, la solución salina rica en hidrógeno (HRS) disminuyó significativamente la inflamación y la apoptosis causadas por la lesión por isquemia/reperfusión miocárdica. Esto podría atribuirse a su capacidad para activar la mitofagia mediada por PINK1/Parkin. [15]. Además, la inhalación de bajas concentraciones de gas H2 (2%) mejoró el aturdimiento del miocardio en modelos porcinos. Cuando la concentración se aumentó al 4%, se produjo una reducción significativa del tamaño de los infartos de miocardio. [16].
Además, el tratamiento crónico con HRS disminuyó eficazmente la hipertrofia ventricular izquierda en ratas. Inhibió la activación de NF-κB y las citocinas proinflamatorias asociadas, por lo tanto, redujo la fibrosis intersticial inducida por sobrecarga de presión y disminuyó la disfunción cardíaca. [17]. Estos hallazgos resaltan aún más el potencial del gas H2, o HRS, para usarse terapéuticamente para la protección contra diversos trastornos cardiovasculares.
2.2 Los efectos del H2 en los vasos sanguíneos
El envejecimiento vascular contribuye significativamente a la aparición de enfermedades cardiovasculares (ECV). Estos cambios relacionados con la edad se deben a varios factores, incluida la disfunción endotelial, la inflamación y la calcificación en las células del músculo liso vascular (VSMC) [18, 19]. Al consumir agua rica en hidrógeno, se disminuyen los niveles de lipoproteínas de baja densidad (LDL) oxidadas, o colesterol “malo”, y se mejoran los de lipoproteínas de alta densidad (HDL), o colesterol “bueno”. Además, ayuda a regular el metabolismo de la glucosa [20, 21]. Se cree que uno de los mecanismos para esto es la capacidad del hidrógeno para reducir el estrés oxidativo, suprimir la inflamación, conservar la función mitocondrial y modular la biodisponibilidad del óxido nítrico. Estos cambios se documentaron en estudios con ratas hipertensas que demostraron que beber agua rica en hidrógeno ofrece protección contra el deterioro vascular relacionado con la edad al mejorar la sensibilidad barorrefleja. [22]. Por lo tanto, el agua rica en hidrógeno tiene el potencial de ser una terapia preventiva contra las enfermedades cardiovasculares relacionadas con la edad.
2.3 Los efectos del H2 sobre la enfermedad pulmonar
La fibrosis pulmonar idiopática (FPI) y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) se consideran enfermedades de envejecimiento acelerado y exhiben las características clásicas del deterioro pulmonar relacionado con la edad. [23]. Como cuarta causa de muerte en todo el mundo, la prevalencia de la EPOC está aumentando, especialmente entre las poblaciones de mayor edad. [24]. La hidrogenoterapia (H2T) puede ofrecer un tratamiento novedoso y eficaz para la EPOC con efectos antiinflamatorios, antioxidantes y antiapoptóticos. En experimentos con animales, se ha demostrado que el H2T alivia significativamente los síntomas relacionados con la EPOC causados por la exposición al humo del cigarrillo. Además, reduce la remodelación de las vías respiratorias pequeñas y la hiperplasia de células caliciformes en el epitelio traqueal y disminuye en gran medida las células inflamatorias en el líquido de lavado broncoalveolar (BALF). [25, 26]. De manera similar, en estudios clínicos se encontró que la inhalación de vapor que contenía hidrógeno al 2,4% mezclado con gas durante un período de 45 minutos atenuó el estado inflamatorio en pacientes con asma y EPOC. [27]. Estos hallazgos preclínicos respaldan que H2T sea una opción de tratamiento potencialmente viable para las enfermedades pulmonares asociadas con el envejecimiento acelerado.
2.4 Los efectos del H2 sobre las enfermedades metabólicas
La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y la fibrosis pulmonar idiopática (FPI) se consideran enfermedades de envejecimiento acelerado y exhiben las características clásicas del deterioro pulmonar relacionado con la edad. Como una de las principales causas de muerte en todo el mundo, la prevalencia de la EPOC está aumentando, particularmente entre las poblaciones de mayor edad. La hidrogenoterapia (H2T) puede ofrecer un tratamiento novedoso y eficaz para la EPOC con efectos antiinflamatorios, antioxidantes y antiapoptóticos. Investigaciones recientes han destacado los beneficios potenciales del consumo de agua rica en hidrógeno (H2) para ayudar a mitigar los síntomas de la DM (diabetes mellitus). Esto se observó principalmente en ratones macho db/db, que mostraron niveles mejorados de obesidad, hiperglucemia y triglicéridos plasmáticos cuando bebían H2 durante períodos prolongados.
Además, la glucosa en sangre en ayunas se redujo significativamente debido al consumo de H2, como se observa con la restricción de la dieta. Se descubrió que los mecanismos moleculares subyacentes a estas mejoras implican una mayor expresión del factor de crecimiento de fibroblastos hepáticos 21 (FGF21), una hormona con funciones relacionadas con el gasto de ácidos grasos y glucosa. [28]. Esto indica que el H2 podría beneficiar la resistencia a la insulina y sus trastornos asociados, como la DM, a nivel celular al reducir el estrés oxidativo y aumentar los sistemas de defensa antioxidantes. Por tanto, es posible compensar parcialmente los problemas de salud relacionados con la edad mediante suplementos dietéticos como el H2.
Conclusión
El siglo XXI ha visto un auge espectacular en muchos aspectos de la vida, lo que sin duda es cierto en el caso de la medicina moderna. Los avances tecnológicos nos han permitido abordar problemas que antes se consideraban intratables, como las enfermedades intratables y el envejecimiento. Ahora estamos viendo el surgimiento del gas H2 como una “molécula filosófica” que ofrece posibles soluciones a algunos de estos problemas. [29]. Los estudios han indicado que el H2 tiene un buen perfil de seguridad cuando se administra correctamente y ahora se usa solo o en sinergia con otros tratamientos para ayudar a combatir diversas afecciones. Sus efectos potenciales sobre el envejecimiento son fascinantes debido a su capacidad para modular la autofagia, mTOR, mitocondrias y apoptosis, entre otros. Aunque se necesita más investigación para determinar cómo el H2 afecta el proceso de envejecimiento, sus efectos positivos en la salud crónica lo convierten en una perspectiva alentadora para tratar enfermedades relacionadas con la edad y prolongar una vida saludable. La esperanza es que en los próximos años podamos aprovechar el gas H2 para reducir el sufrimiento de dolencias relacionadas con la edad y mejorar la calidad de vida de las personas en todo el mundo. Sin duda, esto supondría un avance significativo para la medicina moderna y proporcionaría optimismo para el futuro.