Abstrakt:

Metabolický syndrom je charakterizován kardiometabolickými riziovými faktory, které zahrnují obezitu, inzulínovou rezistenci, hypertenzi a dyslipidémii. Je známo, že oxidační stres hraje hlavní roli v patogenezi metabolického syndromu. Cílem této studie bylo prověřit účinnost vody bohaté na vodík (1,5-2 L/den) v otevřené, 8týdenní studii na 20 subjektech s potencionálním metabolickým syndromem. Voda bohatá na vodík byla vyrobena umístěním kovové hořčíkové tyčinky do pitné vody (koncentrace vodíku 0,55-0,65 mM) následující chemickou reakcí: Mg+2H20>Mg (OH)₂+H2. Spotřeba vody bohaté na vodík po dobu 8 týdnů měla za následek 39% zvýšení (p<0,05) antioxidačního enzymu superoxidismutázy (SOD) a 43% snížení (p<0,05) látek reagujících na kyselinu thiobarbiturovou (TBARS) v moči. Dále subjekty prokázaly 8% zvýšení hladiny lipoproteinu o vysoké hustotě (HDL)-cholesterolu a 13% snížení celkového cholesterolu/HDL od výchozí hodnoty do týdne 4. Během 8týdenní studie nedošlo k žádné změně v hladinách glukózy nalačno. Závěrem lze říci, že pití vodíkové vody představuje potenciálně novou terapeutickou a preventivní strategii pro metabolický syndrom. Přenosná hořčíková tyčinka byla bezpečnou, snadnou a účinnou metodou dodávání vody bohaté na vodík pro každodenní spotřebu účastníky studie.

Úvod:

Metabolický syndrom je charakterizován konstelací metabolických a antropometrických abnormalit, mezi které patří nadváha, hyperglykémie, hypertenze, nízká koncentrace cholesterolu s vysokou hustotou lipoproteinů (HDL) a hypertriglyceridémie. Metabolické onemocnění zůstává ve Spojených státech vážným problémem a lidé s metabolickým syndromem jsou vystaveni zvýšenému riziku rozvoje kardiovaskulárního onemocnění a diabetu typu II.

Volné radikály a další reaktivní formy kyslíku (ROS) pocházejí buď z normálních základních metabolických procesů v lidském těle, nebo z vnějších zdrojů, jako je vystavení rentgenovému záření, ozónu, kouření cigaret, znečišťujícím látkám ve vzduchu a průmyslovým chemikáliím. Narušení rovnováhy mezi produkcí volných kyslíkových radikálů (nebo některých jiných radikálových druhů) a aktivitou antioxidačního systému ochrany způsobuje oxidační stres. Nedávné důkazy implikovaly oxidační stres v patogenezi metabolického syndromu. Oxidační stres a nutriční změny také přispívají k procesu stárnutí a mnoha onemocněním souvisejícím s věkem a mohou ovlivnit kardiovaskulární funkce tím, že buď zahrnují dlouhodobý rozvoj aterosklerózy, nebo způsobují okamžité poškození během srdečního infarktu nebo mrtvice. Typicky ROS reaguje s lipidy a způsobuje peroxidaci lipidů vedoucí k oxidační destrukci nenasycených mastných kyselin a poškození buněčných membrán s nepřímým poškozením dalších buněčných složek. Proto zmírnění oxidačního stresu může mít významný dopad na lidi ve stavu premetabolického syndromu.

Bylo zjištěno, že vodík má terapeutické antioxidační vlastnosti selektivním snížením cytotoxických ROS ve tkáních. Vzhledem k tomu, že vodík je plynná molekula, inhalovaný vodík může být snadnou strategií dodávání. Ačkoli je bezpečný při koncentraci nižší než jeho prahová hodnota 4,6 % ve vzduchu, translační použitelnost inhalovaného plynného vodíku je omezena na zdravotnická zařízení, protože se jedná o hořlavý plyn a nelze jej realisticky a bezpečně podávat. Orální příjem kapaliny obsahující vodík představuje nový a snadno přeložitelný způsob dodávání plynného vodíku. Předchozí studie na zvířatech spojovaly každodenní konzumaci vody bohaté na vodík, vytvořené bubláním nebo přímým kontaktem s plynným vodíkem, se sníženou aterosklerózou u myší s knockoutem apolipoproteinu E, zmírněním nefrotoxicity vyvolané cisplatinou, zlepšením mozku vyvolaného nedostatkem vitamínu C poranění a zabránil chronické nefropatii alograftu po transplantaci ledvin. Kromě toho byly v lidské studii popsány příznivé účinky konzumace vody bohaté na vodík v prevenci diabetu u dospělých a inzulínové rezistence.

Předpokládalo se, že perorální příjem vody bohaté na vodík generované pomocí hořčíkové tyčinky může snížit oxidační stres u lidských subjektů s potenciálním metabolickým syndromem. Vzhledem k tomu, že metabolický syndrom je onemocnění úzce spojené s návyky souvisejícími se životním stylem, může být ideální denní příjem vodíku prostřednictvím pitné vody pro lidi, aniž by to komplikovalo nebo měnilo jejich životní styl. Podání vody bohaté na vodík prostřednictvím přenosné hořčíkové tyčinky bylo považováno za bezpečný a proveditelný způsob podávání a bylo zkoumáno v otevřené studii na subjektech s potenciálním metabolickým syndromem.

Tato studie byla otevřenou pilotní studií prováděnou na jediném místě s 8týdenní léčebnou dobou. Dvacet subjektů ≥40 let, muži (10) a ženy (10), bylo zapsáno z existujících databází pacientů nebo prostřednictvím inzerátu. Aby se subjekty kvalifikovaly, musely mít jednu nebo více z následujících podmínek: index tělesné hmotnosti (BMI) mezi 25,0 a 34,9 kg/m2 , obvod pasu ≥100 cm u mužů a ≥88 cm u žen, před hypertenze (diastolický krevní tlak 80–89 mmHg a systolický krevní tlak 139 mmHg nebo nižší), prediabetes (plazmatická hladina glukózy nalačno od 5,2 do 6,9 mmol/l), celkový cholesterol >5,18 mmol/l a/nebo lipoprotein s nízkou hustotou (LDL) >2,59 mmol/l. Při screeningu subjekty poskytly písemný informovaný souhlas a byla přezkoumána kritéria pro zařazení a vyloučení, anamnéza a předchozí užívání souběžných léků.

Od subjektů se požadovalo, aby byly hmotnostně stabilní (po dobu 3 měsíců před studií) a subjekty, které byly kuřáky, byly vyzvány, aby neměnily své kuřácké návyky. Od subjektů bylo požadováno, aby tři týdny před randomizací a během studie přestaly užívat jiné přírodní produkty pro zdraví a během studie si udržely současnou úroveň fyzické aktivity a stravovacích návyků. Subjekty byly vyloučeny z účasti, pokud byly těhotné, kojily nebo plánovaly otěhotnět, měly nekontrolovanou hypertenzi nebo v anamnéze diagnostikované onemocnění nebo stav včetně diabetu (typu I nebo II), kardiovaskulárního onemocnění, rakoviny, onemocnění ledvin a/nebo jater, anamnézu psychiatrické poruchy nebo zneužívání drog/alkoholu, užíval léky na předpis nebo volně prodejné přípravky pro vazodilataci, erektilní dysfunkci, úbytek hmotnosti a/nebo hypercholesterolémii, užívání antikoagulancií nebo se účastnil klinického výzkumného hodnocení během 30 dnů před randomizací.

Tato studie byla provedena ve společnosti KGK Synergize, Inc., London ON, Kanada. Studie byla provedena v souladu s pokyny pro správnou klinickou praxi a etickými zásadami Helsinské deklarace (2000). Protokol studie a materiály byly schváleny Institutional Review Board Services (Aurora, Ontario) a všechny subjekty daly před účastí písemný informovaný souhlas.

 K výrobě vodíku byl použit plastový obal z kovového hořčíku (čistota 99,9 %) a přírodních kamenů v polypropylenových nádobách v kombinaci s keramikou (Doktor SUISOSUI®, Friendear, Tokio, Japonsko). Produkt byl schopen generovat vodík, když byl umístěn do pitné vody následující chemickou reakcí; Mg + 2H20 -> Mg (OH) 2 + H2. Vodíkové tyčinky byly vydány na začátku a v týdnu 4 a použité tyčinky byly odebrány v týdnu 4 a týdnu 8 a byla vypočtena kompliance.

V retrospektivní studii provedené na University of Pittsburgh, v prostředí podobném studijním postupům použitým v současné studii, byla koncentrace vodíku v láhvi s vodou postupně monitorována pomocí senzoru vodíkové jehly (DHS-001, ABLE, Tokio, Japonsko). Bylo stanoveno, že koncentrace vodíku byla udržována mezi 0,55 a 0,65 mM a pH mezi 7,9 a 8,1 po dobu 12 až 36 hodin. Při sledování dvakrát denně v týdenních intervalech po dobu 4 týdnů bylo dále zdokumentováno, že hořčíková tyčinka udržovala koncentraci vodíku v lahvích s vodou po požadovanou délku studie. Koncentrace hořčíku a vápníku ve vodě byla také měřena pomocí standardní testovací metody (ASTM D511-09, ASTM International, West Conshohocken, PA, provedená na University of Pittsburgh) a bylo zjištěno, že je <1,0 mg/l a <1,0 mg. /L.

Subjektům byly poskytnuty 500 ml lahve s pitnou vodou a byly instruovány, aby na konci každého dne umístily dvě hořčíkové tyčinky do každé z pěti lahví vody v rámci přípravy na konzumaci následující den. Účastníci byli požádáni, aby vypili 300–400 ml z první lahvičky každé ráno, hodinu před snídaní; 300–400 ml z láhve dvě, hodinu před obědem; 300–400 ml z lahvičky tři, dvě hodiny po obědě; 300–400 ml ze čtvrté láhve, hodinu před večeří; a 300–400 ml z lahvičky pět, půl hodiny před spaním podle pokynů uvedených ve formuláři informovaného souhlasu. Subjekty byly instruovány, aby znovu použily hořčíkové tyčinky tak, že je po použití přenesly do nové láhve s vodou. V souhrnu se očekávalo, že subjekty budou konzumovat 300–400 ml vody bohaté na vodík 5krát denně při celkové minimální spotřebě 1500 ml (1,5 l) až po maximální spotřebu 2 000 ml (2,0 l).

VÝSLEDEK:

Všechny subjekty dokončily léčbu s průměrnou shodou 98,7 ± 3,3 a byly zahrnuty do analýzy. Základní demografické údaje subjektů jsou uvedeny v tabulce 1. Do studie byli zařazeni ti, kteří byli prehypertenzní (n = 3), prediabetičtí (n = 7) a měli celkový cholesterol >5,18 mmol/l (n= 12), LDL-c >2,59 mmol/l (n= 17), BMI 25–34,9 (n = 10) a/nebo kuřáků (n = 4). Všechny subjekty vykazovaly průměrné normální klinické hladiny základních biometrických parametrů, klinické chemie a hematologie.

Data ukázala, že subjekty konzumující vodu bohatou na vodík po dobu 8 týdnů vykazovaly významně zvýšené hladiny SOD od výchozí hodnoty do týdne 8, což naznačuje, že voda bohatá na vodík je schopna vyvolat aktivitu SOD. Ačkoli podrobné mechanismy nejsou definovány, zvýšení hladin SOD korelovalo s klesajícími trendy v hladinách 8-OHdG, což podpořilo hypotézu, že oxidační stres se snižuje konzumací vody bohaté na vodík.

*SOD- superoxiddismutáza-> důležitý přirozený, tedy tělu vlastní enzym a antioxidant. SOD účinně zháší superoxidový radikál a přeměňuje ho na méně toxický peroxid vodíku. I peroxid vodíku je dále rozkládán dalšími enzymy, především katalázou. SOD je proto významným antioxidantem chránícím buňky v těle vystavené kyslíku.

Studii si lze přečíst zde