Водородная вода
Мы живем в эпоху, когда забота о благополучии и здоровом образе жизни становятся всё более приоритетными. В связи с этим активно развиваются новые и популярные тренды, направленные на улучшение самочувствия и качества жизни. Одним из таких трендов является использование водородной воды – уникального продукта, привлекающего внимание ученых со всего мира. Водородная вода стала объектом изучения в различных областях науки. Ее популярность набирает обороты благодаря непрерывному проведению научных исследований, результаты которых подтверждают положительное влияние молекулярного водорода на организм. Интерес к водородной воде растет и среди потребителей, которые стремятся понять, какие выгоды она может принести их собственному здоровью.
В этом обзоре мы рассмотрим все, что вам нужно знать о водородной воде, процессе ее производства и удивительных терапевтических свойствах.
Что такое водородная вода и чем она отличается от обычной?
Водородная вода, также известна как Hydrogen Rich Water (HRW) или Hydrogen Water, и представляет собой питьевую воду, обогащенную чистым газообразным молекулярным водородом (H2).
Отличительной особенностью водородной воды является то, что молекулы водорода Н2 растворяются в ней, не вступая в химическую реакцию с молекулами воды. Таким образом, формула воды (H2O) остается неизменной, даже с учетом растворенного в ней водорода, который содержится в воде в чистом молекулярном виде.
Формулу водородной воды можно представить как H2O + H2 = H2 + H2O
Молекулярный водород растворяется в воде, образуя воду с повышенной концентрацией водорода, который играет важную роль в регуляции многих физиологических процессов в организме. Основное отличие водородной воды от обычной заключается в её структуре и свойствах. Водородный кластер воды (H2O-H2) формирует более стабильные молекулы, что позволяет им проникать в митохондрии клеток, нейтрализовать свободные радикалы, предотвращая эффект окислительного стресса и снижая воспалительные процессы. Поэтому водородная вода считается мощным антиоксидантом.
Как получить водородную воду из обычной?
Для насыщения питьевой воды молекулярным водородом существуют два основных метода: электролиз воды и сатурация воды газом.
Электролиз воды — это химический процесс, при котором вода разлагается на отдельные составляющие, используя электрический ток. В результате этого процесса образуются два компонента воды — водород и кислород. Процесс электролиза воды происходит в специальной электролизной ячейке, содержащей два электрода — положительный (анод) и отрицательный (катод), погруженные в воду или водный раствор. Анод и катод обычно изготавливаются из различных материалов, чтобы улучшить эффективность процесса. Когда применяется электрический ток, происходит окислительно-восстановительная реакция. На аноде идет окисление, при котором освобождаются ионы кислорода (O2-) и электроны. На катоде происходит восстановление, где электроны восстанавливают ионы водорода (H+), образуя молекулы водорода (H2).
Второй метод — сатурация или инфузия воды водородом. Сатурация воды водородом означает достижение максимальной концентрации водорода в воде при определенной температуре и давлении, применяется в больших промышленных моделях и водородных кулерах. В этом случае водород производится отдельно и под давлением подается в питьевую воду.
Процесс производства водородной воды связан с применением специальных приборов, которые обеспечивают электролиз. В результате электролиза в воде образуется молекулярный водород, который затем растворяется и обогащает воду молекулами водорода. Применение генераторов водородной воды для электролиза, стали одной из инновационных технологий, популярность которой в последние годы активно возрастет.
Механизм действия молекулярного водорода на организм человека
.Молекулярный водород, оказывает положительное влияние на биологические и биохимические процессы в организме. Он обладает антиоксидантными свойствами, нейтрализуя вредные свободные радикалы, молекулярный водород защищает клетки от окислительного стресса. Кроме того, водород обладает противовоспалительными, антиаллергическими, антиапоптозными и антиэйджинговыми свойствами. Эти свойства делают водородную воду потенциально полезной в поддержании здоровья и предотвращении развития различных заболеваний.
Антиоксидантный эффект водорода (H2)
Основная роль молекулярного водорода в организме заключается в его селективных антиоксидантных свойствах и защите клеток от окислительного стресса.
Ранее антиоксиданты, несмотря на многочисленные подтверждения связи заболеваний с окислительными повреждениями клеток и тканей, имели ограниченное применение в терапевтической практике. Многие из них, прошедшие клинические испытания, оказались малоэффективными в предотвращении рака, инфаркта миокарда, атеросклероза и других связанных с окислительным стрессом заболеваний. Кроме того, некоторые антиоксиданты проявляли высокую токсичность, что ограничивало их использование до узких терапевтических доз. Таким образом, сохранялась необходимость поиска эффективных антиоксидантов без побочных эффектов.
Антиоксиданты — это важные соединения, которые помогают бороться с окислительным стрессом. Важно понимать, что окислительный стресс выполняет двойственную роль в нашем организме. С одной стороны, гидроксильные радикалы (•ОН), причиняют разрушительные повреждения клеткам в процессе реперфузии. С другой стороны, окисленные формы кислорода, такие как •О2– и Н2О2, в малых концентрациях являются важными сигнальными компонентами, которые помогают организму справляться с окислительным стрессом и регулировать различные процессы в клетках, такие как апоптоз (программированная клеточная смерть), пролиферация (деление клеток) и дифференциация (специализация клеток).
Идеальный антиоксидант должен эффективно бороться с окислительным стрессом, но при этом не вмешиваться в редокс-гомеостаз и не нарушать нормальную функцию сигнальных компонентов, таких как •О2– и Н2О2. Таким идеальным селективным антиокислителем многие исследователи считают молекулярный водород Н2. Он обладает способностью удалять сильные окислители, особенно гидроксильный радикал (•ОН), при этом не влияя на функционирование других важных сигнальных компонентов.
- Свободные радикалы — это активные молекулы кислорода, образующиеся в результате жизнедеятельности организма. Они имеют неспаренный электрон, поэтому пытаются добыть его, разрушая другие молекулы. В нормальном количестве свободные радикалы являются неотъемлемой частью биохимических процессов, ежедневно происходящих в организме.
Молекулярный водород – это элемент, который привлекает к себе пристальное внимание исследователей, именно своей селективной антиоксидантной активностью. Он действует специфично и избирательно, обезвреживая только высокотоксичные и агрессивные гидроксильные радикалы (•ОН) и пероксинитриты (ONOO−), которые могут неконтролируемо вступать в реакции с нуклеиновыми кислотами, липидами и белками, вызывая фрагментацию ДНК, перекисное окисление липидов и инактивацию белков. Однако, водород не вмешивается в нормальное функционирование физиологически значимых сигнальных радикалов и сохраняет их нормальную активность. Это важное отличие делает водород уникальным среди других антиоксидантов, которые часто не обладают такой избирательностью по отношению к разным радикалам.
Исследования доктора S. Ohta, проведенные в 2011 и 2014 годах, показали, что водород значительно снижает уровень гидроксильных радикалов в клетках, но при этом не влияет на уровни других радикалов, таких как •О2–, Н2О2 и •NO. Окислительная активность гидроксильного радикала •ОН позволяет ему реагировать с инертной молекулой водорода Н2, в то время как значительно более низкая окислительная активность •О2– , Н2 О2 и •NO для реакций с Н2 недостаточна. Следовательно, водород может уменьшать окислительный стресс и корректировать окислительно-восстановительный статус клеток.
Противовоспалительные свойства водорода (H2)
Молекулярный водород демонстрирует способность уменьшать воспалительные процессы в организме. Он может ингибировать производство простагландинов и других воспалительных медиаторов, таких как цитокины (интерлейкин-1β и фактор некроза опухоли альфа TNF-α). Исследование на животных с аутоиммунными заболеваниями показало, что водородная вода сокращает уровень TNF-α и улучшает состояние суставов.
Снижение уровня воспалительных медиаторов помогает снизить интенсивность воспаления и связанные с ним симптомы. Это важно, поскольку хроническое воспаление является фактором риска для многих хронических заболеваний, включая сердечно-сосудистые, нейродегенеративные, и иммунные заболевания.
Антиаллергические свойства водорода (H2)
Молекулярный водород может оказывать благотворное влияние на реакции иммунной системы, связанные с аллергией и астмой, так как уменьшает активность иммунных клеток, ответственных за аллергическую реакцию. Согласно исследованию, опубликованному в статье «Hydrogen Attenuates Allergic Inflammation by Reversing Energy Metabolic Pathway Switch,» молекулярный водород обладает потенциальными антиаллергическими свойствами, способными смягчить аллергические реакции в организме.
В ходе исследования было обнаружено, что молекулярный водород обратно влияет на переключение энергетических метаболических путей в организме, вызванные аллергической реакцией. При аллергии обычно происходит сдвиг к гликолизу в клетках, что способствует развитию воспаления и усиливает аллергические симптомы. Молекулярный водород обладает способностью нейтрализовать этот эффект, возвращая энергетические пути обратно к окислительному фосфорилированию (метаболический путь, при котором энергия, образовавшаяся при окислении питательных веществ, запасается в митохондриях клеток в виде АТФ), что помогает снизить воспалительные процессы. Дополнительно, исследование выявило, что молекулярный водород оказывает иммуномодулирующее действие, способствуя балансу иммунной системы и снижая чувствительность к аллергенам. Это позволяет снизить вероятность возникновения аллергических реакций и их симптомов.
Преимущества молекулярного водорода как антиаллергического средства проявляются в его безопасности и минимальных побочных эффектах. По сравнению с традиционными антиаллергическими лекарствами, которые могут вызывать сонливость и другие неприятные ощущения, молекулярный водород демонстрирует высокую переносимость и отсутствие токсичности.
Антиапоптозные свойства водорода (H2)
Молекулярный водород благотворно влияет на клетки и ткани через механизм антиапоптоза, который является важным процессом в поддержании жизнеспособности клеток и предотвращении их гибели. Апоптоз – это форма программированной клеточной смерти, играющая ключевую роль в различных физиологических процессах, таких как развитие органов, устранение поврежденных или ненужных клеток и регуляции работы иммунной системы.
Однако, окислительный стресс, вызванный накоплением свободных радикалов и перекисных соединений в клетках, может способствовать активации апоптоза и дальнейшему повреждению клеток. Молекулярный водород, как антиоксидант, способен нейтрализовать и удалять эти окислители, что предотвращает повреждение ДНК, липидов и белков, и в конечном итоге снижает активацию апоптоза.
Впервые антиапоптотическое действие молекулярного водорода было обнаружено учеными в 2008 году, при изучении воздействия на поврежденные ткани у крыс с моделью гипоксии–ишемии. Вдыхание низких концентраций водорода снижало активность ферментов каспазы-3 и каспазы-12. Это открытие позволило предположить, что водород помогает предотвращать программированную клеточную смерть и способствует более успешной регенерации тканей после повреждений.
Антиэйджинговые свойства водорода (H2)
В последнее время активно изучается влияние молекулярного водорода на различные механизмы старения, связанные с окислительным стрессом: такие как деградация ДНК, упадок митохондрий и хромосомные аномалии. Так как молекулярный водород обладает сильными антиоксидантными свойствами он может нейтрализовать свободные радикалы, предотвращая окислительные повреждения и замедляя процессы старения.
Одним из основных механизмов старения считается процесс накопления окислительных повреждений в клетках организма. Окислительный стресс, вызванный свободными радикалами, способствует разрушению клеточных структур, включая ДНК, липиды и белки, что приводит к снижению жизнеспособности клеток и повышает риск развития возрастных заболеваний.
Исследования, подтверждающие антиэйджинговые свойства молекулярного водорода, в основном проводились на моделях животных и клеточных культурах. Например, эксперименты на дрожжах Saccharomyces cerevisiae показали, что водородная вода может продлить их жизнь, благодаря уменьшению окислительного стресса и активации генов, ответственных за долголетие.
Молекулярный водород способствует защите клеточных структур и поддержанию их функциональности, что также содействует замедлению процессов старения. В одном из исследований было обнаружено, что употребление водородной воды у мышей приводит к уменьшению уровня окислительного стресса в клетках мозга и сердца, а также улучшению функции митохондрий – клеточных органелл, отвечающих за энергетические процессы. Это может способствовать снижению риска развития нейродегенеративных заболеваний и сердечно-сосудистых проблем. Другие исследования показали, что молекулярный водород может оказывать защитное воздействие на кожу, предотвращая ее старение. Употребление водородной воды у добровольцев, страдающих пигментацией кожи и морщинами, привело к уменьшению глубины морщин и улучшению общего состояния кожи.
Способы употребления молекулярного водорода
Вода, обогащенная молекулярным водородом, стала объектом активного исследования в области молекулярной биологии и медицины. Н2 можно вводить в виде газа, в виде солевых имплантатов или инфузий, в виде растворов для местного применения или ванн, а также путем питья воды, обогащенной Н2. Этот последний метод является самым простым и наименее затратным методом введения. При применении водорода не возникает проблем с безопасностью; он уже много лет используется в газовых смесях для глубоководных погружений и в многочисленных клинических испытаниях без побочных эффектов. В научной литературе нет предупреждений о его токсичности или последствиях длительного воздействия.
Из нескольких способов употребления молекулярного водорода человеком одним из наиболее распространенных и перспективных является водородная вода. Преимущества приема молекулярного водорода в виде водородной воды:
Водородная вода обладает рядом уникальных характеристик, которые делают ее особенно привлекательной. Она не имеет запаха и привкуса, а благодаря наличию мелкодисперсных пузырей водорода придает воде мягкий «воздушный» вкус. Важно отметить, что молекулярный водород является инертным газом и не вступает в химические реакции с другими элементами.
Таким образом, водородная вода представляет собой эффективный, безопасный и доступный способ получения молекулярного водорода, что делает ее привлекательным средством для поддержания здоровья и предотвращения развития различных заболеваний. Его способность нейтрализовать свободные радикалы и предотвращать окислительные повреждения в клетках делает его перспективным средством для защиты от старения, возрастных заболеваний и улучшении качества жизни. Молекулярный водород доказал свою полезность и удобство в качестве нового антиоксиданта и модификатора генов.
Источники
- Ohta, S. Molecular hydrogen as a novel antioxidant: Overview of the advantages of hydrogen for medical applications. Methods in Enzymology, 2015; 555: 289-317.
- Ohta S. Recent progress toward hydrogen medicin: potential of molecular hydrogen for preventive and therapeutic application. Current Pharmaceutical Design. 2011; 17 (22): 2241-52
- Ohta S. Molecular hydrogen as a preventive and therapeutic medical gas: initiation, development and potential of hydrogen medicine. Pharmacology & Therapeutics. 2014; 144 (1): 1–11.
- Ohsawa I., Ishikawa M., Takahashi K., Watanabe M., Nishimaki K., Yamagata K., et al. Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nature Medicine. 2007; 13 (6): 688-94. https://www.nature.com/articles/nm1577
- Ge L., Yang M., Yang N.N., Yin X.X., Song W.G. Molecular hydrogen: a preventive and therapeutic medical gas for various diseases. Oncotarget. 2017; 8 (60): 102653–73. doi: 10.18632/oncotarget.21130 PMCID: PMC5731988 PMID: 29254278. Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2019; 98(4) 365
- Huang L. Molecular hydrogen: a therapeutic antioxidant and beyond. Med Gas Res.2016; 6 (4): 219-22. doi: 10.4103/2045-9912.196904. eCollection 2016 Oct-Dec.
- Nicolson G.L., de Mattos G.F., Settineri R., Costa C., Ellithorpe R., Rosenblatt S., La Valle J., Jimenez A. and Ohta S. Clinical effects of hydrogen administration: from animal and human diseases to exercise medicine. International Journal of Clinical Medicine. 2016; 7(1): 32-76. http://dx.doi.org/10.4236/ijcm.2016.71005
- Zhang Y., Sun Q., He B., Xiao J., Wang Z., Sun X. (2012). Anti-inflammatory effect of hydrogen-rich saline in a rat model of regional myocardial ischemia and reperfusion. International Journal of Cardiology, 148(1), 91-95. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20851484/
- Niu Y, Nie Q, Dong L, Zhang J, Liu SF, Song W, Wang X, Wu G, Song D. Hydrogen Attenuates Allergic Inflammation by Reversing Energy Metabolic Pathway Switch. Sci Rep. 2020 Feb 6;10(1):1962. doi: 10.1038/s41598-020-58999-0. PMID: 32029879; PMCID: PMC7005324. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32029879/
- Li H.M., Shen L, Ge J.W., Zhang R.F. The transfer of hydrogen from inert gas to therapeutic gas. Med Gas Res. 2018; 7 (4): 265-72. doi: 10.4103/2045-9912.222451. eCollection 2017 Oct-Dec.
- Hydrogen Molecular Biology and Medicine Xuejun Sun, Shigeo Ohta, Atsunori Nakao https://doi.org/10.1007/978-94-017-9691-0