Visual Field Test Logo

Molekulārais ūdeņradis un redoks-signalizācija acu neiroprotekcijā

•9 min lasīŔana
Audio raksts
Molekulārais ūdeņradis un redoks-signalizācija acu neiroprotekcijā
0:000:00
Molekulārais ūdeņradis un redoks-signalizācija acu neiroprotekcijā

Ievads

Acu slimÄ«bas, piemēram, glaukoma, diabētiskā retinopātija un ar vecumu saistÄ«ta makulas deÄ£enerācija, saista kopÄ«gs vaininieks: oksidatÄ«vais stress, ko izraisa kaitÄ«gās reaktÄ«vās skābekļa sugas (ROS). PārmērÄ«gs ROS daudzums var bojāt DNS, lipÄ«dus un proteÄ«nus tÄ«klenē un redzes nervā, izraisot redzes zudumu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Molekulārais Å«deņradis (Hā‚‚) ir parādÄ«jies kā unikāla antioksidantu terapija. Hā‚‚ ir sÄ«ka, bezgarŔīga gāze, kas viegli iekļūst Ŕūnu membrānās un acu barjerās (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tas selektÄ«vi neitralizē tikai toksiskākās ROS (piemēram, hidroksilradikāļus •OH un peroksinitrÄ«tu ONOO⁻), vienlaikus atstājot neskartas normālas signālizācijas ROS (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tādējādi Hā‚‚ atjauno Ŕūnu redoks-lÄ«dzsvaru, nebloķējot labvēlÄ«gos bioÄ·Ä«miskos signālus. Turklāt Hā‚‚ var aktivizēt aizsardzÄ«bas ceļus – piemēram, tas pastiprina antioksidantu enzÄ«mu (superoksÄ«da dismutāzes, katalāzes, glutationa sistēmas) ekspresiju, izmantojot Nrf2 signalizāciju, un nomāc pro-iekaisuma faktorus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Å Ä«s Ä«paŔības liecina, ka Hā‚‚ varētu aizsargāt tÄ«klenes neironus (un redzes nervu), modulējot redoks-signalizāciju oftalmoloÄ£iskajos audos.

Hā‚‚ darbÄ«bas mehānismi acu audos

Hā‚‚ terapeitiskā pievilcÄ«ba slēpjas tā fizikālajās Ä«paŔībās. Kā mazākā molekula, tas ātri difundē caur audiem un biobarjerām (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Piemēram, ieelpots Hā‚‚ vai ar Å«deņradi bagātināts Å«dens (HRW) ātri paaugstina Hā‚‚ lÄ«meni asinÄ«s un acÄ«s. Iekļuvis Ŕūnās, Hā‚‚ ā€œuzsÅ«cā€ ļoti reaktÄ«vus radikāļus. AtŔķirÄ«bā no vispārējiem antioksidantiem, Hā‚‚ neneselektÄ«vi neattÄ«ra visas ROS – tas reaģē galvenokārt ar spēcÄ«gākajiem oksidantiem (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tas nozÄ«mē, ka normāla ROS signalizācija (nepiecieÅ”ama Ŕūnu funkcijai) tiek saglabāta, kamēr kaitÄ«gie radikāļi tiek detoksificēti. Praksē pētÄ«jumi liecina, ka Hā‚‚ samazina oksidatÄ«vos biomarÄ·ierus (piemēram, 4-hidroksinonenālu un malondialdehÄ«du) un iekaisuma mediatorus acu Ŕūnās un audos.

SvarÄ«gi, ka Hā‚‚ arÄ« modulē signalizācijas ceļus. Ir pierādÄ«ts, ka tas aktivizē galveno antioksidantu regulatoru Nrf2 (pastiprinot Ŕūnu aizsardzÄ«bu) un inhibē iekaisuma kaskādes (piemēram, nomācot NF-ĪŗB un pro-iekaisuma citokÄ«nus) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). AcÄ« tas nozÄ«mē samazinātu mikroglie aktivāciju un Ŕūnu nāvi pēc traumas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). ÄŖsumā, Hā‚‚ darbojas kā maigs, ā€œregulējamsā€ antioksidants, kas maina redoks-vidi un gēnu ekspresiju aizsardzÄ«bas virzienā.

Eksperimentālā acu neiroprotekcija

PieaugoÅ”ais pētÄ«jumu skaits ar dzÄ«vniekiem apstiprina Hā‚‚ neiroprotektÄ«vo lomu acÄ«. Žurku glaukomas modeļos (piemēram, akÅ«tas intraokulārā spiediena lēkmes) Hā‚‚ ārstēŔana konsekventi saglabāja tÄ«klenes neironus. Piemēram, vienā pētÄ«jumā žurkām tika nepārtraukti dotas ar Hā‚‚ bagātinātas acu pilieni spiediena izraisÄ«tas iŔēmijas laikā, un tika konstatēts, ka stiklveida Ä·ermeņa Hā‚‚ lÄ«menis strauji paaugstinājās. Å Ä« iejaukÅ”anās nomāca I/R izraisÄ«to oksidatÄ«vo stresu un strauji samazināja tÄ«klenes ganglija Ŕūnu (RGC) apoptozi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). LÄ«dzÄ«gi, ar Å«deņradi bagātināta fizioloÄ£iskā Ŕķīduma (HRS) intraperitoneāla injekcija žurkām ierobežoja tÄ«klenes DNS oksidāciju un mazināja PARP-1 (DNS laboÅ”anas enzÄ«ms, kas var izraisÄ«t Ŕūnu nāvi) pārmērÄ«gu aktivāciju. Rezultātā pēc traumas nomira mazāk RGC (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Citā eksperimentā Hā‚‚ gāzes ieelpoÅ”ana vienu stundu dienā (7 dienas) ievērojami samazināja RGC zudumu žurku tÄ«klenes iŔēmijas-reperfÅ«zijas modelÄ« (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). JāatzÄ«mē, ka mērÄ«tie iekaisuma mediatori (IL-1β, TNF-α) un oksidatÄ«vie blakusprodukti (4-HNE) bija daudz zemāki ar Hā‚‚ ārstētās acÄ«s (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Å ie atklājumi uzsver, ka Hā‚‚ var mazināt oksidatÄ«vās un iekaisuma kaskādes, kas ir glaukomas neirodeÄ£enerācijas pamatā.

Papildus ar spiedienu saistÄ«tām traumām, Hā‚‚ ir parādÄ«jis ieguvumus citos acu modeļos. Diabēta slimniekiem lÄ«dzÄ«gām grauzējiem, orālais Hā‚‚ Å«dens uzlaboja patoloÄ£isku tÄ«klenes asins plÅ«smu un samazināja gliozi un oksidatÄ«vā stresa marÄ·ierus. Hā‚‚ arÄ« aizsargāja fotoreceptorus tÄ«klenes deÄ£enerācijas modeļos (piemēram, zilās gaismas vai toksiskas traumas dēļ), samazinot lipÄ«du peroksidāciju un apoptozes signālus. Kopumā Å”ie pētÄ«jumi ar dzÄ«vniekiem liecina, ka Hā‚‚ var saglabāt neirālās struktÅ«ras glaukomas un ar to saistÄ«tos acu apstākļos, bloķējot oksidatÄ«vos bojājumus un iekaisumu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Klīniskie novērojumi un nelieli pētījumi

Cilvēku dati par acu Hā‚‚ terapiju tikai parādās. Lielu glaukomas pētÄ«jumu vēl nav, taču sākotnējie ziņojumi parāda gan solÄ«jumus, gan piesardzÄ«bu. Vienā randomizētā krosoverpētÄ«jumā ar veseliem pieauguÅ”ajiem salÄ«dzināja 1,26 litru HRW akÅ«tu uzņemÅ”anu ar parastu Å«deni. Abi dzērieni izraisÄ«ja nelielu, bet nozÄ«mÄ«gu intraokulārā spiediena (IOP) pieaugumu, kas, visticamāk, atspoguļo Ŕķidruma uzņemÅ”anu un parasimpātiskos efektus (www.prolekare.cz). SvarÄ«gi, ka IOP pieaugums bija lÄ«dzÄ«gs starp Hā‚‚ Å«deni un parasto Å«deni – lai gan Hā‚‚ Å«dens izraisÄ«ja, ka vairāk indivÄ«du piedzÄ«voja klÄ«niski ievērojamus lēcienus (www.prolekare.cz). Autori brÄ«dināja, ka, paradoksāli, liela apjoma HRW malkoÅ”ana var Ä«slaicÄ«gi paaugstināt IOP tāpat kā parastais Å«dens (www.prolekare.cz). Tas liecina par piesardzÄ«bu: pacientiem ar glaukomu vai acu hipertensiju jāuzrauga IOP, ja tiek lietots Hā‚‚ Å«dens (Ä«paÅ”i lielās devās), kamēr nav zināms vairāk.

PozitÄ«vi ir tas, ka agrÄ«nie maza mēroga pētÄ«jumi liecina par redzes uzlaboÅ”anos deÄ£eneratÄ«vu acu slimÄ«bu gadÄ«jumā. 2023. gada pilotpētÄ«jumā ar retinÄ«ta pigmentosa (RP) pacientiem dalÄ«bnieki četras nedēļas dzēra HRW (400–500 ml divas reizes dienā). Pētnieki novēroja pieticÄ«gu, bet statistiski nozÄ«mÄ«gu labāk koriģētās redzes asuma uzlaboÅ”anos pēc Hā‚‚ terapijas (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Detalizēta tÄ«klenes testēŔana (elektroretinogrammas) parādÄ«ja augstākas amplitÅ«das atbildes dažādos apstākļos pēc ārstēŔanas, norādot uz nostiprinātu fotoreceptoru un iekŔējās tÄ«klenes funkciju (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). TurpretÄ« netika novērotas izmaiņas IOP vai tÄ«klenes biezumā, kas liecina, ka efekts bija funkcionāls. Lai gan nepārbaudÄ«ts un Ä«stermiņa, Å”is pētÄ«jums liecina, ka Hā‚‚ varētu smalki uzlabot tÄ«klenes funkciju hroniskas deÄ£enerācijas gadÄ«jumā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).

Cits izpētes pētÄ«jums bija vērsts uz sausās acs slimÄ«bu, stāvokli ar virsmas iekaisumu. Nelielā krosoverpētÄ«jumā veseli pieauguÅ”ie saņēma Hā‚‚ ražojoÅ”u uztura bagātinātāju (vai kontroli) un tika novērtēti vairāku stundu laikā. Hā‚‚ ārstēŔana ievērojami stabilizēja asaru plēvÄ«ti (ilgāks pārrāvuma laiks) un samazināja sausās acs simptomus salÄ«dzinājumā ar kontroli (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Hā‚‚ arÄ« strauji palielināja asaru sekrēciju normālām pelēm un novērsa asaru zudumu sausās acs peles modelÄ« (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Å ie rezultāti liecina, ka Hā‚‚ pretiekaisuma iedarbÄ«ba var uzlabot acu virsmas hidratāciju (saistÄ«ta neiroprotekcijas forma radzenes nerviem un dziedzeriem).

Rezumējot, sākotnējie pētÄ«jumi ar cilvēkiem ir iedroÅ”inoÅ”i, taču ierobežoti. Izņemot nepiecieÅ”amo piezÄ«mi par IOP lēkmes ar lielu Å«dens uzņemÅ”anu (www.prolekare.cz) (www.prolekare.cz), maza mēroga pētÄ«jumi ir ziņojuÅ”i par nelieliem redzes funkcijas uzlabojumiem RP gadÄ«jumā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) un labākiem asaru rādÄ«tājiem sausās acs gadÄ«jumā (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Å ajos Ä«stermiņa pētÄ«jumos netika novērotas nopietnas blakusparādÄ«bas. Joprojām ir nepiecieÅ”ami plaŔāki kontrolēti pētÄ«jumi (glaukomas vai redzes nerva neiropātiju gadÄ«jumā), lai apstiprinātu efektivitāti.

Sistēmiskie pretnovecoÅ”anās un metaboliskie pierādÄ«jumi

Hā‚‚ potenciāls acÄ« atspoguļojas plaŔākos pretnovecoÅ”anās un vielmaiņas pētÄ«jumos. OksidatÄ«vais stress un hronisks iekaisums ir novecoÅ”anās un metaboliskā sindroma raksturÄ«gās pazÄ«mes, un Hā‚‚ ir testēts Å”ajos kontekstos. Piemēram, 24 nedēļu randomizētā pētÄ«jumā ar pacientiem ar metabolisko sindromu (aptaukoÅ”anās, dislipidēmija, hipertensija) tika dots augstas devas HRW (>5,5 mmol/dienā). SalÄ«dzinājumā ar placebo, Hā‚‚ grupā tika novērots zemāks triglicerÄ«du un ZBL holesterÄ«na lÄ«menis, samazināta kopējā/ABL holesterÄ«na attiecÄ«ba un samazināti iekaisuma un lipÄ«du peroksidācijas marÄ·ieri (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ievērojami, ārstētajiem pacientiem bija arÄ« neliels Ä·ermeņa masas indeksa un vidukļa apkārtmēra samazinājums, kā arÄ« 12% samazinājums tukŔā dūŔā glikozes lÄ«menÄ« (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Å ie sistēmiskie ieguvumi atspoguļo to, kas varētu bÅ«t nepiecieÅ”ams, lai laika gaitā aizsargātu asinsvadu un nervu audus.

NovecoÅ”anās pētÄ«jumos daži pierādÄ«jumi liecina pat par molekulāra lÄ«meņa efektiem. Randomizētā pilotpētÄ«jumā ar veseliem gados vecākiem pieauguÅ”ajiem regulāra HRW lietoÅ”ana nelielā mērā pagarināja leikocÄ«tu telomērus (par ~4%) un labvēlÄ«gi mainÄ«ja DNS metilēŔanas modeļus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tā kā telomēri samazinās ar oksidatÄ«vo stresu un novecoÅ”anos, Ŕīs izmaiņas liecina, ka Hā‚‚ var mazināt sistēmisku oksidatÄ«vo bojājumu un Ŕūnu novecoÅ”anos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Šādi atklājumi stiprina ideju, ka Hā‚‚ terapija varētu plaÅ”i novērst vielmaiņas/iekaisuma procesus, kas ietekmē arÄ« aci ar vecumu saistÄ«tās slimÄ«bās.

Kopumā pētÄ«jumi par diabētu, aptaukoÅ”anos un novecoÅ”anos liecina, ka Hā‚‚ antioksidatÄ«vie un pretiekaisuma efekti pārvērÅ”as klÄ«niskos bioÄ·Ä«miskos uzlabojumos (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Lai gan tie nav acu pētÄ«jumi, tie nodroÅ”ina ticamÄ«bu: zāles, kas droÅ”i samazina sistēmisko oksidatÄ«vo stresu un iekaisumu, varētu radÄ«t paralēlus neiroprotektÄ«vus efektus tÄ«klenē un redzes nervā.

IevadīŔanas metodes, droŔība un kvalitātes apsvērumi

ÅŖdeņradi var ievadÄ«t vairākos veidos. Visbiežāk tiek izmantots perorāls Å«dens (Hā‚‚ izŔķīdināts dzeramajā Å«denÄ«), Hā‚‚ gāzes inhalācija vai ar Å«deņradi bagātinātu fizioloÄ£iskā Ŕķīduma injekcijas. PētÄ«jumos Å«dens bieži tiek elektrolizēts vai saspiests, lai iegÅ«tu apmēram 0,6–1,6 mM Hā‚‚, pēc tam tas tiek noslēgts gāzes necaurlaidÄ«gās pudelēs, lai saglabātu koncentrāciju. Piemēram, klÄ«niskas kvalitātes HRW tiek ražots, ievadot tÄ«ru Hā‚‚ zem augsta spiediena attÄ«rÄ«tā Å«denÄ« un iepakojot to Ä«paÅ”os 420 ml alumÄ«nija maisiņos. Å ie preparāti saglabā Hā‚‚ izŔķīduÅ”u lÄ«dz lietoÅ”anai. Inhalācijas terapija piegādā Hā‚‚ gāzi (piemēram, 1–4% gaisā vai skābeklÄ«) caur masku vai deguna kanulu – tas ātri paaugstina Hā‚‚ lÄ«meni asinÄ«s/acÄ«s. Jaunās metodes ietver elektrolÄ«tiskās Hā‚‚ vannas vai Hā‚‚ ražojoÅ”as molekulas (piemēram, tabletes, kas rada Hā‚‚ kuņģī vai zarnās). Konkrēti oftalmoloÄ£ijā eksperimentālās pieejas ir ietvēruÅ”as arÄ« lokālus ar Hā‚‚ bagātinātus pilienus vai skaloÅ”anas Ŕķīdumus, kas tieÅ”i mazgā radzeni un acs priekŔējo daļu ar Hā‚‚.

SvarÄ«gi, ka Hā‚‚ terapijai ir lielisks droŔības profils. Terapeitiski lietotajās devās Hā‚‚ nav toksisks. Tas ir ievadÄ«ts nirējiem, lai novērstu dekompresijas slimÄ«bu (ieelpojot Hā‚‚ gāzu maisÄ«jumu) bez nevēlamām blakusparādÄ«bām (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Pat augstas koncentrācijas (zem uzliesmojamÄ«bas robežām) tiek labi panestas, jo Hā‚‚ organismā ir inerts (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). KlÄ«niskajos pētÄ«jumos par Hā‚‚ lietoÅ”anu nav ziņots par nopietnām blakusparādÄ«bām. Viena piesardzÄ«ba ir fiziska: pārmērÄ«ga ātra dzerÅ”ana (1–1,5 L 15 minūŔu laikā) var paaugstināt IOP tikai tilpuma efekta dēļ (www.prolekare.cz) (www.prolekare.cz), tāpēc glaukomas pacientiem vajadzētu dzert lēnām. Kā gāze Hā‚‚ ir uzliesmojoÅ”s virs ~4% gaisā, tāpēc gāzes piegādei ir nepiecieÅ”ami droŔības protokoli (bet medicÄ«nas sistēmas izmanto ļoti zemas, neuzliesmojoÅ”as koncentrācijas).

Kvalitātes kontrole ir bÅ«tiska Hā‚‚ produktiem. Tā kā Hā‚‚ ir gaistoÅ”s, ražotāji izmanto specializētus iepakojumus (alumÄ«nija vai pārklātus konteinerus), kas ir necaurlaidÄ«gi gāzei. Koncentrācijas jāizmēra ar gāzu hromatogrāfiju vai izŔķīŔanas sensoriem. PaÅ”laik nav universālu standartu, tāpēc produktu Hā‚‚ saturā ir mainÄ«gums. KlÄ«nicistiem un pacientiem jānodroÅ”ina, ka Hā‚‚ avotam (Å«denim, inhalatoram, tabletei) ir pārbaudÄ«ta koncentrācija un Å«dens tÄ«rÄ«ba. PētniecÄ«bai progresējot, ir nepiecieÅ”ama standartizācija un skaidras devu vadlÄ«nijas.

Secinājums

Molekulārais Å«deņradis ir jauna stratēģija acu neiroprotekcijai, izmantojot redoks-signalizācijas ceļus. Tā mazais izmērs un selektÄ«vā Ä·Ä«mija ļauj Hā‚‚ slāpēt viskaitÄ«gākās reaktÄ«vās skābekļa sugas acu audos, samazinot iekaisumu un Ŕūnu nāvi (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Glaukomas, tÄ«klenes traumas un deÄ£enerācijas dzÄ«vnieku modeļi konsekventi ir parādÄ«juÅ”i, ka Hā‚‚ terapija saglabā neironus un samazina oksidatÄ«vos marÄ·ierus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). AgrÄ«nie cilvēku gadÄ«jumu sērijas un pētÄ«jumi, lai gan ierobežoti apjomā, ziņo par nelieliem redzes uzlabojumiem (piemēram, retinÄ«ta pigmentosas gadÄ«jumā) un uzlabotiem acu virsmas rādÄ«tājiem, bez droŔības problēmām (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Tikmēr plaÅ”i pētÄ«jumi vielmaiņas un novecoÅ”anās kontekstā liecina, ka Hā‚‚ var labvēlÄ«gi mainÄ«t sistēmiskos oksidatÄ«vos un iekaisuma marÄ·ierus (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Kopumā Å”ie atklājumi liecina, ka Å«deņradis varētu kļūt par papildu ārstēŔanu, lai atbalstÄ«tu tÄ«klenes veselÄ«bu glaukomas un citu ar vecumu saistÄ«tu acu slimÄ«bu gadÄ«jumā. Ir nepiecieÅ”ami stingri klÄ«niskie pētÄ«jumi, lai apstiprinātu redzes ieguvumus un optimālo devu. Ņemot vērā tā droŔības profilu (bez toksicitātes pētÄ«jumos) un vairākas ievadīŔanas iespējas, Hā‚‚ terapija ir intriģējoÅ”s kandidāts nākotnes oftalmoloÄ£iskām lietojumiem.

Patika Å”is pētÄ«jums?

Abonējiet mÅ«su jaunumus, lai saņemtu jaunāko informāciju par acu kopÅ”anu, ilgmūžību un redzes veselÄ«bas rokasgrāmatas.

Vai esat gatavs pārbaudīt savu redzi?

Sāciet bezmaksas redzes lauka testu mazāk nekā 5 minūtēs.

Sākt testu tagad
Å is raksts ir paredzēts tikai informatÄ«viem nolÅ«kiem un nav medicÄ«nisks padoms. Diagnozei un ārstēŔanai vienmēr konsultējieties ar kvalificētu veselÄ«bas aprÅ«pes speciālistu.
Molekulārais ūdeņradis un redoks-signalizācija acu neiroprotekcijā | Visual Field Test