GLaukom

Glaukom ist eine Ansammlung von Krankheiten, die zu einem irreversiblen Sehverlust aufgrund einer Schädigung retinaler Ganglienzellen (RGCs) führen. Obwohl die zugrunde liegenden Ereignisse, die zum Tod von RGC führen, nicht vollständig verstanden sind, beginnen neuere Forschungsanstrengungen, die genetischen Veränderungen zu definieren, die eine entscheidende Rolle bei der Initiierung und Progression von glaukomatösen Verletzungen und dem Tod von RGC spielen. Mehrere genetische und experimentelle Tiermodelle wurden entwickelt, um die glaukomatöse Neurodegeneration nachzuahmen. Diese Modelle unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht, aber alle führen zum Verlust von RGCs. Die Bewertung von Transkriptionsänderungen über verschiedene Modelle hinweg könnte eine vollständigere Perspektive auf die molekularen Treiber der RGC-Degeneration bieten. In den letzten Jahrzehnten wurden Veränderungen im retinalen Transkriptom während des Neurodegenerationsprozesses mit Microarray-Methoden definiert, RNA-Sequenzierung und jetzt Einzelzell-RNA-Sequenzierung. Es versteht sich, dass diese Methoden aufgrund technischer Unterschiede und Abweichungen bei den verwendeten Analysewerkzeugen Stärken und Schwächen aufweisen. In dieser Übersicht konzentrieren wir uns auf die Verwendung von transkriptomweiten Expressionsprofilen der Änderungen, die auftreten, wenn RGCs in verschiedenen Glaukommodellen verloren gehen. Gemeinsamkeiten von Sehnervquetschung und Glaukom-induzierter Neurodegeneration werden identifiziert und diskutiert.

Die potenziellen Anwendungen von Wasserstoff als vielversprechende therapeutische Strategie gegen Augenerkrankungen

Abstrakt

Wasserstoff, eines der bekanntesten natürlichen Moleküle, wurde aufgrund seiner Fähigkeit, zytotoxische reaktive Sauerstoffspezies selektiv zu neutralisieren und gefährliche Entzündungen zu lindern, in zahlreichen medizinischen Anwendungen eingesetzt. Wasserstoff kann schützende Wirkungen auf verschiedene Krankheiten ausüben, die mit reaktiven Sauerstoffspezies in Verbindung stehen, einschließlich der transplantationsinduzierten Darmtransplantatverletzung, chronischer Entzündung, Ischämie-Reperfusionsverletzungen und so weiter. Insbesondere im Auge wurde Wasserstoff verwendet, um mehreren Augenpathologien in den ophthalmologischen Modellen entgegenzuwirken. Hier werden die ophthalmologischen Anwendungen von Wasserstoff systematisch überprüft und die zugrunde liegenden Mechanismen der durch Wasserstoff induzierten vorteilhaften Wirkungen diskutiert. Wir hoffen, dass die durch diese bahnbrechenden Studien nachgewiesene Schutzwirkung von Wasserstoff

Schlüsselwörter: Wasserstoff, therapeutische Strategie, Augenkrankheiten

Einführung

Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) sind eine Gruppe hochreaktiver Moleküle, die bei energieerzeugenden biochemischen Reaktionen und Zellfunktionen entstehen.  –  Unter ihnen werden physiologische ROS als eigenständige notwendige Signalmoleküle anerkannt. Sie sind in der Lage, die Phosphatasen, Kinasen sowie andere lebensnotwendige Proteine zu oxidieren und dadurch den Stoffwechsel und das Immunsystem effizient zu modulieren.  Nichtsdestotrotz können zytotoxische ROS-Subtypen wie die Hydroxylradikale (·OH) und das Peroxynitrit (ONOO−) die Mitochondrienmembran abbauen und die Freisetzung von Cytochrom-c fördern, das die nachgeschaltete apoptotische Kaskade weiter aktiviert. Daher ist eine rechtzeitige Eliminierung dieser zytotoxischen ROS erforderlich, ohne andere physiologisch vorteilhafte ROS zu gefährden, die im Wesentlichen mit den biologischen Aktivitäten korrelieren.

Im Allgemeinen bauen die enzymatischen und nichtenzymatischen Antioxidantien eine endogene antioxidative Abwehr auf, um die zytotoxischen ROS selektiv zu neutralisieren. Wenn sich der oxidative Stress jedoch sukzessive in den Augen ansammelt und der Schutz durch körpereigene Antioxidantien nicht ausreicht, um das überschüssige ROS zu neutralisieren oder die zelluläre Homöostase aufrechtzuerhalten, würde dieses übermäßige ROS schädliche Auswirkungen haben und letztendlich den Zelltod verursachen.  ,  Bisher häufen sich Hinweise darauf, dass die Ätiologie mehrerer Augenerkrankungen, einschließlich Katarakt, Glaukom, altersbedingter Makuladegeneration, Retinitis pigmentosa, diabetischer Retinopathie (DR) und multipler traumatischer Verletzungen, sind eng mit ROS verwandt. Daher ist es notwendig und sinnvoll, exogene Antioxidantien zuzuführen, um das Fortschreiten von Augenerkrankungen zu unterdrücken und die Augen vor oxidativen Schäden zu schützen (Abbildung 1). Die vorteilhaften Wirkungen, die durch die exogenen Antioxidantien zur Linderung von Augenkrankheiten induziert werden, sind aufregend.  ,  Allerdings können mehrere Barrieren die therapeutische Nutzung dieser exogenen Scavenger, wie die geringe Membranpermeabilität und die hohen toxischen Nebenwirkungen behindern. Darüber hinaus würden diese Nachteile die Verabreichung dieser Therapien auf ein enges Fenster der therapeutischen Dosierung beschränken. 

Die Grundprinzipien der wasserstoffinduzierten therapeutischen Wirkungen gegen ophthalmologische Pathologien.

Abkürzungen: CAT, Katarakt; Hornhaut-NV, Hornhaut-Neovaskularisation; DR, diabetische Retinopathie; GLA, Glaukom; HRS, wasserstoffreiche Kochsalzlösung; IP, intraperitoneal; IV, intravitreal; RD, Netzhautdegeneration; ROS, reaktive Sauerstoffspezies; TA, topische Verabreichung; TON, traumatische Optikusneuropathie

Wasserstoff, ein farb-, geschmacks- und geruchloses zweiatomiges Gas, wurde ursprünglich 1975 als medizinische therapeutische Substanz anerkannt.  Anschließend identifizierten  et al ein gasförmiger Radikalfänger. Danach wurde über wasserstoffinduzierte therapeutische Wirkungen bei einer Vielzahl von Krankheiten berichtet, darunter transplantationsinduzierte Darmtransplantationsverletzungen, kognitive Defizite, entzündliche Erkrankungen, Parkinson-Krankheit, metabolische Syndrome sowie Ischämie-Reperfusions (I/R)-Verletzungen Gehirn, Leber, Myokard, Darm und Nieren.  – 

Wasserstoff kann antioxidative und antiapoptotische Aktivitäten ausüben, indem er die zytotoxischen ROS, wie z. B. ·OH und ONOO−, selektiv neutralisiert. Unterdessen sind die signalgebenden ROS, die metabolische Rollen spielen, wie Superoxid und Wasserstoffperoxid, weit weniger betroffen.  Im Gegensatz zu einigen antioxidativen Nahrungsergänzungsmitteln mit starker reduktiver Reaktivität stört Wasserstoff weder die physiologischen Oxidationsreaktionen noch die wesentlichen Abwehrmechanismen. Kürzlich wurde bestätigt, dass Wasserstoff die Expressionsniveaus mehrerer endogener antioxidativer Enzyme, einschließlich Superoxiddismutase, Glutathionperoxidase, Glutathionreduktase und Glutathiontransferase, hochregulieren kann.  , Diese Vorteile deuten darauf hin, dass die Anwendung der Wasserstofftherapie als sichere und wirksame Strategie gegen ROS-bedingte Störungen wirken könnte, ohne schwerwiegende Nebenwirkungen hervorzurufen.

Wasserstoff kann die Membranen durchdringen und in Organellen (z. B. die Mitochondrien und Kern-DNA) diffundieren und dadurch Zugang zur intrazellulären Quelle von zytotoxischem ROS erhalten.  ,  Basierend auf der günstigen Verteilungscharakteristik ist Wasserstoff hochwirksam zur Reduzierung des Gehalts an zytotoxischen ROS, die die Kern-DNA und die Mitochondrien beeinträchtigen. Es wurde festgestellt, dass die Inhalation von Wasserstoff wirksamer ist als Edaravon, ein in Japan zugelassener ROS-Scavenger, um die Auswirkungen einer durch Ischämie induzierten oxidativen Schädigung von Neuronen zu lindern. Darüber hinaus gilt Wasserstoff als entzündungshemmend, da es die zirkulierenden Spiegel mehrerer proinflammatorischer Zytokine wie Chemokin (C-C-Motiv), Ligand 2 (CCL2), Interleukin (IL)-1β, IL-6 und Tumornekrosefaktor-α.  –  Insbesondere kann Wasserstoff die Akkumulation aktivierter Mikroglia verbessern, was auf eine Entzündung und Remodeling hindeutet. 

Im Allgemeinen kann Wasserstoff auf einfache Weise verabreicht werden, indem das Gas bereitgestellt wird, damit das Subjekt unter Verwendung eines Beatmungskreislaufs, einer Gesichtsmaske oder einer Nasenkanüle einatmen kann.  –  Eine anschließende Studie legt nahe, dass Wasserstoff in Wasser bis zu 0,8 mM unter atmosphärischem Druck bei Raumtemperatur gelöst werden kann und seine solubilisierte Form, die wasserstoffreiche Kochsalzlösung (HRS), vorteilhaft ist, da sie sicher, tragbar und leicht ist behandelt Ansatz für die Lieferung.  ,  , Noch wichtiger ist, dass eine höhere Wasserstoffkonzentration gelöst und in der HRS enthalten sein kann. Bisher haben sowohl In-vitro- als auch In-vivo-Studien bestätigt, dass die antioxidativen Eigenschaften von HRS das Auftreten von ROS-bedingten Krankheiten verringern können. HRS kann oral oder in Form von peritonealen oder intravenösen Injektionen verabreicht werden.  –  Insbesondere im Auge kann es durch topische Tropfen oder intravitreale Injektionen verabreicht werden.  , 

Das grundlegende Design und Ziel der potenziellen klinischen Praxis besteht darin, eine sichere Wasserstoffversorgung und eine präzise Effizienzanalyse bereitzustellen. Die Gewebeverträglichkeit von Wasserstoff ist zufriedenstellend, da es sich um einen körpereigenen Stoff handelt, der im menschlichen Darm kontinuierlich produziert wird.  Aus Sicherheitsaspekten ist Wasserstoff gegenüber vielen anderen Antioxidantien vorteilhaft, da er auch in hohen Konzentrationen keine Zytotoxizität zeigt. Das Einatmen von Wasserstoff wurde bereits zur Vorbeugung der Dekompressionskrankheit bei Tauchern eingesetzt und lieferte gute Sicherheitsprofile. 

Die potenzielle Nutzung von Wasserstoff gegen Augenkrankheiten

Wasserstoff kann mehrere biologische Funktionen modulieren und zeigt antioxidative und entzündungshemmende Wirkungen. Die Fähigkeit von Wasserstoff, freie Radikale, insbesondere Hydroxylradikale, sowie andere schädliche ROS zu neutralisieren, kann zur Behandlung oder Vorbeugung von Augenerkrankungen im Zusammenhang mit oxidativem Stress genutzt werden. In der klinischen Praxis bleibt die ophthalmologische Nutzung von Wasserstoff ein wenig berührtes Gebiet. Eine Reihe bahnbrechender Experimente, die auf Laborbefunden basieren, haben jedoch die wertvollen Möglichkeiten verifiziert, Wasserstoff zu einem therapeutischen Werkzeug gegen Augenerkrankungen zu entwickeln (Figur 2). Hier fassen wir die jüngsten Anwendungen von Wasserstoff in ophthalmologischen Experimenten zusammen und diskutieren seine potenzielle klinische Machbarkeit (Tabelle 1).

Tabelle 1 - Neuartige experimentelle Untersuchungen von Wasserstoff gegen Augenerkrankungen (bis Dezember 2015)

Die möglichen therapeutischen Wirkungen gegen Netzhautdegeneration

Die Netzhautdegeneration (RD) ist eine heterogene Gruppe erblicher Netzhautdystrophien, die durch die fortschreitende Photorezeptor-Apoptose gekennzeichnet ist.  –  Aktuelle therapeutische Strategien gegen RD umfassen Gentherapie, Nahrungsergänzung, antiapoptotische Therapie, Netzhauttransplantation, Netzhautprothesen und Stammzelltherapie. Die therapeutischen Wirkungen der oben genannten Ansätze bleiben jedoch aufgrund der Komplexität der Ätiologie und des chronischen Zyklus der pathologischen Progression unbefriedigend.  ,  Es wurde gezeigt, dass die ROS eine entscheidende Rolle bei der Caspase-unabhängigen Photorezeptor-Apoptose bei RD spielt. Diese Vorstellung wird weiter gestützt durch die Tatsache, dass mehrere Antioxidantien bei der effektiven Unterdrückung der Fotorezeptordegeneration in RD-Modellen erfolgreich waren.  –  Angesichts der starken Abfangfähigkeit von Wasserstoff ist die Hypothese vernünftig, dass eine exogene Wasserstoffergänzung oxidativen Stress bei RD lindern und als therapeutische Strategie zur Verzögerung oder Verhinderung der Photorezeptordegeneration dienen kann.

Übermäßige Lichteinwirkung kann die Bildung und Akkumulation von ROS in der Netzhaut induzieren und schließlich zur Apoptose der Photorezeptoren führen.  ,  Der pathologische Mechanismus der lichtinduzierten RD ähnelt teilweise dem der RD. Daher wurde dieses hochgradig reproduzierbare Modell in der pathologischen und therapeutischen Untersuchung von menschlicher RD weit verbreitet eingesetzt. Bislang haben zwei unabhängige Studien herausgefunden, dass gesättigte wasserstoffhaltige Kochsalzlösung die Netzhaut vor lichtinduzierten Schäden schützen kann, indem sie den oxidativen Stress abschwächt.  ,  Es wurde gezeigt, dass sowohl die Netzhautarchitektur als auch dunkeladaptierte Elektroretinogramm(ERG)-Formen bei mit Wasserstoff behandelten Ratten im Vergleich zu den mit Vehikel behandelten Kontrollen relativ intakt waren. Genauer gesagt ergaben elektronenmikroskopische Untersuchungen, dass die Wasserstoffbehandlung die Zellorganellen der Photorezeptoren vor der lichtinduzierten Schädigung schützen konnte. Bis zu einem gewissen Grad belegen diese Mikrostrukturergebnisse, dass Wasserstoff die Membranen durchdringen und dann in den Zellkern und die Mitochondrien gelangen kann. Darüber hinaus wurde die retinale Malondialdehydkonzentration, ein mutmaßlicher Marker der Lipidperoxidation, durch die Wasserstofftherapie signifikant reduziert, was darauf hindeutet, dass die schützenden Wirkungen von Wasserstoff seinen antioxidativen Eigenschaften zugeschrieben werden können. Diese ermutigenden Ergebnisse auf der Grundlage der phototoxischen Modelle bestätigen die Wirksamkeit von Wasserstoff zur Hemmung der Photorezeptordegeneration und werfen Licht auf die Entdeckung eines neuartigen Therapeutikums zur Vorbeugung von Netzhautschäden bei altersbedingter Makuladegeneration oder Retinitis pigmentosa. Aus langfristiger Sicht stehen die Verzögerung des Auftretens und Fortschreitens von RD durch eine klinische Wasserstofftherapie und die Etablierung eines effizienten Verwaltungsprotokolls im Mittelpunkt der zukünftigen Forschung.

Die möglichen therapeutischen Wirkungen gegen DR

DR ist die Hauptursache für Erblindung bei der Erwerbsbevölkerung in entwickelten Ländern und wirkt sich auch als eine bedeutende Ursache für Erblindung bei der älteren Bevölkerung aus.  Die Gesamtprävalenz der Retinopathie bei Patienten mit Diabetes liegt bei etwa 26 %. Sowohl klinische als auch experimentelle Studien haben gezeigt, dass DR eng mit oxidativem Stress verbunden ist: Die ROS-induzierten biochemischen Veränderungen können sowohl strukturelle als auch funktionelle Anomalien in der Mikrovaskulatur der diabetischen Netzhaut hervorrufen, was zum Zusammenbruch der Blut-Retina-Schranke führt.  ,  Die Blut-Retina-Schranke ist entscheidend für die Trennung der neuralen Elemente der Retina von der Zirkulation und den Schutz der Retina vor zirkulierenden Entzündungszellen und zytotoxischen Produkten. Folglich wurde ROS als einer der Hauptverursacher der Pathologie von DR betrachtet. Eine neuartige Forschung versuchte, die Wirkung von HRS auf das Streptozotocin-induzierte DR-Rattenmodell zu untersuchen. Es wurde festgestellt, dass HRS die Caspase-Aktivität unterdrücken, die retinale Apoptose verbessern und die Gefäßpermeabilität verringern kann.  Darüber hinaus kann die HRS-Therapie die Verdickung des Netzhautparenchyms abschwächen. Eine andere Studie setzte ebenfalls HRS ein, um die Streptozotocin-induzierte DR zu lindern, und fand heraus, dass die Blut-Retina-Schranke bei diesen behandelten Ratten effektiv erhalten blieb. 

Die ROS könnten die Expressionsniveaus des vaskulären endothelialen Wachstumsfaktors (VEGF) hochregulieren und die VEGF-Rezeptoraktivität über komplexe Signalnetzwerke verstärken.  ,  VEGF kann zu choroidaler Neovaskularisation (CNV) in der DR führen und wurde in der klinischen Praxis als therapeutisches Ziel angesehen. Eine bahnbrechende Studie, die auf dem Hyperoxie-induzierten Mausmodell basiert, ergab, dass HRS der CNV entgegenwirken und die VEGF-Expression durch Hemmung von oxidativem Stress reduzieren kann. Daher sollte die Anti-VEGF-Eigenschaft als weiterer funktioneller Faktor für den wasserstoffinduzierten Schutz betrachtet werden. Diese vorläufigen Studien weisen darauf hin, dass Wasserstoff ein geeigneter Kandidat für die weitere klinische Behandlung von DR sein könnte. Obwohl die mögliche Wirkung von Wasserstoff bei DR-Patienten bisher nicht klinisch verifiziert wurde, hat eine randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte Crossover-Studie bereits festgestellt, dass die Supplementierung von HRS den Lipid- und Glukosestoffwechsel bei Patienten mit Typ-2-Diabetes verbessert oder beeinträchtigt Glukosetoleranz.  Diese wasserstoffinduzierten Wirkungen könnten möglicherweise auf diabetische Komplikationen angewendet werden, insbesondere auf DR, bei denen Stoffwechselstörungen eine zentrale Rolle spielen.

Die möglichen therapeutischen Wirkungen gegen traumatische Optikusneuropathie

Die traumatische Optikusneuropathie ist eine der verheerendsten Ursachen für dauerhaften Sehverlust und vollständige Erblindung. Nach traumatischen Verletzungen, wie z. B. der Quetschung des Sehnervs, finden sich deutliche Anzeichen der Apoptose retinaler Ganglienzellen (RGCs) in der verletzten Netzhaut.  Oxidativer Stress gilt heute als pathologischer Faktor, der den posttraumatischen Prozess der Apoptose von RGCs vermittelt.  Eine bahnbrechende Studie ergab, dass Wasserstoff das Überleben von RGCs fördern und die Wiederherstellung der Sehfunktion in einem Rattenmodell mit Sehnervenquetschung verbessern kann. Darüber hinaus legten die terminale Desoxynukleotidyltransferase-dUTP-Nick-End-Markierungsfärbung und der Malondialdehyd-Assay nahe, dass die neuroprotektiven Wirkungen durch die Unterdrückung der ROS-induzierten Apoptose vermittelt wurden. Diese instrumentellen Ergebnisse unterstreichen die Möglichkeit, Wasserstoff zu einem wirksamen Instrument gegen die traumatische Optikusneuropathie in der klinischen Praxis zu entwickeln.

Die möglichen therapeutischen Wirkungen gegen Katarakt

Katarakt ist weltweit die häufigste Ursache für Erblindung und betrifft bis zu 80 % der Bevölkerung über 70 Jahren.  Seine Prävalenz nimmt in vielen Ländern aufgrund des Wachstums der älteren Bevölkerung zu. Gegenwärtig besteht die einzig wirksame Behandlung des grauen Stars in der chirurgischen Entfernung und dem Ersatz des grauen Stars durch eine künstliche Intraokularlinse.  Dennoch schlug eine erste Studie vor, dass Wasserstoff als alternative Therapie für den Grauen Star dienen könnte. Es wurde gezeigt, dass Wasserstoff die Kataraktbildung verzögern und die antioxidative Kapazität in einem Selenit-Kataraktmodell wiederherstellen kann, indem er die Aktivitäten mehrerer enzymatischer und nichtenzymatischer Antioxidantien aufrechterhält. Die Akkumulation von Malondialdehyd in den Linsen einer mit Selenit behandelten Ratte wurde ebenfalls wirksam unterdrückt, was darauf hindeutet, dass Wasserstoff möglicherweise die Oxidation von Lipiden der Linsenmembran verhinderte. Nach den klassischen Theorien trägt ROS entscheidend zur Entstehung von Katarakt bei: ROS führt zu einem Anstieg schädlicher biochemischer Reaktionen in der Linse, einschließlich Vernetzung und Aggregation von Linsenproteinen, Peroxidation von Membranlipiden, Apoptose von Epithelzellen der Linse Linse und die eventuelle Bildung und Progression von Katarakt. In Anbetracht der starken ROS-Abfangfähigkeit von Wasserstoff ist es sinnvoll, seine therapeutischen Wirkungen für die Kataraktpathologie in klinischen Umgebungen weiter zu untersuchen.

Die potentiellen therapeutischen Wirkungen gegen Alkalischädigung der Hornhaut

Eine versehentliche Alkaliverbrennung ist ein schreckliches Trauma des Auges, das zu einer akuten Entzündung und einer sekundären pathologischen Hornhautneovaskularisation in der Hornhaut führt. Das Gleichgewicht zwischen angiogenen und antiangiogenen Faktoren bestimmt das Schicksal der Hornhautneovaskularisation sowie das prognostische Sehen.  ,  Bisher sind bestehende Therapien zur Verhinderung des Einsetzens von Hornhautneovaskularisation, wie die antiangiogenen Medikamente, Argonlaser-Photokoagulation, photodynamische Therapie und Limbus-Stammzelltransplantation et. al., bei weitem nicht wirksam und effizient. ROS kann den Transkriptionskernfaktor Kappa B (NF-kB) aktivieren, der dann in den Zellkern wandert, um die Expression von entzündlichen Zytokinen wie VEGF, Monozyten-chemotaktisches Protein-1 (MCP-1), IL und Tumornekrosefaktor zu induzieren. a. Diese Zytokine induzieren nicht nur eine Hornhautneovaskularisation, sondern können auch Entzündungszellen rekrutieren, die die Entzündung weiter verschlimmern. Daher sollten ROS als Hauptauslöser für pathologische Hornhautneovaskularisation und entzündliche Reaktion bei alkaliverbrannter Hornhaut betrachtet werden. Diese Hypothese wurde durch eine Tierstudie bestätigt: ROS kann durch die Aktivierung des NF-kB-Signalwegs in der Hornhaut von Mäusen nach einer Alkaliverbrennungsverletzung direkt zu einer pathologischen Hornhautneovaskularisation führen. Noch wichtiger ist, dass die topische Anwendung einer mit Wasserstoff angereicherten Lösung die Angiogenese in diesen Hornhäuten signifikant reduzieren kann. Es wurde festgestellt, dass die Spülung mit Wasserstoffwasser die NF-kB-Phosphorylierung signifikant löschte und den VEGF-Proteinspiegel verringerte. Diese ermutigenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass der oxidative Stress zu Beginn einer Hornhaut-Alkali-Schädigung ein vorgelagertes Ziel für therapeutische Interventionen sein kann. Wasserstoff könnte zu einer wirksamen Behandlung gegen Angiogenese bei durch Alkali verbrannten Hornhäuten entwickelt werden.

Die möglichen therapeutischen Wirkungen gegen Glaukom

Es ist bekannt, dass eine vorübergehende Erhöhung des Augeninnendrucks eine retinale I/R-Verletzung induziert und zur Nekrose und Apoptose von retinalen Neuronen führt.  ,  Diese pathologischen Merkmale ähneln stark denen des akuten Engwinkelglaukoms. Die zugrunde liegenden Mechanismen der I/R-Verletzung sind eng mit der Bildung von ROS verbunden, die als Mitverursacher der Pathogenese der glaukomatösen Neurodegeneration erkannt wurde.  Erfreulicherweise wurde gezeigt, dass die endogene Supplementierung mit antioxidativen Enzymen oder ROS-Scavengern I/R-Verletzungen bei vielen Netzhäuten von Säugetieren verzögern oder verhindern kann.  , In einer aktuellen Studie, die auf dem Rattenmodell basiert, erhöhte die kontinuierliche Verabreichung von wasserstoffbeladenen Augentropfen sofort die Wasserstoffkonzentration im Glaskörper und unterdrückte den I/R-induzierten oxidativen Stress, was zu einer Abnahme der retinalen Neuronenapoptose führte.  Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass die Wasserstoffbehandlung die Aktivierung von Mikroglia hemmt, was zu einer anhaltenden Neurodegeneration in der verletzten Netzhaut führen könnte. Eine weitere Studie zur Erforschung des Anti-Apoptose-Mechanismus der HRS-Therapie ergab, dass HRS die I/R-Verletzung der Netzhaut durch die Hemmung der Poly-ADP-Ribose-Polymerase 1 lindert, einem nukleären Enzym, das an der Regulierung mehrerer pathophysiologischer zellulärer Vorgänge beteiligt ist, einschließlich DNA-Oxidation und Caspase-3-vermittelte Apoptose. Diese antiapoptotischen und entzündungshemmenden Eigenschaften würden uns dazu inspirieren, die therapeutischen Wirkungen von Wasserstoff gegen glaukomatöse Pathologien in zukünftigen klinischen Arbeiten zu testen.

Glutamat-induzierte Exzitotoxizität ist ein weiterer vom Augeninnendruck unabhängiger Faktor, der zur Apoptose von RGCs beim Glaukom beiträgt.  Verabreichung von HRS verringerte die exzitotoxische Schädigung durch Glutamat und verbesserte die Erholung der Netzhaut bei Meerschweinchen.  Diese vorteilhaften Ergebnisse könnten der Unterdrückung der Gliazellen und der Förderung der Glutamat-Clearance zugeschrieben werden. Diese zugrunde liegenden Mechanismen werden unser Wissen über Wasserstoff als neuartiges therapeutisches Element gegen Glaukom bereichern.

Fazit

Therapeutisches medizinisches Gas kann als sinnvoller Ansatz zur Behandlung von durch oxidativen Stress verursachten Erkrankungen dienen. Wasserstoff ist ein vielversprechender gasförmiger Wirkstoff, der in den letzten Jahren in den Vordergrund der therapeutischen Forschung gerückt ist. Es kann zytotoxische ROS selektiv reduzieren und organprotektive Wirkungen durch Regulierung von oxidativem Stress und Entzündungen ausüben. Wasserstoff ist so mild, dass er metabolische Oxidations-Reduktions-Reaktionen nicht stört oder die an der Zellsignalisierung beteiligten ROS stört. Wie bereits erwähnt, wurden die Effizienz und Sicherheit von Wasserstoff bei der Verbesserung von Augenerkrankungen durch eine Reihe von Experimenten verifiziert. Die in der vorliegenden Arbeit besprochenen bahnbrechenden Versuche wecken die Hoffnung, ein neues, einfaches und universelles therapeutisches Instrument gegen Augenkrankheiten zu entdecken.

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Die Studien sind u.a. entnommen  aus :

www.molecularhydrogenfoundation.org, Molecular Hydrogen Foundation, USA, Tyler Le Baron

 

http://www.eimht.eu/ European Institut for Molecular Hydrogen Therapy

  

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ US National Library of MedicineNational Institutes of Health

 

http://www.molecularhydrogenstudies.com und öffentlichen wissenschaftlichen Medien, medical gas Research,Plus.org, science direkt u.a.  Wir danken der molecular Hydrogen foundation für die freundliche Genehmigung, Artikel und wissenschaftliche Grundlagen veröffentlichen zu dürfen, als auch anderen Instituten .