Review von:

Tyler W. LeBaron 1,2, Branislav Kura 1

, Barbora Kalocayova 1

, Narcis Tribulova 1 und

Jan Slezak 1, *

1 Zentrum für experimentelle Medizin, Institut für Herzforschung, Slowakische Akademie der Wissenschaften,

Bratislava 841 04, Slowakische Republik; LeBaronT@molecularhydrogeninstitute.com (T.W.L.);

branislav.kura@savba.sk (B.K.); barbora.kalocayova@savba.sk (B.K.); narcisa.tribulova@savba.sk (N.T.)

2 Molecular Hydrogen Institute, Enoch City, UT, 847-21, USA

* Korrespondenz: jan.slezak@savba.sk; Tel .: + 421-903-620-181

Akademischer Herausgeber: Morris KarmazynEingegangen am 24. April 2019; Angenommen: 24. Mai 2019; Veröffentlicht: 31. Mai 2019

Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind weltweit die häufigsten Ursachen für Morbidität und Mortalität. Eine Redox-Dysregulation und eine Dyshomeostase der Entzündung entstehen aus der Zelle und führen zu dieser Aberrationen und pathologischen Zuständen, die zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen führen. Trotz jahrelanger intensiver Forschung gibt es noch keine sichere und wirksame Methode für ihre Prävention und Behandlung.

In jüngster Zeit wurde molekularer Wasserstoff in präklinischen und klinischen Studien an verschiedenen, mit oxidativem und entzündlichem Stress assoziierte Krankheiten untersucht, wie strahleninduzierte Herzkrankheiten, Ischämie-Reperfusions-Verletzung, Myokard- und Hirninfarkt, Lagerung des Herzens, Herztransplantation, etc. Wasserstoff wird hauptsächlich durch Inhalation, Trinken von wasserstoffreichem Wasser oder Injektion von wasserstoffreicher Salzlösung  verabreicht. Es moduliert vorteilhaft die Signaltransduktion und die daraus resultierende Genexpression bei der Unterdrückung von proinflammatorischen Zytokinen, bei der Produktion von überschüssigem ROS und bei der Aktivierung des Nrf2 Antioxidans Transkriptionsfaktor.

Obwohl H2 ein wichtiges biologisches Molekül mit antioxidativen, entzündungshemmenden und antiapoptotischen Wirkungen zu sein scheint, sind die genauen Wirkmechanismen noch schwer fassbar. Es wurde keine klinische Toxizität gemeldet. Einige Daten legen jedoch nahe, dass H2 eine milde hormonähnliche Wirkung hat, die wahrscheinlich einige seiner Vorteile vermittelt. Die mechanistischen Daten, gekoppelt mit präklinischen und klinischen Studien legen nahe, dass H2 für ROS / entzündungsinduzierte Erkrankungen, Kardiotoxizität und andere Erkrankungen nützlich sein kann .

Schlüsselwörter: Herztransplantation; Ischämie / Reperfusionsverletzung; molekularer Wasserstoff; oxidativen Stress;

strahleninduzierte Herzkrankheit

Laut Statistik sind kardiovaskuläre und onkologische Erkrankungen die Hauptursache für mehr als 93% der Morbidität und Mortalität weltweit [1,2]. Bei einer der am weitesten verbreiteten Behandlungsmethoden bei Patienten mit onkologischen Erkrankungen handelt es sich um eine Strahlentherapie, die ionisierende Strahlung verwendet. Diese Behandlung schädigt Krebszellen und führt zu deren Apoptose und schließlich zur Heilung von Patienten [3]. Jedoch kann sehr oft während der Bestrahlung von Krebszellen  auch das umliegende gesunde Gewebe beeinträchtigt werden. Dies kann zu schwerwiegenden gesundheitlichen Komplikationen führen, einschließlich strahleninduzierter Herzerkrankungen [4,5]. Eine Ischämie / Reperfusionsverletzung (I / R) ist ein Zustand, bei dem Gewebe oder Organe aufgrund einer Verletzung geschädigt wird.

Einer Periode von Ischämie ausgesetzt zu sein, gefolgt von der Wiederauffüllung von sauerstoffreichem Blut. I / R-Verletzung

führt u.a. zu der Pathogenese verschiedener klinischer Probleme , einschließlich Schlaganfall, Myokardinfarkt, Organtransplantation und auch bei Verletzungen verschiedener Organe wie Gehirn, Herz, Nieren und Skelettmuskeln [6]. Daher  die Forschung auf diesem Gebiet und die Verwendung völlig neuer Techniken die Auswirkungen einer übermäßigen Produktion freier Radikale auf das Herz-Kreislauf-System positiv beeinflussen Auch  kann die Lebensqualität sowohl onkologischer als auch kardiologischer Patienten signifikant verbessert werden.

Molekularer Wasserstoff (H2) ist ein wirksames und nicht toxisches Molekül mit einem breiten Potenzial für die Behandlung vieler mit reaktiven Sauerstoff- / Stickstoffspezies (ROS / RNS) zusammenhängenden Krankheiten, einschließlich induzierter Krankheiten

durch Bestrahlung [7,8]. Neben der antioxidativen Wirkung übt Wasserstoff auch seine wohltuende Wirkung aus

Verringerung der Entzündung und Modulation der Signalwege, wodurch Zytoprotektion gewährleistet wird [9].

Die schützende Wirkung von H2 wurde bei pathologischen Zuständen wie Herzfibrose untersucht.

Leberschäden, neuronale Erkrankungen, strahleninduzierte Erkrankungen, Diabetes usw. [10], bei denen freie Radikale

sind beiläufig beteiligt. Ischämie und nachfolgende Reperfusion des Herzens stellen einen anderen Zustand dar

wodurch eine enorme Anzahl von gewebeschädigenden freien Radikalen erzeugt wird. I / R könnte ein wichtiger sein

Situation, in der H2 verwendet werden muss, um die negativen Auswirkungen toxischer ROS / RNS zu mindern / zu lindern [6].

Der große Vorteil von H2 ist auch das breite Spektrum an Verabreichungsmöglichkeiten

der Organismus - durch Einatmen, Trinken von H2-reichem Wasser unter Druck oder mit H2-produzierenden

Tabletten, mit H2-reicher Kochsalzlösung oder in einem H2-Bad [8,11].

Dieser Artikel fasst die zuletzt veröffentlichte Literatur zur Verwendung von H2 in verschiedenen zusammen

ROS / RNS-bedingte Erkrankungen wie I / R-Verletzungen, strahleninduzierte Herzerkrankungen und die potenzielle Verwendung von

H2 bei Transplantationen und bei der Lagerung von Transplantaten, was eng mit einer I / R-Verletzung zusammenhängt. Wir auch kurz

diskutieren einige der molekularen Mechanismen von H2 und das realisierbare Potenzial für H2 in klinischen Situationen