Idrogeno Molecolare Diatomico
CENNI SULL’IDROGENO MOLECOLARE
L’Idrogeno (dal greco ὕδωρ, hýdor, «acqua»; la radice γεν-, ghen-, «generare» [1], quindi «generatore d’acqua») è il primo elemento chimico della tavola periodica, è il più leggero, ha numero atomico 1 e simbolo H. Il suo isotopo più comune, il prozio, consiste di un protone e di un elettrone ed essendo il più semplice isotopo è stato studiato dalla meccanica quantistica in maniera approfondita [2].
L’idrogeno è l’elemento più abbondante dell’universo osservabile. È presente nell’acqua (11,19%) e in tutti i composti organici e organismi viventi. Forma composti con la maggior parte degli elementi, spesso anche per sintesi diretta.
L’idrogeno molecolare (diatomico H2) ha formula H2, la sua molecola è quindi costituita da due atomi di idrogeno H e mostra applicazioni potenzialmente ampie in medicina [3].
Nel 1975 Dole, et al. hanno segnalato per la prima volta gli effetti terapeutici dell’idrogeno molecolare su carcinoma squamoso della pelle in modello animale [4].
Successivamente, nel 2007, il team del dottor Ohsawa ha riportato in Nature Medicine che l’inalazione di idrogeno gassoso al 2-4% ha ridotto significativamente i volumi di infarto cerebrale in modello animale con lesioni causate da ischemia/riperfusione, neutralizzando selettivamente i radicali idrossilici (• OH) e il perossinitrito (ONOO-) ma non reagendo con altre specie di ossigeno reattivo fisiologicamente importanti (quali superossido, ossido nitrico, perossido d’idrogeno) [5].
Da quel momento la ricerca biomedica sull’idrogeno molecolare ha prodotto circa 1000 articoli e impegnato oltre 1.600 ricercatori. Tali pubblicazioni suggeriscono che l’idrogeno mostra una potenziale efficacia su oltre 170 diversi modelli di malattie umane e animali, e praticamente in ogni organo del corpo umano. L’idrogeno molecolare sembra fornire questi benefici attraverso la modulazione della trasduzione del segnale, della fosforilazione proteica e delle espressioni geniche.
Le proprietà fisico-chimiche uniche dell’Idrogeno di idrofobicità, neutralità, dimensioni, massa, ecc. gli offrono proprietà di diffusione superiori che gli consentono di penetrare rapidamente nelle biomembrane (ad es. membrane cellulari, emato-encefalica, placenta e barriera emato-testicolare) e di raggiungere compartimenti subcellulari (ad es. mitocondri, nucleo, ecc.) dove può esercitare il suo effetto benefico.
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L’idrogeno molecolare può essere somministrato per inalazione [6], ingestione di soluzioni solubilizzate (disciolte) ricche di idrogeno (ad es. acqua, bevande aromatizzate, ecc.) [7], soluzione per emodialisi ricca di idrogeno [8], iniezione endovenosa di ricca di idrogeno soluzione salina [9], somministrazione topica di mezzi ricchi di idrogeno (ad esempio bagno, doccia e creme) [10], trattamento iperbarico [4], ingestione di materiale che produce idrogeno in seguito a reazione con acido gastrico [11], ingestione di non carboidrati digeribili come prebiotici da batteri intestinali che producono idrogeno [12], insufflazione rettale e altri metodi [10].
Bibliografia essenziale
1) Luigi Rolla, Chimica e mineralogia. Per le Scuole superiori, 29ª ed., Dante Alighieri, 1987.
2) https://it.wikipedia.org/wiki/Energia_degli_stati_stazionari_dell%27atomo_di_idrogeno
3) George, J.F. and A. Agarwal, Hydrogen: another gas with therapeutic potential. Kidney International, 2010. 77(2): p. 85-87.
4) Dole, M., F.R. Wilson, and W.P. Fife, Hyperbaric hydrogen therapy: a possible treatment for cancer. Science, 1975. 190(4210): p. 152-4.
5) Ohsawa, I., et al., Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nat Med, 2007. 13(6): p. 688-694.
6) Hayashida, K., et al., Hydrogen Inhalation During Normoxic Resuscitation Improves Neurological Outcome in a Rat Model of Cardiac Arrest, Independent of Targeted Temperature Management. Circulation, 2014.
7) Kawai, D., et al., Hydrogen-rich water prevents progression of nonalcoholic steatohepatitis and accompanying hepatocarcinogenesis in mice. Hepatology, 2012. 56(3): p. 912-21.
8) Nakayama, M., et al., Less-oxidative hemodialysis solution rendered by cathode-side application of electrolyzed water. Hemodial Int, 2007. 11(3): p. 322-7.
9) Sun, H., et al., The protective role of hydrogen-rich saline in experimental liver injury in mice. Journal of Hepatology, 2011. 54(3): p. 471-80.
10) Qian, L., J. Shen, and X. Sun, Methods of Hydrogen Application. Hydrogen Molecular Biology and Medicine. 2015: Springer Netherlands.
11) Nishimura, N., et al., Pectin and high-amylose maize starch increase caecal hydrogen production and relieve hepatic ischaemia-reperfusion injury in rats. Br J Nutr, 2012. 107(4): p. 485-92.
12) Senn, N., Rectal insufflation of hydrogen gas an infallible test in the diagnosis of visceral injury of the gastro-intestinal canal in penetrating wounds of the abdomen. Read in the Section on Surgery, at the Thirty-ninth Annual Meeting of the American Medical Association, May, 9, 1888, and illustrated by three experiments on dogs.”. JAMA: Journal of the American Medical Association, 1888. 10(25): p. 767-777.