Abstract

Le vieillissement est un processus physiologique de déclin progressif des fonctions de l’organisme au fil du temps. Il affecte tous les organes du corps et constitue un risque important de maladies chroniques. L’hydrogène moléculaire a des effets thérapeutiques et préventifs sur divers organes. Il a des propriétés antioxydantes car il neutralise directement les radicaux hydroxyles et réduit le niveau de peroxynitrite. Il active également Nrf2 et HO-1, qui régulent de nombreuses enzymes antioxydantes et les protéasomes. Grâce à son effet antioxydant, l’hydrogène maintient la stabilité génomique, atténue la sénescence cellulaire et participe à la modification des histones, au maintien des télomères et à la protéostase. En outre, l’hydrogène peut prévenir l’inflammation et réguler le système mTOR de détection des nutriments, l’autophagie, l’apoptose et les mitochondries, qui sont tous des facteurs liés au vieillissement. L’hydrogène peut également être utilisé pour la prévention et le traitement de diverses maladies liées au vieillissement, telles que les troubles neurodégénératifs, les maladies cardiovasculaires, les maladies pulmonaires, le diabète et le cancer. Cet article passe en revue la recherche fondamentale et les applications récentes de l’hydrogène afin de soutenir l’utilisation de l’hydrogène en médecine pour la prévention du vieillissement et le traitement des maladies liées au vieillissement.

Fu Z, Zhang J, Zhang Y. Role of Molecular Hydrogen in Ageing and Ageing-Related Diseases. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2022 ;2022:2249749.

https://europepmc.org/article/MED/35340218

Abstract

Dans cet essai pilote contrôlé et randomisé, nous avons étudié les effets d’un apport de 6 mois d’eau riche en hydrogène (HRW) sur plusieurs biomarqueurs moléculaires et phénotypiques du vieillissement chez des adultes âgés de 70 ans et plus. Quarante adultes âgés (20 femmes) ont été répartis au hasard dans un groupe parallèle pour recevoir 0,5 L par jour d’eau riche en hydrogène (15 ppm d’hydrogène) ou une boisson témoin (0 ppm d’hydrogène) pendant une période d’intervention de 6 mois. Les biomarqueurs évalués au début de l’étude et après 6 mois étaient les marqueurs moléculaires dans le sang (ADN et chromosomes, détection des nutriments, métabolisme des protéines et des lipides, stress oxydatif et mitochondries, sénescence cellulaire, inflammation), le métabolisme cérébral, le fonctionnement cognitif, la fonction physique et la composition corporelle, la pression artérielle au repos, les caractéristiques de la peau du visage, les résultats du sommeil et la qualité de vie liée à la santé. L’âge, le poids et la taille moyens des participants à l’étude étaient respectivement de 76,0 ± 5,6 ans, 78,2 ± 16,1 kg et 167,5 ± 11,5 cm. Une interaction significative entre le traitement et le temps a été trouvée pour la longueur des télomères (P = 0,049), la longueur augmentant après l’intervention HRW (de 0,99 ± 0,15 au départ à 1,02 ± 0,26 au suivi) et diminuant après la consommation d’eau témoin (de 0,92 ± 0,27 à 0,79 ± 0,15). L’expression d’un marqueur de méthylation de l’ADN (Tet methylcytosine dioxygenase 2, TET2) au cours du suivi de 6 mois a augmenté dans les deux groupes, mais le degré d’élévation était significativement plus élevé dans le groupe HRW (de 0,81 ± 0,52 au départ à 1,62 ± 0,66 au suivi) par rapport à l’eau témoin (de 1,13 ± 0,82 à 1,76 ± 0,87) (P = 0,040). Une forte tendance à l’interaction entre le traitement et le temps a été observée pour un degré de méthylation de l’ADN (P = 0,166), la méthylation ayant augmenté dans le groupe HRW (de 120,6 ± 39,8 ng au départ à 126,6 ± 33,8 ng au suivi) et diminué après la prise d’eau témoin (de 133,6 ± 52,9 ng à 121,2 ± 38,4 ng). La HRW était supérieure à l’eau de contrôle pour augmenter les niveaux de choline et de NAA du cerveau dans la matière grise frontale gauche, la créatine du cerveau dans la matière blanche pariétale droite, et la NAA du cerveau dans la matière grise mésiale pariétale droite (P < 0,05). Aucune différence significative n’a été constatée entre les interventions pour les autres résultats (P > 0,05), à l’exception d’une amélioration significative de la performance de la station debout sur chaise après l’intervention HRW par rapport à l’eau témoin (P = 0,01). En raison des mécanismes pléiotropiques de l’action de l’hydrogène, ce simple gaz biomédical pourrait être reconnu comme un agent anti-âge possible qui s’attaque à plusieurs caractéristiques du vieillissement, notamment la perte de fonction et le raccourcissement de la longueur des télomères.

Mots-clés : Vieillissement ; détection des nutriments ; longueur des télomères, eau riche en hydrogène.

Zanini D, Todorovic N, Korovljev D, Stajer V, Ostojic J, Purac J, Kojic D, Vukasinovic E, Djordjievski S, Sopic M, Guzonjic A, Ninic A, Erceg S, Ostojic SM. The effects of 6-month hydrogen-rich water intake on molecular and phenotypic biomarkers of aging in older adults aged 70 years and over: A randomized controlled pilot trial. Exp Gerontol. 2021 Nov;155:111574.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0531556521003569

Abstract

Introduction
Les brûlures profondes subissent un processus dynamique connu sous le nom de progression de la plaie qui se traduit par un approfondissement et une extension de la zone de brûlure initiale. En présence d’une hypoperfusion, la zone de stase est susceptible de se développer plus gravement au cours de la progression de la plaie. L’hydrogène a été signalé comme pouvant atténuer les lésions déclenchées par l’ischémie/reperfusion et les brûlures dans divers organes en neutralisant sélectivement les radicaux libres de l’oxygène. L’objectif de cette étude était d’examiner les effets protecteurs possibles de l’hydrogène sur la progression précoce des brûlures.

Méthodes
Des modèles de brûlures profondes ont été établis par contact avec un peigne rectangulaire en laiton bouilli pendant 20 s. Cinquante-six rats Sprague-Dawley ont été répartis de manière aléatoire entre les groupes  » sham « ,  » brûlure plus solution saline  » et  » brûlure plus solution saline riche en hydrogène  » (HS), avec sacrifice et analyse à différents moments (6 h, 24 h, 48 h) après la brûlure. Les indices de stress oxydatif, d’apoptose et d’autophagie ont été mesurés dans chaque groupe. La zone de stase a été évaluée par immunofluorescence, ELISA et Western blot afin d’explorer les effets et mécanismes sous-jacents après la brûlure.

Résultats
L’augmentation du malondialdéhyde induite par la brûlure a été nettement réduite par l’HS, tandis que les activités des enzymes antioxydantes endogènes ont été significativement augmentées. De plus, le traitement par HS a atténué les augmentations de l’apoptose et de l’autophagie post-brûlure dans les plaies, selon les résultats de la coloration TUNEL et l’analyse de l’expression des protéines Bax, Bcl-2, caspase-3, Beclin-1 et Atg-5. De plus, l’HS a diminué le niveau de myéloperoxydase et l’expression de TNF-α, IL-1β et IL-6 dans la zone de stase tout en augmentant IL-10. Les niveaux élevés de phosphorylation d’Akt et d’expression de NF-κB p65 après la brûlure ont également été régulés par la gestion de la SH.

Conclusion
L’hydrogène peut atténuer la progression précoce de la plaie après une brûlure profonde. L’effet bénéfique de l’hydrogène est médié par l’atténuation du stress oxydatif, qui inhibe l’apoptose et l’inflammation, et la voie de signalisation Akt/NF-κB peut être impliquée dans la régulation de la libération des cytokines inflammatoires.

Guo, S.X., Jin, Y.Y., Fang, Q., You, C.G., et al. (2015) Beneficial Effects of Hydrogen-Rich Saline on Early Burn-Wound Progression in Rats. PLoS ONE, 10, e0124897.

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0124897

Abstract

Les dommages oxydatifs sont impliqués dans les réactions inflammatoires liées à l’âge. Les effets antioxydants de l’eau riche en hydrogène suppriment les dommages oxydatifs, ce qui peut contribuer à inhiber les réactions inflammatoires liées au vieillissement. Nous avons étudié les effets de la consommation d’eau riche en hydrogène sur les tissus parodontaux vieillissants chez des rats sains. Des rats mâles Fischer 344 âgés de quatre mois (n = 12) ont été divisés en deux groupes : le groupe expérimental (traitement à l’eau riche en hydrogène) et le groupe témoin (traitement à l’eau distillée). Les rats ont consommé de l’eau riche en hydrogène ou de l’eau distillée jusqu’à l’âge de 16 mois. À l’âge de 16 mois, le groupe expérimental présentait des dommages oxydatifs parodontaux inférieurs à ceux du groupe témoin. Bien que l’expression protéique de l’interleukine-1β ne diffère pas, l’expression génique des inflammasomes de la protéine 3 du récepteur de type Nod était activée dans les tissus parodontaux du groupe expérimental par rapport au groupe témoin. Il est proposé que la consommation d’eau riche en hydrogène ait des effets anti-âge sur les dommages oxydatifs parodontaux, mais pas sur les réactions inflammatoires chez les rats sains.

Tomofuji, T., Kawabata, Y., Kasuyama, K., Endo, Y., et al. (2014) Effects of Hydrogen-Rich Water on Aging Periodontal Tissues in Rats. Scientific Reports, 4, 5534.

http://dx.doi.org/10.1038/srep05534

Abstract

Contexte
Les escarres de décubitus sont fréquentes chez les personnes âgées immobiles. Des travaux de recherche ont été menés pour trouver une méthode préventive et curative, mais l’efficacité n’est pas suffisante. L’objectif de cette étude est de clarifier l’efficacité clinique sur la cicatrisation des plaies chez les patients atteints d’escarres par l’apport d’eau dissoute dans l’hydrogène (HW) via l’alimentation par sonde (TF). En outre, les fibroblastes dermiques humains normaux OUMS-36 et la lignée cellulaire humaine normale dérivée de l’épiderme, les kératinocytes HaCaT, ont été examinés in vitro afin d’explorer les mécanismes permettant de déterminer si l’hydrogène joue un rôle dans la cicatrisation des plaies au niveau cellulaire.

Méthodes
Vingt-deux patients japonais âgés gravement hospitalisés et atteints d’UP ont été recrutés dans la présente étude. Leur âge variait de 71,0 à 101,0 (86,7 ± 8,2) ans, 12 hommes et 10 femmes, tous souffrant de troubles alimentaires et d’un syndrome d’alitement comme résultats secondaires de diverses maladies sous-jacentes. Tous les patients ont reçu des traitements de soins de routine pour l’UP en combinaison avec l’apport d’eau chaude par TF pour 600 ml par jour, à la place d’une reconstitution partielle de l’humidité. D’autre part, l’eau chaude a été préparée à l’aide d’un appareil de barbotage d’hydrogène qui produit de l’eau chaude avec une concentration d’hydrogène dissous (DH) de 0,8 à 1,3 ppm et un potentiel d’oxydo-réduction (ORP) de -602 mV à -583 mV, contrairement à l’eau ultra-pure (RW) à osmose inversée, comme référence, avec une DH de < 0,018 ppm et un ORP de +184 mV pour l’utilisation dans la recherche expérimentale in vitro. Dans les expériences in vitro, les fibroblastes OUMS-36 et les kératinocytes HaCaT ont été respectivement cultivés dans un milieu préparé avec HW et/ou RW. L’immunostain a été utilisé pour détecter la reconstruction du collagène de type I dans les cellules OUMS-36. Les espèces réactives de l’oxygène (ROS) intracellulaires ont été quantifiées par le test NBT, et la viabilité cellulaire des cellules HaCaT a été examinée par le test WST-1, respectivement.

Résultats
Vingt-deux patients ont été rétrospectivement divisés en un groupe efficace (EG, n = 12) et un groupe moins efficace (LG, n = 10) selon les résultats de l’évaluation finale et les critères de guérison. Les jours d’hospitalisation de l’EG étaient significativement plus courts que ceux du LG (113,3 jours contre 155,4 jours, p < 0,05), et le taux de raccourcissement était d’environ 28,1 %. Que ce soit chez EG ou chez LG, les changements réducteurs (EG : 91,4 % ; LG : 48,6 %) de la taille de la plaie ont représenté une différence statistiquement significative par rapport à la situation avant la prise de HW (p < 0,05, p < 0,001). Les données in vitro démontrent que les ROS intracellulaires quantifiés par le test NBT ont été diminués par le HW, mais pas par le RW, dans les cellules HaCaT irradiées par les ultraviolets A (UVA). La condensation et la fragmentation nucléaires se sont produites pour les cellules HaCaT irradiées par UVA dans RW, mais à peine dans HW, comme le montre la coloration au Hoechst 33342. De plus, sous irradiation UVA, la capacité de réduction mitochondriale des cellules HaCaT ou la construction du collagène de type I dans les cellules OUMS-36 s’est détériorée dans le milieu de culture préparé par RW, mais s’est maintenue dans le milieu de culture préparé par HW, comme le montrent respectivement le test WST-1 et l’immunocoloration.

Conclusions
Il a été démontré que l’apport d’eau chaude par l’intermédiaire de la TF, chez des patients âgés sévèrement hospitalisés atteints d’UP, permettait de réduire la taille de la plaie et d’obtenir un rétablissement rapide, ce qui est dû à la construction de collagène de type I dans les fibroblastes dermiques ou à l’amélioration de la capacité de réduction mitochondriale et à la répression des ROS dans les kératinocytes épidermiques, comme le montrent respectivement les immunocolles ou les tests NBT et WST-1.

Li, Q., Kato, S., Matsuoka, D., Tanaka, H. and Miwa, H. (2013) Hydrogen Water Intake via Tube-Feeding for Patients with Pressure Ulcers and Its Reconstructive Effects on Normal Human Skin Cells in Vitro. Medical Gas Research, 3, Article 2.

https://link.springer.com/article/10.1186/2045-9912-3-20

Abstract

L’eau chaude électrolysée (HW) riche en hydrogène a été préparée à 41 °C et a présenté un hydrogène dissous (DH) de 1,13 ppm et un potentiel d’oxydation-réduction (ORP) de -741 mV, contrairement à moins de 0,01 ppm et +184 mV pour l’eau chaude ordinaire (RW). Des fibroblastes OUMS-36 et des kératinocytes HaCaT ont été utilisés pour examiner les effets de l’eau chaude contre l’irradiation par les rayons UVA. Le collagène de type I a été synthétisé de 1,85 à 2,03 fois plus abondamment par l’application de l’eau chaude pendant 3 à 5 jours que par l’eau tiède dans les fibroblastes OUMS-36, et localisé préférentiellement autour des noyaux comme le montre l’immunocoloration. L’application de HW a empêché de manière significative la mort cellulaire et les dommages à l’ADN tels que la condensation et la fragmentation nucléaire dans les kératinocytes HaCaT irradiés par les UVA, comme estimé par les tests WST-1 et Hoechst 33342. Le HW a significativement supprimé la génération de radicaux superoxyde intracellulaires induite par les UVA dans les deux lignées cellulaires selon le test NBT. La répression des rides a été évaluée cliniquement en utilisant un bain de HW. Six sujets japonais ont participé à un essai de bain de HW (DH, 0,2-0,4 ppm) tous les jours pendant 3 mois. Le bain d’eau chaude a amélioré de manière significative les rides de la nuque de quatre sujets au 90ème jour par rapport au jour 0. Ainsi, le HW peut servir de soin quotidien de la peau pour réprimer les dommages cutanés induits par les UVA en piégeant les ROS et en favorisant la synthèse du collagène de type I dans le derme.

Points forts

► L’eau chaude électrolysée (HW) riche en hydrogène présente une activité antioxydante. ► Les espèces réactives de l’oxygène intracellulaires dérivées des UVA sont éliminées par HW. ► HW favorise la synthèse du collagène de type I et supprime la mort cellulaire in vitro. ► Les bains de HW peuvent servir aux soins quotidiens de la peau pour réprimer les dommages cutanés induits par les UVA.

Kato, S., Saitoh, Y., Iwai, K. and Miwa, N. (2012) Hydrogen-Rich Electrolyzed Warm Water Represses Wrinkle Formation against UVA Ray Together with Type-1 Collagen Production and Oxidative Stress Dimishment in Fibroblasts and Cell-Injury Prevention in Keratinocytes. Journal of Photochemistry and Photobiology B, 106, 24-33.

http://dx.doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2011.09.006