Перспективы использования молекулярного водорода в экологичной и спортивной медицине (обзор литературы)

Актуальность исследований молекулярного водорода в мире значительно увеличились, так как он оказался чрезвычайно уникальным реагентом, поскольку обладает способностью действовать на клеточном уровне. Водород способен преодолевать гематоэнцефалический барьер, проникать в митохондрии и другие области клеток, где он проявляет антиоксидантные, антиапоптотические, противовоспалительные и цитопротективные свойства. Целью научного обзора является теоретическое обоснование современного состояния применения молекулярного водорода и водородной воды в экологичной и спортивной медицине. Для этого предоставлены доказательства относительно влияния потребления молекулярного водорода и водородной воды на изменения физиологических и биохимических параметров с учетом окислительного стресса, вызванного физическими нагрузками. Кроме того, в настоящем обзоре освещаются возможные будущие направления в этой области исследований.

1. Ostoich S.M. Molecular hydrogen in sports medicine: new therapeutic perspectives. International Journal of Sports Medicine. 2015;36(4):273-279. https://doi.org/10.1186/1476-5918-8-1

2. Kawamura T., Higashida K., Muraoka I. Application of Molecular Hydrogen as a Novel Antioxidant in Sports Science. Oxid Med Cell Longev. 2020;2020. https://doi.org/10.1155/2020/2328768. Hindawi.com. Article ID2328768

3. Huang C.S., Kawamura T., Toyoda Y. and Nakao A. Recent advances in hydrogen research as a therapeutic medical gas. Free Radical Research. 2010;44(9):971-982. https://doi.org/10.3109/10715762.2010.500328

4. Dixon B.J., Tang J., Zhang J.H. The evolution of molecular hydrogen: a noteworthy potential therapy with clinical significance. Medical Gas Research. 2013;3(1):10. https://doi.org/10.1186/2045-9912-3-10

5. Ohta S. Molecular hydrogen as a preventive and therapeutic medical gas: initiation, development and potential of hydrogen medicine. Pharmacology & Therapeutics. 2014;144(1):1-11. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2014.04.006

6. Ichihara M., Sobue S., Ito M., Ito M., Hirayama M., Ohno K. Beneficial biological effects and the underlying mechanisms of molecular hydrogen - comprehensive review of 321 original articles. Medical Gas Research. 2015;5(12):1-21. https://doi.org/10.1186/s13618-015-0035-1

7. Ge L., Yang M., Yang N. N., Yin X. X., Song W. G. Molecular hydrogen: a preventive and therapeutic medical gas for various diseases. Oncotarget. 2017;8(60):102653-102673. https://doi.org/10.18632/oncotarget.21130

8. Iuchi K., Kamimura N., Nishimaki K., Imoto A. Molecular hydrogen regulates gene expression by modifying the free radical chain reaction-dependent generation of oxidized phospholipid mediators. Scientific Reports. 2016;6(1):18971. https://doi.org/10.1038/srep18971

9. Рахманин Ю.А., Егорова Н.А., Михайлова Р.И. и др. Молекулярный водород: биологическое действие, возможности применения в здравоохранении (обзор). Гигиена и Санитария. 2019;98(4)359-365. https://doi.org/10/18821/0016-9900-2019-98-4-359-365

10. Чепур С.В., Плужников Н.П., Хурцилава О.Г. и др. Биологические эффекты молекулярного водорода и возможности его применения в клинической практике. Успехи современной биологии. 2017;137(3):311-318.

11. Kosuke A., Atsunori N., Takako A., et all, Pilot study: Effects of drinking hydrogen-rich water on muscle fatigue caused by acute exercise in elite athletes. Med Gas Res. 2012;2(12). https://doi.org/10.1186/2045-9912-2-12

12. Barr S. I. Effects of dehydration on exercise performance. Can J Appl Physiol. 1999;24(2):164-172. https://doi.org/10.1139/h99-014

13. Лапин А.А., Чугунов Ю.В., Филиппов С.Д. Суммарная антиоксидантная активность водных систем, насыщенных водородом. Бутлеровские сообщения. 2015;44(12):61-66. ROI: jbc-01/15-44-12-61

14. Lapin A.A., Filippov S.D., Zelenkov V.N., Kalayda A.A. Biochemical effect sofmolecular hydrogenin aqueous-systems. International Scientific and Practical Conference: Water Power Energy Forum 2018 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 288 (2019) 012054 IOP Publishing https://doi.org/10.1088/1755-1315/288/1/012054

15. Лапин А.А., Хачатрян А.П. Антиоксидантные свойства водных сред с молекулярным водородом. Часть 2. Обоснование применения ёмкостей «Акваспектр» для насыщения водных сред активным водородом с использованием биохимического показателя суммарной антиоксидантной активности. Бутлеровские сообщения. 2020;61(3):59-65. https://doi.org/10.37952/ROI-jbc-01/20-61-2-3-59

16. Лапин А.А., Чугунов Ю.В. Влияние температуры на антиоксидантную активность воды. Бутлеровские сообщения. 2012;30(6):113-119. ROI: jbc-01/12-30-6-113

17. Лапин А.А., Гарифуллин И.Г., Литвинов С.Д., Зеленков В.Н. Антиоксидантные свойства водных сред с молекулярным водородом и их применение в экологичной медицине. Вестник медицинского института «Реавиз»: реабилитация, врач и здоровье. Изд-во: Медицинский университет «Реавиз» (Самара). 2020;44(2):13-20. eLIBRARY ID: 43327447

18. Каратаев О.Р., Лапин А.А., Зеленков В.Н. Современное состояние электрохимических методов анализа для исследования водных систем. Бутлеровские сообщения. 2021;67(8):89-97. https://doi.org/10.37952/ROI-jbc-B/21-1-2-5

19. Dobashi S., Takeuchi K, Koyama K. Hydrogen-rich water suppresses the reduction in blood total antioxidant capacity induced by 3 consecutive days of severe exercise in physically active males. Med Gas Res. 2020; 10(1):21-26. https://doi.org/10.4103/2045-9912.279979. PMID: 32189665

20. Lee N.H. and Son Ch.G. Fatigue severity of patients with idiopathic chronic fatigue compared to healthy subjects. Journal of Traditional Chinese Medicine. 2012;32(3):355-357. https://doi.org/10.1016/S0254-6272(13)60037-0

21. Водородная вода для спортсменов, польза и эффект [Электронный ресурс]. – URL: https://h2voda.com/vodorodnaya-voda-dlya-sportsmenov/ (Дата обращения 23.08.2021)

22. H2 для спортсменов. Последние научные исследования о пользе водорода для спортсменов. Правильная гидратация для спортсменов [Электронный ресурс]. – URL: https://h2fxwater.ru/h2-dlya-sporta/ (Дата обращения 23.08.2021)

23. Norheim K.B., Jonsson G. and Omdal R. Biological mechanisms of chronic fatigue. Rheumatology (Oxford, England). 2011;50(6):1009-1018. https://doi.org/10.1093/rheumatology/keq454

24. Ara J., Fadriquela A., Ahmed M.D.F. et all. Hydrogen Water Drinking Exerts Antifatigue Effects in Chronic Forced Swimming Mice via Antioxidative and Anti-Inflammatory Activities. BioMed Research International. 2018;2018:1-9. https://doi.org/10.1155/2018/2571269

25. Ohsawa M., Ishikawa K. Takahashi et al. Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nature Medicine. 2007;13(6):688-694. https://doi.org/10.1038/nm1577

26. Nakashima-Kamimura N., Mori T., Ohsawa I., Asoh S., and Ohta S. Molecular hydrogen alleviates nephrotoxicity induced by an anti-cancer drug cisplatin without compromising antitumor activity in mice. Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 2009;64(4):753-761. https://doi.org/10.1007/s00280-008-0924-2

27. Sato Y., Kajiyama S., Amano A., Kondo Y., Sasaki T. and Handa S. Biochemical and Biophysical Research Communications. Hydrogen-rich pure water prevents superoxide formation in brain slices of vitamin C-depleted SMP30/GNL knockout mice. PubMed. 2008;375(3):346-350. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2008.08.020

28. Kawamura T., Gando Y., Takahashi M., Hara R., Suzuki K., Muraoka I. Effects of hydrogen bathing on exercise-induced oxidative stress and delayed-onset muscle soreness. Japanese Journal of Physical Fitness and Sports Medicine. 2016;65(3):297-305. https://doi.org/10.7600/jspfsm.65.297

29. Todorovic N., Javorac D., Stajer V., Ostojic S.M. et al. The effect of Supersaturated Hydrogen-Rich Water Bathing on Biomarkers of Muscular Damage and Soreness Perception in Young Men Subjected to High-Intensity Eccentric Exercise. J. Sports Med (Hindawi Publ Corp). 2020;1(5):8836070. https://doi.org/10.1155/2020/8836070

30. Kato Sh., Saitoh Y., Iwai K., Miwa N. Hydrogen-rich electrolyzed warm water represses wrinkle formation against UVA ray together with type-I collagen production and oxidative-stress diminishment in fibroblasts and cell-injury prevention in keratinocytes. J. Photochem Photobiol B. 2012;106:24-33. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2011.09.006