Wodór cząsteczkowy wzmaga proliferację komórek nowotworowych, które wykazują silną reakcję mitochondrialnego niezwiniętego białka

Wodór cząsteczkowy łagodzi stany zapalne i patologiczne w różnych chorobach, jednak do tej pory rzadko donoszono o wpływie wodoru na raka. Dodatkowo mechanizmy molekularne stanowiące podstawę działania wodoru są wciąż badane. Jednak naukowcy odkryli, że wodór wzmaga proliferację czterech z siedmiu linii komórkowych odpowiadających za rozwój raka.

 

Efekty sprzyjające proliferacji (mnożeniu się komórek) nie były skojarzone z podstawowymi poziomami komórek reaktywnych form tlenu. Profilowanie ekspresji siedmiu komórek wykazało, że osoby reagujące na kurację wodorem wykazują wyższą dynamikę transportu genów cząsteczek elektronów (ETC) łańcucha mitochondrialnego, niż osoby obojętne na przyjmowany wodór. Dodatkowo pacjenci reagujący na wodór mają wyższą masę mitochondriów, wyższy poziom ponadtlenku mitochondriów, wyższy potencjał błony mitochondrialnej oraz wyższą zapasową pojemność oddechową mitochondriów niż osoby niereagujące. U osób dobrze reagujących na wodór, pierwiastek ten wywołał odpowiedź mitochondrialnego niesfałdowanego białka (mtUPR). Łagodzenie proliferacji komórek przez rotenon, inhibitor mitochondrialnego kompleksu ETC I zostało wywołane przez wodór u pacjentów dobrze przyswajających ten pierwiastek.

Wodór wydobywa mtUPR i wywołuje proliferację komórek w komórkach nowotworowych, które mają wysoką podstawową i zapasową aktywność mitochondrialną ETC.

Zdrowotne działania wodoru

Wodór molekularny ma łatwy dostęp do każdego narządu i organelli komórkowych ze względu na mały rozmiar cząsteczkowy i niepolarny charakter. Niektóre prokarioty przenoszą hydrogenazy do metabolizowania wodoru, a inne rzadkie eukarionty przenoszą hydrogenazy. Pomimo tego, że hydrogenazy nie występują u wszystkich eukatrionów, to i tak wodór wywiera działanie łagodzące choroby. Wpływ wodoru na stres oksydacyjny, choroby zapalne i metaboliczne był wielokrotnie opisywany. Po latach badań po raz pierwszy odkryto, że wodór łagodzi zawał mózgu, prawdopodobnie ze względu na zdolność wodoru do redukcji rodników hydroksylowych i peroksyazotynu.

Późniejsze obserwacje wykryły różnorodne działania modulujące sygnał, których nie da się łatwo wytłumaczyć radykalnymi działaniami oczyszczającymi. Jednym z przykładów jest to, że wodór aktywuje szlak sygnałowy, który w przeciwieństwie do wychwytywania rodników jest na ogół aktywowany przez stres oksydacyjny. Badania wykazują, że wodór hamuje nieprawidłowo aktywowaną sygnalizację (Wnt/β-kateniny) poprzez zwiększanie aktywności kompleksu degradacji β-kateniny.  Jednocześnie pierwiastek ten poprzez hamowanie sygnalizacji Wnt/β-kateniny łagodzi u myszy objawy choroby zwyrodnieniowej stawów.

Dodatkowo okazało się, że poprzez profilowanie ekspresji genów wodór wywołuje reakcję szoku cieplnego, która zwiększa biosyntezę kolagenu i obniża cykl komórkowy. Białko szoku cieplnego i inne cząsteczki związane z odpowiedzią mitochondrialnego niesfałdowanego białka (mtUPR) są wytwarzane u myszy po wypiciu wody bogatej w wodór. Białka te są wywoływane w odpowiedzi na stres w celu utrzymania proteostazy mitochondrialnej. Kumulacja niesfałdowanych i nieprawidłowo sfałdowanych białek w mitochondriach indukuje fosforylację eukariotycznego czynnika inicjacji translacji 2α, w której pośredniczą kinazy, w tym również kinaza białkowa oraz eukariotyczny czynnik inicjacji translacji 2-alfa kinaza.  Fosforylacja ma podwójny wpływ na translację białek, wywołuje jej potężne obniżenie i powoduje translację aktywujących czynników transkrypcyjnych oraz białka homologicznego(CHOP).

Podczas badań naukowcy odkryli, że wodór ułatwił proliferację czterech linii komórek nowotworowych. Badacze przeanalizowali mechanizmy molekularne, które określały różne profile proliferacji między dwiema grupami linii komórek nowotworowych. Odkryli, że osoby reagujące miały wyższą ekspresję genów mitochondrialnych i wyższą aktywność mitochondrialnego łańcucha transportu elektronów (ETC) niż osoby niereagujące. Dodatkowo wodór wywoływał mtUPR tylko u pacjentów odpowiadających.

Wodór promuje proliferację komórek w czterech z siedmiu linii komórek nowotworowych

W celu zbadania wpływu wodoru cząsteczkowego na wzrost komórek nowotworowych przeanalizowano proliferację siedmiu ludzkich linii komórkowych raka (A549, HCT116, HeLa, HepG2, HT1080, PC3 i SH-SY5Y). Wyniki pokazują, że skutkiem działania wodoru jest to, iż proliferacja czterech linii komórkowych (A549, HeLa, HT1080 i PC3) wzrosła 1,16-1,27-krotnie o 5-procentowy gazowy wodór i 1,30-1,41-krotnie o 10-procentowy gazowy wodór w porównaniu do 10-procentowego azotu. Jednocześnie rezultaty tego eksperymentu pokazują, że proliferacja pozostałych trzech linii komórkowych (HCT116, HepG2 i SH-SY5Y) nie zwiększyła się znacząco.

Wpływ wodoru na proliferację komórek jest niezależny od stężenia komórkowych reaktywnych form tlenu (ROS)

W celu sprawdzenia, czy różnica w odpowiedziach komórkowych na wodór została wyjaśniona różnicą w redukcji ROS, badacze przeanalizowali stężenia komórkowych ROS przez DCFDA na poziomie podstawowym i po inkubacji pod 10-procentowym gazowym wodorem przez 6 i 24 godziny. Podstawowe poziomy ROS u osób reagujących i nieodpowiadających były średnio statystycznie podobne. Inkubacja siedmiu linii komórkowych pod 10-procentowym gazowym wodorem przez 6 i 24 godziny naprzemiennie zmniejszały poziomy komórkowe ROS w komórkach osób odpowiadających, jak i niereagujących. W związku z tym jest mało prawdopodobne, aby różnice we wpływie wodoru na poziomy ROS odpowiadały różnicom w odpowiedziach proliferacyjnych na wodór w siedmiu liniach komórkowych.

Wysoka ekspresja genów mitochondrialnych przewiduje proliferację komórek za pośrednictwem wodoru

Po przeanalizowaniu ekspresji genów osób reagujących na działanie wodoru okazało się, że u badanych dziewiętnaście zestawów genów odpowiedziało na kurację. Natomiast u pacjentów niereagujących na działanie wodoru odpowiedź była tylko w czterech zestawach genów. U osób, które dobrze reagowały na wodór, 12 z 19 zestawów genów o wysokiej ekspresji było związanych z aktywnościami mitochondriów ETC. Wśród nich najwyższym zestawem genów był „transport elektronów sprzężony z syntezą ATP”, a drugim była „aktywność łańcucha oddechowego”.

Osoby reagujący na działanie wodoru wykazują wyższą aktywność mitochondrialną ETC

Badania objęły także masę mitochondriów, mitochondrialny ponadtlenek i potencjał błony mitochondrialnej bez wodoru w siedmiu liniach komórkowych. Analiza metodą cytometrii przepływowej wykazała, że masa mitochondriów była wyższa u osób reagujących na kurację wodorem. Dodatkowo badania wykazały również, że mitochondrialny potencjał ponadtlenkowy i potencjał błony mitochondrialnej były wyższe u pacjentów odpowiadających. W przeciwieństwie do tego profile czasowe mitochondrialnego nadtlenku i potencjały błony mitochondrialnej po ekspozycji na wodór były podobne między komórkami HT1080 (odpowiadającymi) i komórkami HepG2 (nieodpowiadającymi).

Wodór cząsteczkowy indukuje odpowiedź mitochondrialnego niezwiniętego białka (mtUPR) w komórkach reagujących na wodór

Wysoka ekspresja genów mitochondrialnych i wysoka mitochondrialna aktywność ETC u osób reagujących na wodór skłoniły badaczy do postawienia hipotezy, że sygnały związane z mitochondriami są łatwo indukowane przez wodór u tych pacjentów. W ten sposób zbadano ekspresję cząsteczek związanych z mtUPR w siedmiu liniach komórkowych. Badanie wykazało, że 10-procentowy gazowy wodór wywoływał ekspresję cząsteczek związanych z mtUPR u osób odpowiadających. Dodatkowo cząsteczka upstream w szlaku sygnałowym mtUPR, ATF5 była również średnio zwiększona u osób reagujących na kurację wodorem. Potwierdza to, że  wodór indukuje mtUPR, o czym świadczy regulacja wzrostowa cząsteczek związanych z mtUPR.

Wodór cząsteczkowy moduluje stres mitochondrialny i promuje proliferację komórek

W związku z tym, że mtUPR ma istotne znaczenie dla łagodzenia stresu mitochondrialnego, badacze sprawdzili, czy wodór łagodzi też stres mitochondrialny wywołany przez rotenon, inhibitor mitochondrialnego kompleksu ETC I. Okazuje się, że osłabienie proliferacji komórek przez rotenon w LD20 zostało częściowo wyhamowane przez wodór, zależnie od dawki, jaką przyjmowały osoby reagujące i niereagujące na kurację. Badania potwierdziły, że rotenon hamował proliferację komórek zarówno u osób reagujących, jak i niereagujących poprzez zmniejszenie produkcji energii mitochondrialnej. Natomiast mtUPR wywoływany tylko u osób reagujących na wodór odmładzał produkcję energii mitochondrialnej i pobudzał proliferację komórek.

Korzystne działanie wodoru opisano w wielu chorobach człowieka i modelach zwierzęcych. Badania wykazały, że wodór cząsteczkowy prowokuje mtUPR i zwiększa proliferację komórek w czterech z siedmiu testowanych ludzkich linii nowotworowych. Dodatkowo cztery komórki reagujące na wodór mają wyższą ekspresję mitochondrialnych genów ETC i wyższą aktywność mitochondriów ETC niż trzy komórki niereagujące na wodór.

Naukowcy wykazali, że wysoki stosunek NAD+/NADH napędza proliferację komórek. Aby zwiększyć stosunek NAD+/NADH, komórki nowotworowe blokują dehydrogenazę pirogronianową (PDH), która przekształca NAD+ w NADH. W związku z tym, że blokada PDH ogranicza źródło energii dla cyklu TCA i późniejszego mitochondrialnego ETC, komórki nowotworowe stają się zależne od glikolizy. To efekt Warburga, czyli glikolizy tlenowej (metabolizowanie glukozy do mleczanu przez komórki nowotworowe). Wodór może wykorzystywać te mechanizmy do wywoływania proliferacji komórek. Naukowcy udowodnili, że wodór zwiększa proliferację komórek nowotworowych o wysokiej aktywności mitochondrialnej ETC. Wodór może zatem zwiększać proliferację zróżnicowanych komórek rakowych bardziej niż niezróżnicowanych komórek rakowych. Dodatkowo wodór określa różnicowanie glejaka wielopostaciowego i hamuje jego wzrost w modelu zwierzęcym.

Wodór zwiększa odporność na raka, łagodzi również niekorzystne skutki chemioterapii i radioterapii.

Tłumaczenie własne Symec Consulting jonizatory.eu na podstawie Molecular Hydrogen Enhances Proliferation of Cancer Cells That Exhibit Potent Mitochondrial Unfolded Protein Response, https://www.mdpi.com/1422-0067/23/5/2888/htm?fbclid=IwAR3DhbO0ef9Fv7LrvbHHAbl_YfmHpFxYctzoi_gdHePfYBbKKVxqTEVp3Eg

  • Najmocniejszy generator wodoru na rynku plus przydatny pojemnik do wody wodorowej

    Generator wody wodorowej Q-Cup Max +H2 Keep pojemnik

    1.389,00 

    Poprzednia najniższa cena: 1.389,00 .

    Do koszyka
  • Inhalator do wodoru H2 i gazu Browna Respire 1000

    11.900,00 

    Poprzednia najniższa cena: 11.900,00 .

    Do koszyka
  • Generator wodoru do instalacji pod blatem jest najprostszym rozwiązaniem dla uzyskiwania wody wodorowej na bieżąco z wylewki.

    Generator wodoru podzlewowy H2life Pro

    2.790,00 

    Poprzednia najniższa cena: 2.790,00 .

    Do koszyka

Zastrzeżenia:

Produkty, artykuły i inne treści na www.jonizatory.eu nie są do diagnozowania, leczenia, łagodzenia lub zapobiegania jakiejkolwiek chorobie lub w zaburzeniach zdrowia. Artykuły/treści na stronie nie zostały poddane zatwierdzeniu przez agencje rządowe. Treści publikowane na serwisie nie mogą być traktowane jako porady lekarskie lub diagnozowanie jakiejkolwiek choroby. W odniesieniu do spraw dotyczących leczenia konieczny jest kontakt z pracownikami służby zdrowia.