Поддержка митохондрий и энергии с помощью молекулярного водорода (H₂)
Молекулярный водород (H₂) представляет собой крайне малую и нейтральную молекулу, обладающую способностью проникать внутрь клеток, включая органеллы. Одной из ключевых мишеней его воздействия оказываются митохондрии — «энергетические станции» клеток, где осуществляется синтез аденозинтрифосфата (АТФ), главной «энергетической валюты» организма. В нормальных условиях выработка АТФ сопровождается образованием реактивных форм кислорода (ROS), часть из которых может стать источником окислительного стресса. Если ROS образуются в избытке, они способны повреждать мембраны митохондрий, белки дыхательной цепи, ДНК и нарушать нормальное функционирование митохондрий, что снижает эффективность производства энергии и может способствовать старению и заболеваниям.
Молекулярный водород действует как селективный антиоксидант: он реагирует преимущественно с наиболее агрессивными формами кислорода — такими, как гидроксильные радикалы (•OH) и пероксинитрит (ONOO⁻), — и не вмешивается в полезные сигнальные окислительно-восстановительные процессы. Это позволяет ему уменьшать окислительное давление на митохондрии, не подавляя при этом физиологические реакции, где ROS участвуют как сигнальные молекулы. Исследования показали, что H₂ может усиливать активность комплексов дыхательной цепи, улучшать митохондриальный мембранный потенциал (MMP), снижать утечку электронов и повышение эффективности окислительного фосфорилирования, что приводит к увеличению продукции АТФ. PMC+2MDPI+2
Кроме того, водород участвует в регуляции механизмов контроля качества митохондрий: активация процессов митофагии (удаления повреждённых митохондрий), баланс динамики митохондрий (слияние и деление), а также регуляция митохондриальной биогенеза через сигнальные пути (например, PGC-1α, NRF, TFAM) позволяют поддерживать «здоровый пул» митохондрий. Frontiers+2PMC+2 В ситуациях окислительного повреждения H₂ может подавлять активацию механизма NLRP3-инфламмасомы через модуляцию аутофагии, что косвенно помогает сохранить митохондриальную функцию и уменьшить повреждения. spandidos-publications.com+1 В модельных исследованиях отмечено, что при длительном воздействии H₂ повышается экспрессия белков, ответственных за слияние митохондрий (например, Mfn2), и снижается экспрессия протеинов, способствующих чрезмерному расщеплению митохондрий (Drp1), что стабилизирует структуру и функционирование митохондрий. PLOS+1
Таким образом, регулярное поступление молекулярного водорода может способствовать повышению устойчивости митохондрий к окислительному стрессу, улучшению их работы, увеличению продукции АТФ и задержке дегенеративных изменений на клеточном уровне. Это особенно актуально во время иммунного, воспалительного или оксидативного стресса, при старении и в ряде патологических состояний.
Источники:
Mitochondria: one of the vital hubs for molecular hydrogen’s biological functions — обзор о влиянии H₂ на митохондриальную функцию и контроль качества митохондрий. Frontiers+1
Molecular Hydrogen Therapy: Mechanisms, Delivery Methods — обзор механизмов, по которым H₂ регулирует энергетический метаболизм через митохондрии и ЭР. PMC
Hydrogen: A Rising Star in Gas Medicine as a Mitochondria-targeting nutrient — обсуждается активация антиоксидантных путей (Keap1-Nrf2) и защита митохондрий. PMC
Molecular Hydrogen Therapy—A Review on Clinical Studies and Applications — обзор клинических исследований по применению водорода. PMC
Hydrogen alleviates mitochondrial dysfunction and organ damage via autophagy-mediated NLRP3 inflammasome inactivation in sepsis — экспериментальное исследование роли H₂ в защите митохондрий и тканей через подавление воспаления. spandidos-publications.com
Long-term consumption of hydrogen-rich water provides protection against mitochondrial dysfunction — исследование, демонстрирующее улучшение показателей митохондриальной функции (АТФ, биогенез) при длительном введении H₂. PLOS
Redox-Mechanisms of Molecular Hydrogen Promote Healthful Aging — обзор, где рассматривается роль H₂ в снижении окислительного стресса, стабилизации мембран и защите митохондрий. MDPI
The Effect of Adjuvant Therapy with Molecular Hydrogen on Mitochondrial Metrics in Patients with NAFLD — клиническое исследование, показывающее повышение содержания CoQ₁₀ и улучшение показателей митохондриального дыхания после терапии H₂. MDPI