Peranan hidrogen dalam rawatan obesiti

Meningkatkan metabolisme melalui peraturan peptida-1 seperti glukagon (GLP-1), irisin, dan peroxisome proliferator-diaktifkan reseptor gamma coactivator 1α (PGC-1α) itu hanya hipotesis! Peningkatan obesiti dan penyakit yang tidak dapat dijangkiti telah menjadi masalah kesihatan global yang utama, mengakibatkan morbiditi dan kematian yang tinggi. Penyakit -penyakit ini bukan sahaja mengenakan beban berat terhadap sistem penjagaan kesihatan, tetapi juga mempengaruhi kualiti hidup orang di seluruh dunia. Oleh kerana cabaran ini terus berkembang, terdapat keperluan mendesak untuk meneroka pilihan rawatan yang berkesan, ekonomik dan boleh diakses. Walaupun campur tangan farmaseutikal tradisional telah menunjukkan keberkesanan, mereka sering mempunyai batasan, termasuk kesan sampingan dan/atau kos yang tinggi, yang menyoroti kepentingan mengkaji pendekatan alternatif atau pelengkap untuk menangani masalah kesihatan yang kompleks ini. Suplemen makanan menawarkan pendekatan rawatan pelengkap yang menjanjikan dengan mempengaruhi laluan metabolik. Kemajuan terkini dalam kajian peraturan metabolik, termasuk peranan hormon usus seperti peptida seperti glukagon-1 (GLP-1), telah membuka kemungkinan baru untuk pendekatan rawatan inovatif. Dengan matlamat ini, kami mencadangkan hidrogen (H₂) sebagai strategi tambahan yang berpotensi untuk pengurusan obesiti dan penyakit yang tidak dikenali. Hidrogen adalah gas perubatan yang antioksidan, anti-radang, dan sifat isyarat telah ditunjukkan secara meluas dalam lebih daripada 1,000 kajian dalam lebih daripada 100 model penyakit. Ia telah menunjukkan kesan yang signifikan dalam meningkatkan titik akhir klinikal dan penanda pengganti dari penyakit metabolik kepada penyakit keradangan sistemik kronik. Sebagai contoh, percubaan klinikal rawak 6 bulan yang melibatkan 1,088 pesakit dengan diabetes jenis 2 (T2DM) yang menerima terapi antidiabetic standard, yang sebahagiannya ditambah dengan hidrogen yang disedut dan beberapa di antaranya tidak menunjukkan bahawa penggunaan hidrogen jangka panjang parameter metabolik utama. Khususnya, pesakit dalam kumpulan hidrogen telah mengurangkan tahap hemoglobin glycated, glukosa puasa, dan jumlah kolesterol, manakala penilaian model homeostasis terhadap rintangan insulin (HOMA-IR) dan penilaian model homeostasis terhadap indeks-indeks. Dalam kajian yang berkaitan, pasukan penyelidikan kami menjalankan meta-analisis yang menunjukkan potensi air kaya hidrogen (HRW) pada profil lipid dalam populasi klinikal. Keputusan kami menunjukkan bahawa jumlah kolesterol, lipoprotein berkepadatan rendah, dan tahap trigliserida menurun dengan ketara selepas intervensi air kaya hidrogen. Keputusan ini menyerlahkan peranan utama hidrogen dalam kesihatan metabolik, menunjukkan bahawa hidrogen bukan sahaja dapat mengawal profil lipid, tetapi juga boleh menjejaskan insulin dan ghrelin, dua hormon utama yang penting untuk peraturan gula darah. Salah satu mekanisme utama yang menjelaskan kesan hidrogen pada insulin melibatkan peraturan peroksisom proliferator yang diaktifkan reseptor gamma coactivator 1α (PGC-1α). Sebagai contoh, kajian awal telah menunjukkan bahawa memberikan tikus diabetes lelaki DB/db yang minum air hidrogen yang kaya selama dua minggu meningkatkan ekspresi PGC-1α dan menjejaskan profil metabolik mereka dengan ketara. Di samping itu, kesan pengawalseliaan yang berpotensi bagi air yang kaya dengan hidrogen pada ekspresi PGC-1α juga boleh dikaitkan dengan irisin, actin yang dilepaskan ke dalam darah dengan memelihara protein yang mengandungi fibronektin jenis III 5 (FNDC5). Ekspresi PGC-1α dalam otot merangsang peningkatan ekspresi FNDC5, yang pada gilirannya secara langsung mempengaruhi tahap irisin yang beredar. Irisin meningkatkan aktiviti metabolik adiposit dan myocytes, sementara juga mempunyai kesan perlindungan terhadap obesiti, rintangan insulin, dan penyakit hati berlemak bukan alkohol, dan manfaat metabolik ini dikaitkan dengan penanda keradangan. Ini menunjukkan bahawa irisin mungkin terlibat dalam mengawal tindak balas keradangan, dan kemungkinan mekanisme yang berkaitan dengan irisin ini sebahagiannya menerangkan kesan anti-radang dan antioksidan hidrogen. Sambungan yang mungkin antara hidrogen dan irisin boleh mengubah perspektif penyelidikan aplikasi hidrogen. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, penyelidikan terapeutik mengenai GLP-1 telah mendapat perhatian yang meluas. Kajian telah menunjukkan bahawa rawatan dengan agonis reseptor GLP-1 boleh membawa banyak faedah, termasuk hasil kardiovaskular yang lebih baik, kematian yang dikurangkan, dan fungsi buah pinggang yang lebih baik pada pesakit diabetes jenis 2. Di samping itu, agonis reseptor GLP-1 boleh menggalakkan penurunan berat badan pada individu yang berlebihan berat badan dan gemuk, tanpa mengira sama ada mereka mempunyai diabetes jenis 2. Oleh itu, mencari rawatan atau suplemen yang dapat mengawal rembesan GLP-1 telah menjadi tumpuan penyelidikan metabolik. Hidrogen boleh menjejaskan rembesan GLP-1 melalui pelbagai laluan, termasuk yang melibatkan PGC-1α dan mikrobiota usus, yang berpotensi meningkatkan kesannya. PGC-1α terutamanya dikenali sebagai penglibatannya dalam biogenesis mitokondria, pengoksidaan asid lemak, dan peraturan homeostasis tenaga dalam pelbagai tisu, termasuk hati, otot rangka, dan tisu adiposa. Pengaktifannya boleh menjejaskan laluan metabolik yang boleh bersilang dengan yang dikawal oleh GLP-1. Sebagai contoh, kesan GLP-1 dalam meningkatkan pengumpulan lemak hati mungkin melibatkan laluan yang berkaitan dengan fungsi mitokondria dan metabolisme lemak, yang merupakan kawasan di mana PGC-1α memainkan peranan utama. Di samping itu, kajian telah menunjukkan bahawa GLP-1 dapat mengawal gen pelindung mitokondria PGC-1α. GLP-1 meningkatkan ekspresi PGC-1α dengan menurunkan miR-23A, dengan itu menghalang apoptosis hepatosit. Selain itu, ia juga meningkatkan aktiviti protein mitokondria yang tidak menentu 2, yang mengurangkan apoptosis dengan mengurangkan tekanan mitokondria, seterusnya menekankan peranan yang saling berkaitan dengan laluan ini dalam perlindungan sel. Sebaliknya, hidrogen memainkan peranan dalam mengawal mikrobiota usus, dengan itu secara tidak langsung mempengaruhi rembesan GLP-1. Kajian telah menunjukkan bahawa asid lemak rantaian pendek (SCFA) dapat memodulasi pelepasan hormon usus, termasuk mencetuskan rembesan GLP-1. Bakteria usus tertentu merangsang pembebasan GLP-1 dengan menghasilkan asid lemak rantaian pendek seperti butirat, yang dikenali untuk mengaktifkan sel L GLP-1 dalam usus. Kajian terdahulu mendapati bahawa suplemen hidrogen selama 12 minggu dalam 10 individu yang berlebihan berat badan pertengahan umur (5 daripadanya adalah wanita) mengubah tahap asid lemak rantaian pendek, terutama propionat dan butirat. Dengan mempromosikan persekitaran mikrob usus yang sihat, hidrogen dapat meningkatkan pengeluaran asid lemak rantaian pendek, dengan itu mempromosikan rembesan GLP-1 dan meningkatkan peraturan metabolik. Memandangkan semakin banyak bukti terus muncul, peranan hidrogen dalam mengawal rembesan GLP-1 melalui kesan anti-radang, mengawal mikrobiota usus, dan meningkatkan PGC-1α memberikan arah yang menjanjikan untuk penyelidikan metabolik. Ringkasnya, kami percaya bahawa hidrogen boleh menjadi rawatan tambahan yang berharga untuk pesakit dengan penyakit metabolik (lihat Rajah 1). Walau bagaimanapun, penyelidikan asas dan eksperimen lebih lanjut diperlukan untuk menjelaskan mekanisme tindakannya dan mengembangkan potensi terapeutiknya dalam pengurusan penyakit seperti diabetes jenis 2, obesiti, dan sindrom metabolik.

Rajah 1: Peraturan-pengantara hidrogen PGC-1α, irisin, dan ekspresi GLP-1. Kesan gas hidrogen (H2) pada kesihatan metabolik adalah pelbagai. Pertama, H2 meningkatkan aktiviti gamma coactivator reseptor peroxisome proliferator 1α (PGC-1α), yang kemudiannya menggalakkan pengeluaran irisin melalui jalur protein yang mengandungi domain fibronectin III 5 (FNDC5). Di samping itu, PGC-1α membentuk gelung maklum balas positif dengan peptida seperti glukagon-1 (GLP-1), yang bersama-sama mempunyai kesan yang baik terhadap kesihatan metabolik. Di samping itu, H2 mempunyai kesan positif terhadap mikrobiota usus dengan mempromosikan pengeluaran asid lemak rantaian pendek (SCFA), terutamanya butirat dan propionat. SCFA ini telah ditunjukkan untuk meningkatkan rembesan GLP-1, membentuk gelung maklum balas positif yang seterusnya menyokong peraturan metabolik. Dibuat dengan Adobe Photoshop CS6.