Molekulární vodík chrání chondrocyty před oxidačním stresem

Molekulární vodík (H2) funguje jako rozsáhlá ochrana proti oxidačnímu stresu, zánětům a alergickým reakcím u různých biologických modelů a klinických zkoušek. Nicméně, jeho základní mechanismy zůstávají neznámé. H2 přímo reaguje se silnými reaktivními formami dusíku peroxynitrit (ONOO-), stejně jako s hydroxylovými radikály (OH •), ale ne s radikálem oxidu dusnatého (NO •). Předpokládali jsme, že jedna z funkcí H2 je způsobena snížením buněčné ONOO-, který je generován na rychlou reakci NO • se superoxidy (• O2-). Pro ověření této hypotézy jsme zkoumali, zda H2 mohl obnovit cytotoxicity a transkripční změny vyvolané ONOO – odvozené z NO • v chondrocytech. Ošetřovali jsme kultivované chondrocyty z prasečí chrupavky zadní končetiny nebo z krysího vlákna chrupavky menisku s dárcem NO, • S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP) v přítomnosti nebo nepřítomnosti H2. Životaschopnost chondrocytů byla stanovena použitím nástroje PŘEŽÍT/UMŘÍT Viability/cytotoxicity Kit. Exprese genu těchto proteinů v místě chrupavky a v místě metaloproteinázy byly analyzovány pomocí reverzní transkriptázy vazbou real-time metody PCR. Léčba SNAP zvýšila hladinu nitrovaných proteinů. H2 snížil hladinu nitrovaných proteinů, a potlačil úmrtnost chondrocytů. Je známo, že proteiny v místě chrupavky (včetně agrekanu a kolagenu typu II) a v místě metaloproteinázy (jako MMP3 a MMP13) jsou respektive dolů a nahoru regulovány ONOO-. H2 posílila nárůst genové exprese agrekanu a kolagenu typu II v přítomnosti H2. Naopak projevy genu MMP3 a MMP13 byly sníženy regulací  H2. Proto H2 působilo ve snaze obnovit transkripční změny vyvolané ONOO-. Tyto výsledky naznačují, že jedna z funkcí H2 vykazuje cytoprotektivní účinky a transkripční změny snížením ONOO-. Navíc nové farmakologické strategie zaměřené na selektivní odstranění ONOO, potvrzují, že H2 může představovat mocný nástroj pro preventivní a terapeutické využití pro onemocnění kloubů.

Celou studii v angličtině naleznete na tomto odkaze.

Hanaoka T, Kamimura N, Yokota T, Takai S, Ohta S. Molecular hydrogen protects chondrocytes from oxidative stress and indirectly alters gene expressions through reducing peroxynitrite derived from nitric oxide. Med Gas Res. 2011 Aug 4;1(1):18.