Τι συμβαίνει στο αέριο υδρογόνο μετά την εισπνοή; Απορρόφηση, εκπνοή και το H2 που παράγει ήδη το έντερό σας

Μόλις το αέριο υδρογόνο φτάσει στους πνεύμονές σας, περνά στην κυκλοφορία του αίματος μέσα σε λίγες στιγμές, μεταφέρεται για λίγο με την κυκλοφορία και αποβάλλεται ξανά από τους ίδιους πνεύμονες κατά την εκπνοή, επειδή είναι πολύ μικρό και χημικά πολύ αδρανές για να αποθηκευτεί ή να διασπαστεί από τον οργανισμό. Ούτε αυτό είναι κάτι που συμβαίνει αποκλειστικά σε μια συνεδρία εισπνοής: τα βακτήρια του εντέρου σας παράγουν συνεχώς το ίδιο μόριο ως φυσιολογικό παραπροϊόν της πέψης των υδατανθράκων, και αποβάλλεται από το σώμα σας με τον ίδιο τρόπο, μέσω της αναπνοής. Αυτή ακριβώς την κοινή οδό αποβολής μετρά η δοκιμασία αναπνοής υδρογόνου.

• Το υδρογόνο περνά γρήγορα από τους πνεύμονες λόγω του μεγέθους και της χημικής του σύστασης, όχι χάρη σε κάποια ειδική μέθοδο χορήγησης — ένα μικρό, μη πολικό αέριο με χαμηλή διαλυτότητα διαχέεται γρήγορα μέσα από μια μεμβράνη, ανεξάρτητα από την πηγή του.
• Δεν υπάρχει στάδιο αποθήκευσης. Το υδρογόνο δεν πέπτεται, δεν μεταβολίζεται και δεν συγκρατείται όπως ένα θρεπτικό συστατικό, επομένως η αναπνοή συνεχίζει να το απομακρύνει όσο υπάρχει πηγή που το παρέχει.
• Το έντερό σας παράγει ήδη αέριο υδρογόνο καθημερινά, ως φυσιολογικό προϊόν της βακτηριακής ζύμωσης, και η δοκιμασία αναπνοής υδρογόνου έχει σχεδιαστεί ειδικά για να το ανιχνεύει στον αέρα που εκπνέετε.
• Τα ml/min και τα ppm μετρούν διαφορετικά πράγματα. Η ονομαστική παροχή μιας συσκευής δεν προβλέπει πόσο υδρογόνο θα εμφανιστεί στο αίμα ή στην αναπνοή σας, επομένως οι δύο αριθμοί δεν μπορούν να συγκριθούν άμεσα.

Τι είδους αέριο εισπνέετε στην πραγματικότητα

Το υδρογόνο (H2) είναι το μικρότερο και ελαφρύτερο μόριο που υπάρχει, και τα δύο άτομά του δεν έχουν ανισοκατανομή φορτίου, γεγονός που το καθιστά μη πολικό. Αυτές οι δύο ιδιότητες καθορίζουν σχεδόν τα πάντα σχετικά με τη συμπεριφορά του μόλις βρεθεί μέσα στο σώμα σας. Διαλύεται ελάχιστα στο νερό και στο αίμα — ένα κορεσμένο διάλυμα περιέχει μόλις περίπου 0,8 mmol/L, ή περίπου 1,6 ppm, υπό φυσιολογικές συνθήκες (πηγή: Το μοριακό υδρογόνο στη θεραπεία των πνευμονικών παθήσεων). Η ίδια ανασκόπηση περιγράφει το υδρογόνο ως γενικά αδρανές μέσα στα κύτταρα των θηλαστικών, καθώς αντιδρά κυρίως με ένα στενό σύνολο ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων και όχι με τις συνήθεις χημικές ουσίες των κυττάρων.

Αυτός ο συνδυασμός — μικρό, μη πολικό και χημικά αδρανές — εξηγεί γιατί το υδρογόνο δεν συμπεριφέρεται όπως ένα θρεπτικό συστατικό που ο οργανισμός απορροφά και επεξεργάζεται ή όπως ένα φάρμακο που δεσμεύεται σε έναν υποδοχέα και μεταβολίζεται. Συμπεριφέρεται περισσότερο σαν αέριο που περνά μέσα από ένα σύστημα σχεδιασμένο για ανταλλαγή αερίων, κάτι ακριβώς για το οποίο υπάρχουν οι πνεύμονες.

Από τη ρινική κάνουλα στην κυκλοφορία του αίματος: πώς κινείται το εισπνεόμενο υδρογόνο

Τα μικρά, μη πολικά μόρια διασχίζουν τις βιολογικές μεμβράνες με ελάχιστη αντίσταση, και η ίδια ανασκόπηση αναφέρει ότι το υδρογόνο «μπορεί να φτάσει εύκολα και γρήγορα στα κύτταρα των πνευμόνων και να δράσει απευθείας στους πνεύμονες» (πηγή: Το μοριακό υδρογόνο στη θεραπεία των πνευμονικών παθήσεων). Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι το εισπνεόμενο υδρογόνο δεν χρειάζεται στάδιο πέψης ή μηχανισμό μεταφοράς για να περάσει στην κυκλοφορία, όπως συμβαίνει με την τροφή· διαχέεται απευθείας μέσα από τη λεπτή μεμβράνη που χωρίζει τον αέρα στους πνεύμονες από το αίμα στα γύρω τριχοειδή αγγεία.

Επειδή τίποτα δεν το μεταβολίζει ή δεν το αποθηκεύει στην πορεία, δεν δημιουργείται απόθεμα υδρογόνου στο σώμα σας μεταξύ των συνεδριών. Το αέριο είτε μεταφέρεται χάρη στη συνεχιζόμενη διάχυση, η οποία καθορίζεται από όποια διαφορά συγκέντρωσης υπάρχει εκείνη τη στιγμή ανάμεσα στον αέρα που αναπνέετε και στο αίμα σας, είτε δεν βρίσκεται καθόλου εκεί. Αυτή η εικόνα διαφέρει ουσιαστικά από εκείνη ενός συμπληρώματος που συσσωρεύεται στους ιστούς μέσα σε ημέρες.

Γιατί οι λειτουργίες «καθαρού» και «μικτού» αερίου δεν αλλάζουν τη δράση του ίδιου του υδρογόνου

Οι συσκευές εισπνοής συνήθως προσφέρουν λειτουργία καθαρού H2 και λειτουργία μείγματος H2+O2 στην ίδια παροχή, και αξίζει να διευκρινιστεί τι αλλάζει στην πραγματικότητα με αυτή την επιλογή. Αλλάζει τι άλλο εισέρχεται μαζί με το υδρογόνο στους πνεύμονές σας σε κάθε αναπνοή — καθαρό υδρογόνο ή υδρογόνο αναμεμειγμένο με οξυγόνο. Δεν αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο το ίδιο το μόριο του υδρογόνου διαχέεται στους πνεύμονες όταν φτάσει εκεί. Πρόκειται για ρύθμιση της συσκευής και της παροχής, όχι για διαφορά στη βασική βιολογία.

Πώς αποβάλλεται από το σώμα: με την εκπνοή

Η ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες γίνεται συνεχώς και προς τις δύο κατευθύνσεις, μέσα από την ίδια μεμβράνη: το οξυγόνο διαχέεται προς τα μέσα και το διοξείδιο του άνθρακα προς τα έξω, αδιάκοπα, με κάθε αναπνοή. Ένα μικρό αέριο με χαμηλή διαλυτότητα, όπως το υδρογόνο, ακολουθεί την ίδια αμφίδρομη οδό. Μόλις μια εισπνεόμενη πηγή σταματήσει να παρέχει νέο υδρογόνο, η βαθμίδα συγκέντρωσης που το οδηγούσε στο αίμα αντιστρέφεται και η ίδια διάχυση που το έφερε προς τα μέσα αρχίζει να το μεταφέρει προς τα έξω μέσω της εκπνοής.

Το άρθρο αυτό δεν θα αποδώσει συγκεκριμένο χρόνο αποβολής σε αυτή τη διαδικασία, επειδή καμία πηγή που εξετάσαμε δεν μετρά τον χρόνο για εισπνεόμενο υδρογόνο σε ανθρώπους με αρκετή ακρίβεια ώστε να μπορεί να αναφερθεί υπεύθυνα. Αυτό που τεκμηριώνεται καλά είναι ο μηχανισμός: χωρίς μεταβολική οδό για τη διάσπαση του υδρογόνου ή σημείο αποθήκευσης για τη συγκράτησή του, η εκπνοή είναι ο κύριος τρόπος αποβολής του, κάτι που συνάδει με τη χημική αδράνεια του αερίου και όχι με κάποιον αριθμό που αφορά συγκεκριμένη συσκευή. Αυτή η κοινή οδός αποβολής — η αναπνοή — εξηγεί επίσης γιατί το ίδιο μόριο εμφανίζεται ως μετρήσιμο σήμα κάθε φορά που ο οργανισμός παράγει δικό του υδρογόνο, το επόμενο κομμάτι της εικόνας.

Το υδρογόνο που παράγει ήδη το έντερό σας — και πώς ξέρουμε ότι υπάρχει

Δεν υπάρχει ένζυμο στο ανθρώπινο σώμα που να παράγει αέριο υδρογόνο. Η μόνη εσωτερική πηγή είναι η βακτηριακή ζύμωση, κυρίως από βακτήρια του εντέρου που διασπούν υδατάνθρακες οι οποίοι δεν είχαν πέψει ή απορροφηθεί πλήρως νωρίτερα στο έντερο (πηγή: Δοκιμασία αναπνοής υδρογόνου, Wikipedia). Αυτή η ζύμωση συμβαίνει σε κάποιο βαθμό στους περισσότερους ανθρώπους, τις περισσότερες φορές, και το υδρογόνο που παράγεται διαχέεται στο αίμα και αποβάλλεται με την αναπνοή, ακολουθώντας την ίδια οδό που περιγράφηκε παραπάνω. Η δοκιμασία αναπνοής υδρογόνου υπάρχει ειδικά για να ανιχνεύει αυτό το σήμα.

Η ίδια η δοκιμασία είναι απλή: λαμβάνεται ένα αρχικό δείγμα αναπνοής μετά από νηστεία, ο ασθενής πίνει ένα σάκχαρο που χρησιμοποιείται στη δοκιμασία — λακτουλόζη, λακτόζη ή φρουκτόζη, ανάλογα με το τι ελέγχεται — και στη συνέχεια λαμβάνονται νέα δείγματα αναπνοής σε καθορισμένα διαστήματα, συνήθως κάθε 15 έως 60 λεπτά για μία έως αρκετές ώρες, ανάλογα με τη συγκεκριμένη δοκιμασία. Αύξηση περίπου 20 ppm ή περισσότερο σε σχέση με τη χαμηλότερη προηγούμενη μέτρηση ερμηνεύεται γενικά ως θετικό αποτέλεσμα, που σημαίνει ότι η βακτηριακή ζύμωση του συγκεκριμένου σακχάρου συμβαίνει κάπου όπου γίνεται η μέτρηση (πηγή: Δοκιμασία αναπνοής υδρογόνου, Wikipedia).

Τι μετρά στην πραγματικότητα μια θετική δοκιμασία αναπνοής

Ένα θετικό αποτέλεσμα δείχνει στον κλινικό γιατρό ότι οι υδατάνθρακες έφτασαν σε βακτήρια του εντέρου που μπορούν να τους ζυμώσουν και να παράγουν υδρογόνο. Αυτό είναι χρήσιμο για τη διερεύνηση ζητημάτων όπως η δυσαπορρόφηση υδατανθράκων ή η βακτηριακή υπερανάπτυξη στο λεπτό έντερο. Δεν αποτελεί σχόλιο για μια συνεδρία εισπνοής, μια συσκευή ή οτιδήποτε αγόρασε κάποιος αναγνώστης — είναι ένα διαγνωστικό εργαλείο που βασίζεται σε μια βιολογική διαδικασία την οποία το έντερό σας εκτελεί από μόνο του, είτε εισπνέετε υδρογόνο είτε όχι. Αν θέλετε να μάθετε τι σημαίνει ένα τέτοιο αποτέλεσμα για τη δική σας υγεία, αυτό είναι θέμα συζήτησης με γιατρό και όχι κάτι που επιχειρεί να ερμηνεύσει αυτό το άρθρο.

Δεν παράγει το έντερο όλων το ίδιο αέριο

Η εντερική χλωρίδα διαφέρει αρκετά από άνθρωπο σε άνθρωπο, ώστε το υδρογόνο να μην παράγεται από όλους. Περίπου το 35% ή και περισσότερο των ανθρώπων φέρει βακτήρια που παράγουν μεθάνιο αντί για υδρογόνο ή παράλληλα με αυτό, ενώ μια μικρότερη ομάδα αποτελείται από «μη ανταποκρινόμενους», των οποίων η αναπνοή δεν εμφανίζει ανιχνεύσιμη αύξηση κανενός από τα δύο αέρια κατά τη διάρκεια της δοκιμασίας (πηγή: Δοκιμασία αναπνοής υδρογόνου, Wikipedia). Η διαφορά αυτή εξαρτάται από τα βακτηριακά είδη που τυχαίνει να πραγματοποιούν τη ζύμωση σε ένα συγκεκριμένο παχύ έντερο και όχι από το αν η πέψη κάποιου λειτουργεί φυσιολογικά. Είναι διαφορά μεταξύ πληθυσμών στη μικροβιακή κοινότητα του εντέρου και όχι από μόνη της δείκτης υγείας.

Εισπνεόμενο υδρογόνο και εντερικό υδρογόνο: ίδιο μόριο, διαφορετική πηγή και κλίμακα

Από χημική άποψη, δεν υπάρχει διαφορά ανάμεσα στο υδρογόνο που προήλθε από μια κάνουλα και σε εκείνο που προήλθε από το παχύ έντερό σας. Η διάχυση μέσα από μια μεμβράνη δεν ελέγχει από πού προήλθε ένα μόριο αερίου, επομένως οι πνεύμονες αντιμετωπίζουν και τα δύο με τον ίδιο τρόπο μόλις βρεθούν στους αεραγωγούς ή στην κυκλοφορία του αίματος.

Η πραγματική διαφορά ανάμεσα στα δύο αφορά τον τρόπο και τον σκοπό της μέτρησής τους. Οι δοκιμασίες αναπνοής αναφέρουν τα μέρη ανά εκατομμύριο του αερίου που ανιχνεύεται στον εκπνεόμενο αέρα, δηλαδή μια τιμή συγκέντρωσης που συνδέεται με συγκεκριμένο διαγνωστικό πρωτόκολλο. Οι συσκευές εισπνοής προσδιορίζονται με βάση την παροχή, σε χιλιοστόλιτρα ανά λεπτό, μια τιμή που περιγράφει την παροχή της συσκευής και όχι τη συγκέντρωση στο σώμα σας. Ο ένας αριθμός δεν μετατρέπεται στον άλλον, και μια υψηλότερη ονομαστική παροχή σε ml/min σε μια συσκευή δεν δηλώνει πόσο υδρογόνο καταλήγει στο αίμα ή στην αναπνοή σας — περιγράφει μόνο πόσο αέριο παρέχει η συσκευή ανά λεπτό.

Η κλίμακα βοηθά να τοποθετηθεί αυτό σε πλαίσιο. Ένας ενήλικας σε κατάσταση ηρεμίας κινεί περίπου 5 έως 8 λίτρα αέρα ανά λεπτό με τη συνήθη αναπνοή, ποσότητα που αυξάνεται σε περίπου 12 L/min με ελαφριά δραστηριότητα (πηγή: Κατά λεπτό αναπνεόμενος όγκος, Wikipedia). Η παροχή μιας συνεδρίας εισπνοής, είτε είναι μερικές εκατοντάδες χιλιοστόλιτρα ανά λεπτό είτε αρκετές φορές μεγαλύτερη, αποτελεί μια μικρή προσθήκη στην αδιάκοπη ανταλλαγή αέρα και όχι υποκατάστατό της.

Τι είναι τεκμηριωμένο και τι όχι

Όλα όσα περιγράφονται παραπάνω — η διάχυση μέσα από την πνευμονική μεμβράνη, η χαμηλή διαλυτότητα, η βακτηριακή ζύμωση και η δοκιμασία αναπνοής που ανιχνεύει το υδρογόνο — αποτελούν καλά τεκμηριωμένα στοιχεία της φυσιολογίας και της χημείας. Απαντούν στο φυσικό ερώτημα που θέτει αυτό το άρθρο: τι συμβαίνει στην πραγματικότητα στο υδρογόνο μόλις το εισπνεύσετε και πώς εντάσσεται στην ίδια εικόνα το υδρογόνο που παράγει το έντερό σας.

Το αν η εισπνοή υδρογόνου έχει συγκεκριμένο αποτέλεσμα στην υγεία είναι διαφορετικό ερώτημα από το πώς κινείται φυσικά το αέριο μέσα στο σώμα, και το άρθρο αυτό δεν διατυπώνει ισχυρισμούς σχετικά με αυτό. Οι τρέχουσες ανασκοπήσεις της έρευνας αναφέρουν ότι η κλινική αποτελεσματικότητα της θεραπείας με υδρογόνο δεν έχει ακόμη τεκμηριωθεί και ότι η βέλτιστη δοσολογία και οι στόχοι παραμένουν ασαφείς (πηγή: Θεραπεία με υδρογόνο, Wikipedia). Αν θέλετε μια ευρύτερη επισκόπηση της έρευνας αντί για τον μηχανισμό που καλύπτεται εδώ, το ειδικό άρθρο για το τι είναι το μοριακό υδρογόνο εξετάζει το θέμα σε μεγαλύτερο βάθος, ενώ η εκδοχή του ερωτήματος που αφορά το υδρογόνο διαλυμένο στο νερό — το οποίο συμπεριφέρεται διαφορετικά από το αέριο που αναπνέετε — καλύπτεται ξεχωριστά στο άρθρο για το πόσο παραμένει το υδρογόνο στο νερό.

Έχοντας κατά νου τον μηχανισμό, οι αριθμοί που αναγράφονται σε μια συσκευή εισπνοής γίνονται πιο κατανοητοί ως προδιαγραφές της συσκευής και όχι ως βιολογικές μετρήσεις. Η Μηχανή εισπνοής υδρογόνου Hydrion Zenith προσφέρει επτά επίπεδα παροχής, από 300 έως 1.800 ml/min, καθένα διαθέσιμο είτε με καθαρό H2 είτε με μείγμα H2+O2. Αυτό είναι ένα εύρος που αφορά την ποσότητα αερίου που παρέχει η συσκευή ανά λεπτό και όχι ισχυρισμός για το πώς συγκρίνεται με το υδρογόνο που παράγει ήδη το έντερό σας ή για το πόσο γρήγορα αποβάλλεται το ένα ή το άλλο με την αναπνοή σας.

Η Μηχανή εισπνοής υδρογόνου Hydrion Titan φτάνει ακόμη πιο ψηλά, έως τα 3.000 ml/min, που είναι απλώς μια υψηλότερη τιμή της ίδιας προδιαγραφής σε ml/min και όχι ένδειξη διαφορετικής βιολογικής επίδρασης. Αν εξετάζετε τον εξαερισμό και τους ασφαλείς όγκους χώρου για μια συνεδρία, αυτό καλύπτεται σε ξεχωριστό άρθρο, ενώ αν χρειάζεστε ορισμούς για τις ίδιες τις μονάδες — ml/min, LPM, PPM, PEM — θα τους βρείτε στο γλωσσάρι εισπνοής. Για μια πρακτική πρώτη ματιά στο τι περιλαμβάνει μια συνεδρία, ο οδηγός εισαγωγής στη θεραπεία εισπνοής υδρογόνου είναι ένα εύλογο επόμενο βήμα.