Vety lääketieteessä: lyhyt historia lääketieteellisestä käytöstä

”Vety lääketieteessä” tarkoittaa yleensä jotakin rajatumpaa kuin miltä ilmaus kuulostaa: vetykaasun (H₂) käyttöä joko hengitettynä tai veteen liuotettuna mahdollisena antioksidanttina ja tulehdusta hillitsevänä aineena – ei vedyn tuttua käyttöä teollisuuden polttoaineena tai kemiallisena reagenssina. Ajatus on vanhempi kuin useimmat olettavat. Yksittäisiä raportteja vedyn käsittelystä kehossa ja sen läheisyydessä on vuosisatojen takaa, ensimmäinen tarkoituksellinen yritys käyttää sitä syövän hoitona on vuodelta 1975, ja tutkijoiden nykyään alan todellisena lähtökohtana pitämä artikkeli julkaistiin vuonna 2007. Kaikki sen jälkeen tehty ihmistutkimus on edelleen vähäistä, varhaisvaiheen tutkimusta ja enimmäkseen kontrolloimatonta.

Ennen yksityiskohtaista aikajanaa kannattaa pitää mielessä muutama asia:

• Vetykaasua dokumentoitiin jo vuonna 1520, mutta seuraavien noin 450 vuoden ajan sitä käsiteltiin inerttinä tai diagnostisena kaasuna, eikä sitä tutkittu itsenäisenä hoitona.
• Ensimmäinen tarkoituksellinen yritys käyttää vetyä hoitona oli vuonna 1975 tehty ylipainetutkimus syöpää sairastavilla eläimillä. Hanke pysähtyi pääasiassa siksi, ettei sen vaatima laitteisto koskaan soveltunut käytännön rutiinikäyttöön.
• Vuonna 2007 julkaistussa artikkelissa ehdotettiin vetyä valikoivaksi antioksidantiksi. Tutkimuksessa sitä testattiin soluviljelmissä ja sitten rotan aivohalvausmallissa, ja siihen viitataan useimmissa myöhemmissä vetyä koskevissa tutkimuksissa alan lähtökohtana.
• Vuoden 2007 jälkeen julkaistuja ihmistutkimuksia on edelleen vähän, ja ne ovat pieniä. Alan vuoden 2013 katsauksessa löytyi vain yksi aktiivisesti rekisteröity molekyylivetyä hoitona tutkiva kliininen tutkimus koko maailmasta.
• Missään alla käsitellyssä tutkimuksessa ei testattu tiettyä kuluttajalaitetta, joten kotikäyttöisen vetyhengityslaitteen ominaisuudet kannattaa kuvata sen omien mitattujen teknisten tietojen, ei tämän historiikin tutkimustulosten perusteella.

Mistä ajatus ”vedystä lääketieteessä” oikeastaan sai alkunsa?

Jos olet törmännyt ilmaukseen ”vety lääketieteessä” vesipullon tai hengityslaitteen yhteydessä, on aiheellista pohtia, onko kyse tuoreesta markkinointi-ideasta vai jostakin, jolla on todellista tutkimusta taustallaan. Ajatus on molempia arvauksia uudempi ja vanhempi: kaasu on tunnettu viiden vuosisadan ajan, mutta sen käyttäminen hengitettävänä tai juotavana hoitona on tuore ilmiö, jota tutkitaan edelleen. Tässä artikkelissa seurataan nimenomaan vedyn käyttöä kaasuna ja hengitettynä: varhaisesta fysiologisesta kiinnostuksesta yksittäiseen ylipaineessa tehtyyn syöpäkokeeseen, kysymyksen uudelleen esiin nostaneeseen vuoden 2007 artikkeliin ja sen jälkeen julkaistuihin pieniin ihmistutkimuksiin. Tämän sivuston aiheeseen liittyvässä artikkelissa käsitellään rinnakkaista tarinaa vetyä sisältävästä juomavedestä ja sen yleistymisestä Japanissa. Näitä kahta kehityskulkua yhdistää kemiallinen aine, ei aikajana, joten niitä käsitellään erikseen.

Aikajana pähkinänkuoressa

Alla olevaan taulukkoon on koottu tämän historian merkkivuodet, kunkin kohdan näyttötyyppi ja lähde, jotta voit tarkistaa alkuperäisen kuvauksen itse.

Vuosi	Mitä tapahtui	Näytön tyyppi	Lähde
1520	Paracelsuksen katsotaan tuottaneen vetykaasua ensimmäisen kerran dokumentoidusti.	Historiallinen kuvaus	Dixon ym., 2013
1783	Lavoisier antaa kaasulle nimen ”hydrogène” samana vuonna, kun Jacques Charles lentää ensimmäisellä vetyilmapallolla.	Historiallinen kuvaus	Dixon ym., 2013
1888	Kirurgisessa raportissa kuvataan vetykaasun puhaltamista ruumiinonteloihin sisäelinvammojen paikantamiseksi.	Historiallinen tapausselostus	Dixon ym., 2013
1975	Dole, Wilson ja Fife ehdottavat ylipaineessa käytettävää vetyä syövän hoitoon ja arvelevat sen voivan sitoa hydroksyyliradikaaleja.	Eläintutkimus	Dixon ym., 2013
1994	Kayar ja kollegat havaitsevat, etteivät nisäkkäiden kudokset metaboloi vetyä edes paineen alaisina, mikä tukee sen käyttöä sukelluskaasuna.	Laboratorio-/fysiologiatutkimus	Dixon ym., 2013
2001	Gharib ja kollegat raportoivat, että ylipaineessa käytetty vety vähentää loisen aiheuttamaa maksatulehdusta hiirillä.	Eläintutkimus	Huang, 2016
2007	Ohsawa ja kollegat raportoivat, että normaalipaineessa käytetty pieni vetypitoisuus suojaa oksidatiiviselta vauriolta soluviljelmissä ja rotan aivohalvausmallissa.	Solu- ja eläintutkimus	Huang, 2016
2013	Alan selvityksessä havaitaan, että molekyylivetyä hoitona tutkivista kliinisistä tutkimuksista vain yksi on aktiivisesti rekisteröity missään, ja siinä tutkitaan urheiluun liittyvää vammaa.	Alan katsaus	Dixon ym., 2013
2020	Pilottitutkimuksessa vetyä annetaan hengitettäväksi viidelle koomassa olevalle potilaalle, jotka on juuri elvytetty sairaalan ulkopuolella tapahtuneesta sydänpysähdyksestä. Kontrolliryhmää ei ole.	Ihmisillä tehty pilottitutkimus, n=5	Tamura ym., 2020

Vety työvälineenä kauan ennen kuin siitä tuli hoito

Suurimman osan dokumentoidusta historiastaan vety oli aine, jota tutkijat ja lääkärit käsittelivät, eivät määränneet hoitona. Paracelsuksen vuonna 1520 metallin happoon liuottamalla tuottama syttyvä kaasu on yleensä ensimmäinen dokumentoitu esimerkki vedyn tuotannosta. Lavoisier antoi kaasulle nimen vuonna 1783, samana vuonna kun Jacques Charles käytti sitä ensimmäisellä vetyilmapallolennolla. Molemmat merkkipaalut liittyvät kemiaan ja ilmailuun, eivät hoitoon. Lähimmäksi lääketieteellistä käyttöä päästiin vuonna 1888 julkaistussa kirurgisessa raportissa, jossa kuvattiin vedyn puhaltamista ruumiinonteloihin, jotta kirurgit voisivat paikantaa sisäelinvammat ennen kuin päättivät, tarvitaanko tutkivaa leikkausta.

Diagnostinen väline, ei vielä hoito

Vuoden 1888 käyttö on helppo sekoittaa varhaiseen hoitoon, mutta vedyllä ei hoidettu mitään. Se oli merkkikaasu, jonka avulla kirurgi löysi ongelman, jotta erillisellä toimenpiteellä voitiin puuttua siihen. Suurimman osan seuraavasta vuosisadasta vety säilytti tämän avustavan roolinsa inerttinä tai havaittavana kaasuna, jota käytettiin mittauksissa, propulsiossa tai teollisessa kemiassa. Vakavasti otettavaa ehdotusta siitä, että sen hengittäminen tai imeytyminen voisi itsessään muuttaa sairauden kulkua, ei esitetty.

1975: ensimmäinen tarkoituksellinen yritys käyttää vetyä hoitona

Tilanne muuttui ainakin ehdotuksen tasolla vuonna 1975, kun Dole, Wilson ja Fife esittivät, että korkeassa paineessa käytetty vetykaasu voisi toimia syövän hoitona. He arvelivat, että se voisi sitoa hydroksyyliradikaaleja, jotka ovat elävässä kudoksessa syntyviä erityisen reaktiivisia ja haitallisia oksidatiivisia sivutuotteita. Tämä oli ensimmäinen kerta, kun itse kaasua ehdotettiin vaikuttavaksi aineeksi mittausvälineen tai inertin täytekaasun sijaan.

Mitä vuoden 1975 tutkimuksessa oikeastaan testattiin?

Se, kuinka hyvin hypoteesi kesti tarkastelua, riippuu siitä, mitä kuvausta luet. Myöhemmässä, laajalti siteeratussa katsauksessa kuvataan, että kahden viikon altistus 97,5-prosenttiselle vedylle ylipaineessa johti hoidettujen eläinten ihokasvainten huomattavaan taantumiseen (lähde: Huang, 2016). Alkuperäinen vuoden 1975 raportti on lyhyempi, ja sen tietoja on vaikeampi varmentaa itsenäisesti. Siksi on oikeudenmukaisempaa pitää tätä kuvausta katsauksen kirjoittajien luonnehdintana eikä itsenäisesti toistettuna, vakiintuneena löydöksenä.

Miksi ylipainekammio ei koskaan päätynyt tavanomaiseen hoitokäyttöön?

Olipa tarkka lopputulos mikä tahansa, itse menetelmä selittää, miksi lähestymistapaa ei kehitetty pidemmälle: vaikutuksen aikaansaaminen edellytti eläimen ja lopulta potilaan sulkemista paineistettuun vetykammioon pitkäksi aikaa. Tällaiset laitteet ovat kalliita ja erikoistuneita, ja niiden käyttöön liittyy omat riskinsä. Tämä rajoitti nopeaa jatkotutkimusta ja esti ylipaineessa käytettävää vetyä kehittymästä käytännölliseksi hoidoksi.

Vedyn toinen käyttötarkoitus: hengityskaasu, ei lääke

Syöpähypoteesi oli suurelta osin tauolla, mutta vedyllä oli aktiivinen rooli aivan toisella alalla: syvänmeren sukelluksessa. Sukeltajat ovat hengittäneet Hydreliox-kaasuseosta, jossa on 49 % vetyä, 50 % heliumia ja 1 % happea, nimenomaan sukeltajantaudin ehkäisemiseksi erittäin syvissä sukelluksissa, ilman hoitotarkoitusta (lähde: Huang, 2016). Vuonna 1994 havaittu tulos, jonka mukaan nisäkkäiden kudokset eivät metaboloi vetykaasua edes paineen alaisina, vahvisti käsitystä siitä, että sitä tulee pitää inerttinä hengityskaasuna eikä aineena, jota elimistö käsittelee. Suuri osa nykyisestä tiedosta siitä, miten suuria vetypitoisuuksia voidaan hengittää turvallisesti, juontuu tästä sukellustutkimuksesta eikä lääketieteellisistä kokeista (lähde: Ohta, 2011). Tämä on yksi syy siihen, miksi myöhemmät vetyä lääketieteessä tutkineet pystyivät asettamaan pitoisuusrajat ennen kaasun testaamista ihmisillä.

2007: artikkeli, joka käynnisti alan uudelleen

Alan kehityskulun muuttanut artikkeli oli Ohsawan ja kollegoiden vuonna 2007 julkaisema tutkimus. He testasivat normaalipaineessa käytettyä 2-prosenttista vetykaasua, jonka pitoisuus pidettiin tarkoituksella alle noin 4 prosentin syttymisrajan, ensin soluviljelmissä ja sitten rotan paikallista aivoiskemiaa ja verenkierron palautumista kuvaavassa mallissa. Kyse on vauriotyypistä, joka seuraa aivohalvausta ja sitä seuraavaa verenvirtauksen palautumista. Tutkimuksen keskeinen väite koski vaikutusmekanismia: vety näytti neutraloivan valikoivasti hydroksyyliradikaaleja, jotka kuuluvat tuhoisimpiin reaktiivisiin happilajeihin, ja säästävän suurelta osin muita reaktiivisia happilajeja, joita elimistö käyttää solujen tavalliseen viestintään (lähde: Huang, 2016). Jos haluat tarkemman selityksen tästä antioksidanttivaikutuksesta, selityksessämme siitä, mitä molekyylivety oikeastaan on aihetta käsitellään perusteellisemmin kuin historiikkityylisessä artikkelissa on mahdollista.

Mitä vuoden 2007 tutkimus osoitti ja mitä se ei osoittanut?

Kirjaimellisesti tulkittuna tulokset osoittivat, että tietty, pieni ja syttymätön vetykaasupitoisuus vähensi oksidatiivisia vaurioita viljellyissä soluissa ja rotan aivohalvausmallissa uskottavan ja testattavissa olevan vaikutusmekanismin kautta. Se ei ollut ensimmäinen eläinmallissa raportoitu suojaava vaikutus: Gharib ja kollegat olivat jo vuonna 2001 havainneet pienemmässä tutkimuksessa, että ylipaineessa käytetty vety vähensi loisen aiheuttamaa maksatulehdusta hiirillä. Vuoden 2007 tutkimuksen erotti muista selkeä vaikutusmekanismi, käytännöllinen, ilman ylipainetta toteutettava annostelutapa sekä aivohalvausmalli, jonka muut tutkijat tunnistivat heti kliinisesti merkitykselliseksi. Yhtä tärkeää on täsmentää, mitä artikkeli ei osoittanut: kyseessä oli solu- ja rottatutkimus, siinä ei esitetty suoria tuloksia ihmisen aivohalvauksesta, eikä siinä testattu kuluttajatuotetta vaan laboratorio-olosuhteissa toteutettua kaasuprotokollaa. Kaikki myöhemmät väitteet vedyn vaikutuksista ihmisillä rakentuvat tämän lähtökohdan varaan, eivät sen varaan, että vaikutus olisi tuolloin jo vahvistettu ihmisillä.

Rotista kouralliseen potilaita: miten hitaasti ihmistutkimus on edennyt

Ihmisillä tehty tutkimus on edennyt paljon hitaammin kuin vuoden 2007 jälkeen seurannut laboratoriotutkimuksen kiinnostus. Yhdessä selkeämmin toteutetuista ihmisten vetyhengitystutkimuksista vetyä annettiin viidelle aikuiselle, jotka olivat koomassa ja jotka oli juuri elvytetty sairaalan ulkopuolella tapahtuneesta sydänpysähdyksestä. He saivat samalla tavanomaista lämpötilan hallintaan perustuvaa hoitoa, jota tällaisille potilaille muutenkin annetaan. Vertailuryhmää ei ollut osoittamassa, mitä muuten olisi tapahtunut. Oksidatiivisen stressin merkkiaineiden tasot laskivat niillä neljällä potilaalla, joiden sydänpysähdyksen syy oli sydänperäinen, mutta tulehdusmerkkiaineissa tapahtui vain vähän muutoksia. Tutkijat itse kuvailivat vaikutusta ”epämääräiseksi menetelmällisten heikkouksien vuoksi” ja vaativat suurempia kontrolloituja tutkimuksia (lähde: Tamura ym., 2020). Alan vuoden 2013 katsaus korostaa, kuinka varhaisessa vaiheessa tutkimus yhä on: tuolloin koko maailmassa oli aktiivisesti rekisteröitynä vain yksi molekyylivetyä hoitona tutkiva kliininen tutkimus, jossa selvitettiin urheiluun liittyvää vammaa (lähde: Dixon ym., 2013).

Hengittäminen on myös vain yksi tutkittu annostelutapa. Laajempaan tutkimuskirjallisuuteen kuuluvat vetyä sisältävän veden juominen, vetykylvyt, laskimoon annettava vetyä sisältävä suolaliuos, vetyä sisältävät silmätipat sekä yritykset lisätä suolistobakteerien vedyn tuotantoa (lähde: Ohta, 2011). Jos punnitset hengittämistä suhteessa vetyveden juomiseen, johon useimmat törmäävät ensin, vertailussamme vetyhengityksestä ja vetyveden juomisesta kerrotaan, mihin kumpaakin annostelutapaa on todellisuudessa tutkittu.

Mitä tämä historia kertoo – ja ei kerro – keittiötasollasi olevasta hengityslaitteesta?

Missään yllä käsitellyssä tutkimuksessa ei testattu tiettyä kuluttajakäyttöön tarkoitettua hengityslaitetta. Niissä testattiin kaasua, jonka pitoisuus oli ilmoitettu, laboratorio-olosuhteissa tai hyvin pienellä sairaalapotilaiden ryhmällä. Esimerkiksi Hydrion Zenith, jonka tuotesivulla ilmoitetaan 300–1 800 ml/min tuotto ja 99,99-prosenttinen vedyn puhtaus sekä puhtaan H₂:n että H₂/O₂-seoksen tiloissa, tai Hydrion Titan valmistetaan ja myydään tällaisten teknisten ominaisuuksien perusteella, ei siksi, että niillä olisi toistettu jonkin tämän aikajanan tutkimuksen tulokset. Tutkimushistoria auttaa ymmärtämään, mistä ajatus on peräisin ja kuinka niukkaa ihmisillä tehty tutkimus yhä on. Se ei korvaa tietyn laitteen omien teknisten tietojen tarkistamista eikä anna perustetta odottaa siltä mitään tiettyä terveysvaikutusta. Jos vetykaasun hengittäminen arjessa on sinulle uutta, vetyhengityshoidon aloittelijan oppaassamme käsitellään käytännön puolta, ja vetyhengityslaitteen valintaoppaassamme käydään läpi, miten tällaisia malleja voi vertailla niiden omien ominaisuuksien perusteella.