Que devient l’hydrogène gazeux après son inhalation ? Absorption, expiration et H2 déjà produit par votre intestin
Une fois que l’hydrogène gazeux atteint vos poumons, il passe dans la circulation sanguine en quelques instants, y circule brièvement, puis ressort par les mêmes poumons à l’expiration, car il est trop petit et trop peu réactif chimiquement pour être stocké ou décomposé par l’organisme. Et cela ne se produit pas uniquement lors d’une séance d’inhalation : les bactéries de votre intestin produisent constamment la même molécule, sous-produit normal de la digestion des glucides, qui quitte votre corps de la même façon, par le souffle. C’est précisément cette voie de sortie commune que mesure un test respiratoire à l’hydrogène.
- L’hydrogène traverse rapidement les poumons en raison de sa taille et de sa chimie, et non grâce à une méthode d’administration particulière : un gaz petit, apolaire et peu soluble diffuse rapidement à travers une membrane, quelle que soit son origine.
- Il n’y a aucune étape de stockage. L’hydrogène n’est ni digéré, ni métabolisé, ni retenu comme le serait un nutriment ; la respiration continue donc à l’éliminer tant qu’une source continue à l’apporter.
- Votre intestin produit déjà de l’hydrogène gazeux chaque jour, comme produit normal de la fermentation bactérienne, et un test respiratoire à l’hydrogène est conçu précisément pour le détecter dans l’air que vous expirez.
- Les ml/min et les ppm mesurent des choses différentes. Le débit indiqué pour un appareil ne permet pas de prédire la quantité d’hydrogène présente dans votre sang ou votre souffle ; ces deux chiffres ne peuvent donc pas être comparés directement.
Quel type de gaz respirez-vous réellement ?
L’hydrogène (H2) est la molécule la plus petite et la plus légère qui soit, et ses deux atomes ne présentent aucun déséquilibre de charge, ce qui la rend apolaire. Ces deux propriétés déterminent presque entièrement son comportement une fois dans votre corps. Il se dissout peu dans l’eau et dans le sang : une solution saturée n’en contient qu’environ 0,8 mmol/L, soit quelque 1,6 ppm, dans des conditions physiologiques normales (source : Molecular hydrogen in the treatment of lung diseases). La même revue décrit l’hydrogène comme généralement inerte dans les cellules de mammifères, où il réagit principalement avec un petit nombre d’oxydants puissants plutôt qu’avec la chimie cellulaire courante.
C’est cette combinaison — petite taille, caractère apolaire et faible réactivité chimique — qui explique pourquoi l’hydrogène ne se comporte pas comme un nutriment que l’organisme absorbe et transforme, ni comme un médicament qui se lie à un récepteur puis est métabolisé. Il se comporte plutôt comme un gaz qui traverse un système conçu pour échanger des gaz, ce qui est précisément le rôle des poumons.
De la canule nasale à la circulation sanguine : comment se déplace l’hydrogène inhalé
Les petites molécules apolaires traversent les membranes biologiques avec très peu de résistance, et la même revue indique que l’hydrogène « peut atteindre facilement et rapidement les cellules pulmonaires et agir directement sur les poumons » (source : Molecular hydrogen in the treatment of lung diseases). Concrètement, cela signifie que l’hydrogène inhalé n’a pas besoin d’une étape digestive ou d’un mécanisme de transport pour rejoindre la circulation, contrairement aux aliments : il diffuse directement à travers la fine membrane qui sépare l’air des poumons du sang dans les capillaires environnants.
Comme rien ne le métabolise ni ne le stocke au passage, aucune réserve d’hydrogène ne s’accumule dans votre corps entre les séances. Le gaz est soit entraîné par la diffusion en cours, sous l’effet de la différence de concentration existant à ce moment-là entre l’air que vous respirez et votre sang, soit il n’est pas présent du tout. C’est très différent de la situation d’un complément qui s’accumule dans les tissus au fil des jours.
Pourquoi les modes « pur » et « mixte » ne changent pas l’action de l’hydrogène lui-même
Les appareils d’inhalation proposent souvent un réglage H2 pur et un réglage mixte H2+O2, au même débit. Il convient de bien comprendre ce que change réellement ce choix. Il modifie ce qui accompagne l’hydrogène dans vos poumons à chaque inspiration : de l’hydrogène seul ou un mélange d’hydrogène et d’oxygène. Il ne change pas la façon dont la molécule d’hydrogène elle-même diffuse à travers les poumons une fois qu’elle s’y trouve. Il s’agit d’un réglage de l’appareil et de son débit, et non d’une différence de biologie sous-jacente.
Comment il quitte le corps : l’expiration
Les échanges gazeux dans les poumons se font en permanence dans les deux sens à travers la même membrane : l’oxygène diffuse vers l’intérieur et le dioxyde de carbone vers l’extérieur, continuellement, à chaque respiration. Un gaz petit et peu soluble comme l’hydrogène emprunte cette même voie bidirectionnelle. Lorsqu’une source inhalée cesse d’apporter de l’hydrogène, le gradient de concentration qui l’attirait dans le sang s’inverse et la même diffusion qui l’y avait fait entrer commence à le faire ressortir dans l’air expiré.
Cet article ne va pas attribuer de durée précise à ce processus d’élimination, car aucune source consultée ne mesure avec suffisamment de précision la durée nécessaire à l’élimination de l’hydrogène inhalé chez l’humain pour qu’il soit raisonnable de l’indiquer. Le mécanisme, lui, est bien établi : en l’absence de voie métabolique permettant de décomposer l’hydrogène ou de site de stockage où il pourrait être retenu, l’expiration est le principal moyen par lequel il quitte le corps, conformément à son inertie chimique plutôt qu’à un chiffre propre à un appareil. Cette voie de sortie commune — le souffle — explique aussi pourquoi la même molécule apparaît comme un signal mesurable lorsque le corps produit son propre hydrogène, ce qui nous amène à la suite.
L’hydrogène que votre intestin produit déjà — et comment nous savons qu’il est là
Le corps humain ne possède aucune enzyme qui produise de l’hydrogène gazeux. La seule source interne est la fermentation bactérienne, principalement lorsque les bactéries intestinales décomposent des glucides qui n’ont pas été entièrement digérés ou absorbés plus tôt dans l’intestin (source : Hydrogen breath test, Wikipedia). Cette fermentation se produit à un certain niveau chez la plupart des gens, la plupart du temps, et l’hydrogène qu’elle produit diffuse dans le sang puis quitte le corps par le souffle, en empruntant la voie décrite plus haut. Le test respiratoire à l’hydrogène a précisément été conçu pour détecter ce signal.
Le test lui-même est simple : on prélève un échantillon d’air expiré à jeun pour établir une valeur de référence, on fait boire au patient un sucre utilisé pour le test — lactulose, lactose ou fructose, selon ce que l’on cherche à vérifier — puis on prélève à nouveau des échantillons d’air expiré à intervalles réguliers, généralement toutes les 15 à 60 minutes pendant une à plusieurs heures, selon le test en question. Une hausse d’environ 20 ppm ou plus par rapport à la valeur la plus basse relevée auparavant est généralement considérée comme un résultat positif, ce qui signifie que la fermentation bactérienne de ce sucre se produit quelque part où elle est mesurée (source : Hydrogen breath test, Wikipedia).
Ce que mesure réellement un test respiratoire positif
Un résultat positif indique au clinicien que des glucides ont atteint des bactéries intestinales capables de les fermenter en hydrogène. C’est utile pour explorer des problèmes comme la malabsorption des glucides ou la prolifération bactérienne de l’intestin grêle. Il ne s’agit pas d’un commentaire sur une séance d’inhalation, un appareil ou un produit acheté par le lecteur : c’est un outil diagnostique fondé sur un processus biologique que votre intestin réalise de lui-même, que vous inhaliez ou non de l’hydrogène. Si vous souhaitez savoir ce qu’un tel résultat signifie pour votre santé, il faut en parler à un médecin ; cet article n’a pas vocation à l’interpréter.
Les intestins ne produisent pas tous les mêmes gaz
La flore intestinale varie suffisamment d’une personne à l’autre pour que l’hydrogène ne soit pas produit par tout le monde. Environ 35 % des gens, voire davantage, hébergent des bactéries qui produisent du méthane plutôt que de l’hydrogène, ou en plus de celui-ci, et un groupe plus restreint de personnes ne répond pas au test : leur souffle ne présente d’augmentation détectable d’aucun de ces deux gaz pendant le test (source : Hydrogen breath test, Wikipedia). Cette différence tient aux espèces bactériennes qui fermentent dans le côlon, et non au bon fonctionnement ou non de la digestion. Il s’agit d’une différence entre les communautés microbiennes intestinales au sein de la population, et non d’un indicateur de santé en soi.
Hydrogène inhalé et hydrogène intestinal : même molécule, origine et échelle différentes
Sur le plan chimique, il n’y a aucune différence entre l’hydrogène provenant d’une canule et celui qui provient de votre côlon. La diffusion à travers une membrane ne vérifie pas l’origine d’une molécule de gaz : une fois dans les voies respiratoires ou dans le sang, les poumons traitent les deux de la même façon.
Les deux diffèrent réellement par la manière dont on les mesure et par l’objectif de la mesure. Les tests respiratoires indiquent les parties par million de gaz détectées dans l’air expiré, une concentration liée à un protocole diagnostique précis. Les appareils d’inhalation sont caractérisés par leur débit, en millilitres par minute, une valeur qui décrit le débit de l’appareil et non une concentration dans votre corps. Aucun de ces chiffres ne peut être converti en l’autre, et un débit en ml/min plus élevé pour un appareil n’indique pas quelle quantité d’hydrogène se retrouve dans votre sang ou votre souffle : il décrit uniquement la quantité de gaz délivrée par l’appareil chaque minute.
Les ordres de grandeur permettent de mieux situer les choses. Un adulte au repos fait circuler environ 5 à 8 litres d’air par minute en respirant normalement, et ce volume passe à environ 12 L/min en cas d’activité légère (source : Respiratory minute volume, Wikipedia). Le débit d’une séance d’inhalation, qu’il soit de quelques centaines de millilitres par minute ou plusieurs fois supérieur, constitue un petit apport qui s’ajoute à ces échanges d’air continus, et ne les remplace pas.
Ce qui est établi et ce qui ne l’est pas
Tout ce qui précède — la diffusion à travers la membrane pulmonaire, la faible solubilité, la fermentation bactérienne et le test respiratoire qui la détecte — relève de la physiologie et de la chimie bien documentées. Cela répond à la question physique posée dans cet article : que devient réellement l’hydrogène une fois inhalé, et quelle place occupe dans ce tableau l’hydrogène produit par votre intestin ?
La question de savoir si l’inhalation d’hydrogène entraîne un résultat particulier pour la santé est distincte de celle du déplacement physique du gaz dans l’organisme, et cet article ne se prononce pas à ce sujet. Les synthèses de la recherche actuelle indiquent que l’efficacité clinique de l’hydrogénothérapie n’est pas encore établie et que les doses optimales ainsi que les objectifs restent flous (source : Hydrogen therapy, Wikipedia). Si vous souhaitez consulter une vue d’ensemble plus large de la recherche plutôt que le mécanisme abordé ici, l’article consacré à l’hydrogène moléculaire traite ce sujet plus en détail. Quant à la question de l’hydrogène dissous dans l’eau, qui se comporte différemment du gaz que l’on respire, elle est traitée séparément dans l’article sur la durée pendant laquelle l’hydrogène reste dans l’eau.
Une fois le mécanisme compris, les chiffres indiqués pour un appareil d’inhalation prennent davantage de sens en tant que caractéristiques de l’appareil plutôt que de l’organisme. L’Hydrion Zenith propose sept niveaux de débit, de 300 à 1 800 ml/min, chacun disponible en H2 pur ou en mélange H2+O2. Cette plage indique la quantité de gaz délivrée par l’appareil chaque minute ; elle ne prétend pas établir de comparaison avec l’hydrogène déjà produit par votre intestin ni indiquer à quelle vitesse l’un ou l’autre quitte votre corps par le souffle.
Hydrion Titan va plus loin, jusqu’à 3 000 ml/min. Il s’agit simplement d’une valeur supérieure pour la même caractéristique exprimée en ml/min, et non d’une preuve d’un effet biologique différent. Si vous évaluez la ventilation et les volumes ambiants sécuritaires pour une séance, ce sujet est traité dans son propre article. Et si vous souhaitez connaître la définition des unités elles-mêmes — ml/min, LPM, PPM, PEM —, le glossaire de l’inhalation est là pour ça. Pour un premier aperçu pratique du déroulement d’une séance, le guide d’initiation à l’hydrogénothérapie par inhalation est une bonne prochaine étape.