Idrogeno in medicina: breve storia dell’H₂ come gas medicale
«Idrogeno in medicina» di solito indica qualcosa di più specifico di quanto sembri: l’uso del gas idrogeno (H₂) in sé, per inalazione o disciolto nell’acqua, come possibile agente antiossidante e antinfiammatorio, anziché il suo ruolo noto come combustibile industriale o reagente chimico. L’idea è più antica di quanto molti si aspettino. Le prime testimonianze dell’uso del gas idrogeno all’interno o intorno al corpo risalgono a secoli fa; il primo tentativo deliberato di impiegarlo come trattamento contro il cancro risale al 1975; e l’articolo che oggi la maggior parte dei ricercatori indica come il vero punto di partenza del settore è stato pubblicato nel 2007. Tutto ciò che è seguito nella ricerca sull’uomo è ancora limitato, in fase iniziale e perlopiù privo di controlli.
Prima di entrare nella cronologia dettagliata, è utile tenere a mente alcuni punti:
- Il gas idrogeno è documentato già nel 1520, ma per circa 450 anni è stato usato come gas inerte o diagnostico, non studiato come trattamento a sé.
- Il primo tentativo deliberato di usare l’idrogeno come terapia fu uno studio iperbarico del 1975 su animali affetti da cancro, interrotto soprattutto perché le attrezzature necessarie non divennero mai pratiche per l’uso di routine.
- Un articolo del 2007 che proponeva l’idrogeno come antiossidante selettivo, testato in colture cellulari e poi in un modello di ictus nei ratti, è lo studio che la maggior parte delle ricerche successive sull’idrogeno cita come punto di partenza.
- Gli studi sull’uomo pubblicati dal 2007 sono ancora pochi e di piccole dimensioni; un’indagine del settore del 2013 ha rilevato che in tutto il mondo era registrato attivamente un solo studio clinico sulla terapia con idrogeno molecolare.
- Nessuna delle ricerche riportate di seguito ha testato uno specifico dispositivo per consumatori: perciò, un inalatore domestico di idrogeno va descritto correttamente in base alle sue specifiche misurate, non in base ai risultati di questa storia della ricerca.
Da dove ha davvero inizio l’idea dell’«idrogeno in medicina»
Se hai incontrato l’espressione «idrogeno in medicina» accanto a una bottiglia d’acqua o a una macchina per inalazione, è ragionevole chiedersi se si tratti di una recente idea di marketing o se abbia alle spalle una ricerca concreta. È più recente e più antica di entrambe le ipotesi: il gas è noto da cinque secoli, ma l’idea di usarlo come terapia da respirare o bere è recente e ancora in evoluzione. Questo articolo segue nello specifico il filone del gas e dell’inalazione: dalla curiosità fisiologica delle origini, passando per un singolo esperimento iperbarico sul cancro, fino all’articolo del 2007 che ha riaperto la questione e ai pochi studi sull’uomo pubblicati da allora. Un articolo correlato su questo sito racconta la storia parallela dell’acqua da bere arricchita con idrogeno e della sua diffusione in Giappone; i due filoni hanno in comune una sostanza chimica, non una cronologia, quindi sono trattati separatamente.
Una rapida cronologia di riferimento
La tabella seguente riporta le date fondamentali di questa storia, il tipo di evidenza rappresentato da ciascuna e la fonte, così puoi verificare direttamente la descrizione originale.
| Anno | Che cosa è successo | Tipo di evidenza | Fonte |
|---|---|---|---|
| 1520 | A Paracelso viene attribuita la prima produzione documentata di gas idrogeno. | Resoconto storico | Dixon et al., 2013 |
| 1783 | Lavoisier dà al gas il nome «hydrogène», lo stesso anno in cui Jacques Charles fa volare il primo pallone a idrogeno. | Resoconto storico | Dixon et al., 2013 |
| 1888 | Un resoconto chirurgico descrive l’insufflazione di gas idrogeno nelle cavità corporee per individuare lesioni viscerali. | Resoconto di un caso storico | Dixon et al., 2013 |
| 1975 | Dole, Wilson e Fife propongono l’idrogeno iperbarico come trattamento contro il cancro, ipotizzando che possa neutralizzare i radicali ossidrilici. | Studio su animali | Dixon et al., 2013 |
| 1994 | Kayar e colleghi rilevano che i tessuti dei mammiferi non metabolizzano l’idrogeno neppure sotto pressione, a sostegno del suo uso come gas per le immersioni. | Studio di laboratorio/fisiologia | Dixon et al., 2013 |
| 2001 | Gharib e colleghi riferiscono che l’idrogeno iperbarico riduce nei topi l’infiammazione epatica indotta da parassiti. | Studio su animali | Huang, 2016 |
| 2007 | Ohsawa e colleghi riferiscono che l’idrogeno a bassa concentrazione e a pressione normale protegge dai danni ossidativi in colture cellulari e in un modello di ictus nei ratti. | Studio su cellule e animali | Huang, 2016 |
| 2013 | Un’indagine sul settore rileva che in tutto il mondo è registrato un solo studio clinico sulla terapia con idrogeno molecolare, per un infortunio sportivo. | Rassegna del settore | Dixon et al., 2013 |
| 2020 | Uno studio pilota somministra idrogeno per inalazione a cinque pazienti in coma appena rianimati dopo un arresto cardiaco, senza un gruppo di controllo. | Studio pilota sull’uomo, n=5 | Tamura et al., 2020 |
L’idrogeno come strumento, molto prima che come trattamento
Per la maggior parte della storia documentata, l’idrogeno è stato una sostanza maneggiata da ricercatori e medici, non prescritta. La produzione da parte di Paracelso, nel 1520, di un gas infiammabile ottenuto sciogliendo un metallo in un acido è solitamente citata come la prima testimonianza documentata dell’idrogeno. Lavoisier diede un nome al gas nel 1783, lo stesso anno in cui Jacques Charles lo usò per far volare il primo pallone a idrogeno: entrambe le tappe appartengono alla chimica e all’aviazione, non alla terapia. Il primo impiego che si avvicinò a un uso medico fu un resoconto chirurgico del 1888, che descriveva l’insufflazione di idrogeno nelle cavità corporee per consentire ai chirurghi di individuare lesioni viscerali e decidere se fosse necessario un intervento esplorativo.
Uno strumento diagnostico, non ancora una terapia
È facile scambiare quell’impiego del 1888 per una terapia iniziale, ma l’idrogeno non curava nulla: era un gas marcatore che aiutava il chirurgo a individuare un problema, affinché un’altra procedura potesse intervenire. Per quasi tutto il secolo successivo, l’idrogeno ha continuato a svolgere questo ruolo ausiliario, come gas inerte o rilevabile usato per misurazioni, propulsione o chimica industriale, senza che si proponesse seriamente che respirarlo o assorbirlo potesse di per sé modificare il decorso di una malattia.
1975: il primo tentativo deliberato di usare l’idrogeno stesso come trattamento
La situazione cambiò, almeno sul piano delle ipotesi, nel 1975, quando Dole, Wilson e Fife proposero che il gas idrogeno ad alta pressione potesse funzionare come trattamento contro il cancro, ipotizzando che potesse neutralizzare i radicali ossidrilici, un sottoprodotto ossidativo particolarmente reattivo e dannoso generato nei tessuti viventi. Per la prima volta si propose il gas stesso, anziché uno strumento di misurazione o un riempitivo inerte, come agente attivo.
Che cosa testò davvero lo studio del 1975
La solidità di quell’ipotesi dipende da quale resoconto si legge. Una successiva rassegna, ampiamente citata, descrive due settimane di esposizione iperbarica al 97,5% di idrogeno come capaci di produrre una marcata regressione dei tumori cutanei negli animali trattati (fonte: Huang, 2016). Il resoconto originale del 1975 è più conciso e difficile da verificare in modo indipendente, quindi è più corretto considerare questa descrizione come l’interpretazione degli autori della rassegna, anziché come un risultato definitivo riprodotto in modo indipendente.
Perché una camera iperbarica non è mai diventata uno standard di cura
Qualunque fosse l’esito preciso, il metodo stesso spiega perché l’approccio non sia stato sviluppato ulteriormente: per produrre un effetto era necessario chiudere un animale, e infine un paziente, in una camera pressurizzata a idrogeno per un periodo prolungato. Attrezzature di questo tipo sono costose, specialistiche e comportano rischi legati alla loro gestione, il che ha limitato ogni rapido seguito e ha impedito all’idrogeno iperbarico di diventare un trattamento pratico.
L’altra vita dell’idrogeno: un gas da respirare, non un farmaco
Mentre l’ipotesi sul cancro rimaneva in gran parte in sospeso, l’idrogeno aveva una carriera attiva in un settore non correlato: le immersioni in acque profonde. I subacquei hanno respirato Hydreliox, una miscela composta dal 49% di idrogeno, dal 50% di elio e dall’1% di ossigeno, specificamente per prevenire la malattia da decompressione durante immersioni molto profonde, senza alcun intento terapeutico (fonte: Huang, 2016). La scoperta del 1994, secondo cui i tessuti dei mammiferi non metabolizzano il gas idrogeno neppure sotto pressione, ha rafforzato l’idea di trattarlo come un gas inerte da respirare, anziché come una sostanza elaborata dall’organismo. Gran parte di ciò che sappiamo oggi sulla sicurezza dell’inalazione di alte concentrazioni di idrogeno deriva da questo lavoro sulle immersioni, non da studi clinici (fonte: Ohta, 2011); anche per questo i ricercatori successivi nel campo dell’idrogeno in medicina hanno potuto stabilire limiti di concentrazione prima di testare il gas sulle persone.
2007: l’articolo che ha riavviato il settore
L’articolo che ha cambiato la traiettoria del settore è stato pubblicato nel 2007 da Ohsawa e colleghi. Hanno testato una concentrazione del 2% di gas idrogeno a pressione normale, mantenuta deliberatamente al di sotto della soglia di infiammabilità di circa il 4%, prima in colture cellulari e poi in un modello di ischemia-riperfusione cerebrale focale nei ratti, il quadro di lesione che segue un ictus e il successivo ripristino del flusso sanguigno. La loro tesi centrale riguardava il meccanismo: l’idrogeno sembrava neutralizzare selettivamente il radicale ossidrilico, una delle specie reattive dell’ossigeno più dannose, risparmiando in larga misura le altre specie reattive dell’ossigeno che l’organismo usa per la normale segnalazione cellulare (fonte: Huang, 2016). Per una spiegazione più completa di questo meccanismo antiossidante, il nostro approfondimento su che cos’è davvero l’idrogeno molecolare lo tratta più nel dettaglio di quanto possa fare un articolo storico.
Che cosa ha davvero mostrato lo studio del 2007, e che cosa no
Preso per quello che è, il risultato ha mostrato che una concentrazione specifica, bassa e non infiammabile di gas idrogeno riduceva i danni ossidativi in cellule coltivate e in un modello di ictus nei ratti, attraverso un meccanismo plausibile e verificabile. Non era il primo effetto protettivo riportato in un modello animale: un piccolo studio del 2001 di Gharib e colleghi aveva già rilevato che l’idrogeno iperbarico riduceva nei topi l’infiammazione epatica causata dai parassiti. A distinguere lo studio del 2007 furono la combinazione di un meccanismo chiaro, un metodo di somministrazione pratico e non iperbarico e un modello di ictus che altri ricercatori riconobbero subito come clinicamente rilevante. È altrettanto importante essere precisi su ciò che l’articolo non ha dimostrato: era uno studio su colture cellulari e ratti, non diceva nulla direttamente su un paziente colpito da ictus e testava un protocollo con gas di laboratorio, non un prodotto per consumatori. Ogni affermazione successiva sull’idrogeno nelle persone si basa su questo punto di partenza, non su una conferma che all’epoca fosse già stata ottenuta nell’uomo.
Dai ratti a una manciata di pazienti: quanto lentamente sono arrivate le prove sull’uomo
La ricerca sull’uomo è progredita molto più lentamente dell’interesse di laboratorio seguito al 2007. Uno dei tentativi più chiari di testare l’idrogeno inalato nelle persone lo ha somministrato a cinque adulti in coma appena rianimati dopo un arresto cardiaco extraospedaliero, insieme alle normali cure di gestione della temperatura che quei pazienti ricevevano già, senza un gruppo di confronto che mostrasse che cosa sarebbe successo altrimenti. I marcatori di stress ossidativo sono diminuiti nei quattro pazienti il cui arresto aveva una causa cardiaca, ma i marcatori infiammatori si sono mossi a malapena; gli stessi ricercatori hanno descritto l’effetto come «indefinito a causa di debolezze metodologiche» e hanno chiesto studi controllati più ampi (fonte: Tamura et al., 2020). Un’indagine del settore del 2013 sottolinea quanto questa ricerca sia ancora in fase iniziale: a quel punto, in tutto il mondo era registrato attivamente un solo studio clinico sull’idrogeno molecolare come terapia, dedicato a un infortunio sportivo (fonte: Dixon et al., 2013).
L’inalazione è solo una delle vie studiate dai ricercatori; la letteratura più ampia comprende il consumo di acqua con idrogeno disciolto, i bagni all’idrogeno, la soluzione fisiologica con idrogeno disciolto somministrata per via endovenosa, i colliri a base di soluzione fisiologica con idrogeno e i tentativi di aumentare la produzione di idrogeno da parte dei batteri intestinali (fonte: Ohta, 2011). Se stai valutando l’inalazione rispetto all’approccio dell’acqua da bere, che è quello che la maggior parte delle persone incontra per primo, il nostro confronto tra inalazione di idrogeno e consumo di acqua idrogenata spiega per che cosa è stato effettivamente studiato ciascun metodo.
Che cosa dice questa storia, e che cosa non dice, sull’inalatore sul tuo bancone
Nessuno degli studi ripercorsi sopra ha testato uno specifico apparecchio per inalazione destinato ai consumatori: hanno testato un gas, a una concentrazione dichiarata, in laboratorio o su un gruppo molto ristretto di pazienti ricoverati. Un dispositivo come la Macchina per inalazione di idrogeno Hydrion Zenith, la cui pagina prodotto dichiara una portata compresa tra 300 e 1.800 ml/min e una purezza dell’idrogeno del 99,99% sia in modalità H₂ puro sia in modalità H₂/O₂ misto, oppure la Hydrion Titan, è costruito e venduto sulla base di specifiche come queste, non sulla base della riproduzione dei risultati di uno studio qualsiasi di questa cronologia. Leggere la storia della ricerca aiuta a capire da dove nasce l’idea e quanto siano ancora limitate le prove sull’uomo; non sostituisce la verifica delle specifiche dichiarate per un determinato apparecchio e non è una base per aspettarsi uno specifico risultato per la salute dal suo utilizzo. Se non hai mai inalato gas idrogeno nella vita quotidiana, la nostra guida introduttiva alla terapia inalatoria con idrogeno illustra gli aspetti pratici, mentre la nostra guida all’acquisto di una macchina per inalazione di idrogeno spiega come confrontare modelli come questi in base alle loro caratteristiche specifiche.