Is waterstof een antioxidant? Verschil met vitamine C en polyfenolen

Moleculaire waterstof (H2), het actieve molecuul in waterstofwater, geldt inderdaad als antioxidant, maar dat begrip omvat meer dan de meeste marketingpagina's doen vermoeden. Chemisch gezien is een antioxidant een reductiemiddel: een molecuul dat een elektron of een waterstofatoom overdraagt aan een reactief, instabiel molecuul dat een vrije radicaal wordt genoemd, voordat die radicaal een cel kan beschadigen. H2 verdient dat predicaat doordat het één specifiek type reactieve zuurstofsoort neutraliseert, de hydroxylradicaal, terwijl het andere reactieve zuurstof- en stikstofsoorten ongemoeid laat. Ook vitamine C en voedingspolyfenolen gelden als antioxidanten, maar ze bereiken dat resultaat via een heel andere chemie, en die verschillen zijn belangrijker dan de vraag welke ervan ‘sterker’ is.

• H2 is in strikt chemische zin een antioxidant: het doneert elektronen om één specifieke vrije radicaal, de hydroxylradicaal, te neutraliseren, in plaats van breed met veel moleculen te reageren.
• Vitamine C werkt anders. Het doneert elektronen aan een breed scala aan ontvangende moleculen. Daarom helpt het eiwitten, lipiden en DNA in het algemeen te beschermen, in plaats van zich op één radicaal te richten.
• Polyfenolen zoals flavonoïden vangen onder laboratoriumomstandigheden effectief radicalen weg en binden metaalionen, maar de concentraties die daadwerkelijk in het lichaam circuleren zijn veel lager, waardoor ze in de praktijk minder kunnen doen.
• Deze drie mechanismen zijn niet op één schaal voor ‘antioxidantkracht’ te rangschikken, omdat elk ervan een ander chemisch probleem oplost in een andere omgeving.
• Bewijs uit celculturen en dieronderzoek dat beschrijft hoe H2 zich in een reactie gedraagt, is niet hetzelfde als bewijs dat het drinken van waterstofwater bij een persoon een meetbaar resultaat oplevert.

Wat maakt een molecuul eigenlijk een ‘antioxidant’?

Voordat we waterstof, vitamine C en polyfenolen vergelijken, is het nuttig om te weten waar het woord eigenlijk naar verwijst. Een antioxidant is een reductiemiddel: iets dat een elektron of een waterstofatoom doneert aan een vrije radicaal, een molecuul met een ongepaard elektron dat daardoor instabiel en reactief is. Door die overdracht kan de radicaal niet langer een elektron wegnemen van iets dat het lichaam intact nodig heeft, zoals een celmembraan, een eiwit of een DNA-streng. Van oxidatieve stress is sprake wanneer reactieve zuurstofsoorten zich sneller ophopen dan de eigen antioxidantverdediging van het lichaam ze kan neutraliseren. Deze toestand is in verband gebracht met schade aan cellen en weefsels op de lange termijn.

Voor deze vergelijking is vooral van belang dat ‘antioxidant’ een chemische functie beschrijft, niet één vaste stof. Een gas, een vitamine en een groep plantaardige stoffen kunnen allemaal als antioxidant gelden, omdat ze onder de juiste omstandigheden elektronen kunnen doneren. Het verschil zit in de radicalen waarmee ze reageren, hoe selectief of breed die reactie is en hoeveel van de stof daadwerkelijk het weefsel bereikt waar een radicaal geneutraliseerd moet worden. Die verschillen staan centraal in de rest van deze vergelijking.

Hoe moleculaire waterstof (H2) als antioxidant werkt

Het idee dat waterstof als antioxidant werkt, gaat terug op een onderzoek uit 2007 in Nature Medicine. Daaruit bleek dat H2 selectief de hydroxylradicaal reduceerde, de meest reactieve en cytotoxische reactieve zuurstofsoort, en cellen tegen de schade ervan beschermde, zonder te reageren met andere reactieve zuurstofsoorten die normale fysiologische functies vervullen (bron: Ohsawa et al., Nature Medicine, 2007). In een overzichtsartikel uit 2016 wordt het mechanisme op vergelijkbare wijze beschreven: H2 vangt de hydroxylradicaal weg, terwijl het andere belangrijke reactieve zuurstof- en stikstofsoorten behoudt voor een normale regulering van signaalprocessen, in plaats van oxidatieve activiteit zonder onderscheid te onderdrukken (bron: Huang, Medical Gas Research, 2016). Wie vóór deze vergelijking meer achtergrond over H2 zelf wil, leest in de wetenschap achter moleculaire waterstof waar het molecuul vandaan komt en hoe het zich in water gedraagt.

Die selectiviteit, niet de ruwe ‘antioxidantkracht’, is de werkelijke chemische claim achter de omschrijving van waterstof als antioxidant. Het gaat om een beperkte, gerichte taak, niet om een brede aanpak van elk reactief molecuul in een cel.

Waarom dit ‘selectief’ en niet ‘breed-spectrum’ wordt genoemd

Dat onderscheid is belangrijk, omdat niet elke reactieve zuurstof- of stikstofsoort uitsluitend schadelijk is: sommige werken als signaalmoleculen die cellen gebruiken voor normale regulatieprocessen. Als je ze allemaal zonder onderscheid neutraliseert, verstoor je die signalering in plaats van alleen schade weg te nemen. Doordat H2 specifiek met de hydroxylradicaal reageert, waarvoor geen gunstige signaalfunctie bekend is, wordt het mechanisme als selectief en niet als breed-spectrum omschreven. Die omschrijving komt uit het onderzoek zelf en is een nuttig houvast zodra bredere claims over de ‘kracht’ van waterstof als antioxidant groter lijken dan de onderliggende chemie rechtvaardigt.

Hoe vitamine C als antioxidant werkt

Vitamine C werkt via een veel breder mechanisme. Het Linus Pauling Institute beschrijft L-ascorbinezuur, de actieve vorm van vitamine C, als ‘een krachtig reductiemiddel’ dat gemakkelijk elektronen doneert aan een breed scala aan ontvangende moleculen (bron: Linus Pauling Institute, vitamine C). Dankzij die brede elektronenoverdracht helpt vitamine C eiwitten, lipiden en nucleïnezuren in het algemeen te beschermen tegen oxidatieve schade, in plaats van zich op één specifieke radicaal te richten, zoals H2 doet.

Vitamine C is bovendien wateroplosbaar en wordt uit voeding of supplementen verkregen; het lichaam maakt het niet zelf aan. De antioxidantwerking speelt zich af in de waterige delen van cellen en in het bloedplasma. Dat is een ander verspreidingspatroon dan dat van een opgelost gas zoals H2, dat door celmembranen kan diffunderen. Geen van beide patronen maakt het ene molecuul per definitie beter; ze werken in verschillende compartimenten en richten zich op verschillende doelwitten.

Hoe polyfenolen als antioxidant werken - en waarom het bewijs ingewikkelder ligt

Voedingspolyfenolen voegen een derde mechanisme toe. Flavonoïden, een van de grootste en meest onderzochte groepen polyfenolen in fruit, groenten en thee, vangen vrije radicalen rechtstreeks weg en kunnen ook metaalionen cheleren, oftewel binden. Anders zouden die ionen bijdragen aan de vorming van radicalen, aldus het Linus Pauling Institute (bron: Linus Pauling Institute, flavonoïden). Op papier geeft dat flavonoïden dus twee afzonderlijke antioxidantfuncties in plaats van één.

De nuance is dat flavonoïden ingewikkelder zijn dan laboratoriumresultaten op zichzelf doen vermoeden. Het Institute merkt op dat deze activiteit waarbij radicalen worden weggevangen en metaalionen worden gebonden vooral in vitro is aangetoond, dus in een reageerbuis en niet in een levend lichaam. Ook zijn de concentraties flavonoïden die daadwerkelijk in menselijk weefsel circuleren 100 tot 1.000 keer lager dan die van andere antioxidanten, zoals vitamine C, urinezuur en glutathion. De meeste opgenomen flavonoïden worden bovendien omgezet in metabolieten met een lagere antioxidantwerking dan de oorspronkelijke verbinding. Alles bij elkaar is hun praktische bijdrage aan de antioxidantcapaciteit in levend weefsel waarschijnlijk veel kleiner dan hun chemische werking in het laboratorium op zichzelf doet vermoeden.

Waarom ‘meer antioxidantkracht’ geen nuttige vergelijking is

Het is verleidelijk om H2, vitamine C en polyfenolen op één schaal naast elkaar te zetten en te vragen welke antioxidant het sterkst is. Om twee redenen houdt die benadering geen stand wanneer je de hierboven beschreven chemie bekijkt. Ten eerste merkt het National Center for Complementary and Integrative Health op dat grote hoeveelheden antioxidanten, bijvoorbeeld uit geconcentreerde supplementen, de eigen verdedigingsmechanismen en normale celsignalering van het lichaam kunnen verstoren (bron: NCCIH, Antioxidanten: verdieping). Die waarschuwing gaat specifiek over geconcentreerde hoeveelheden uit supplementen, niet over de vitamine C of polyfenolen uit gewone voeding. Maar ze ondergraaft wel de aanname dat het opstapelen van antioxidantactiviteit uit welke bron dan ook automatisch een verbetering is. Wil je zien hoe onderzoekers daadwerkelijk meten of die balans is doorgeslagen naar oxidatieve stress, dan lees je in hoe markers voor oxidatieve stress worden gemeten meer over de biomarkers waarop die beoordeling is gebaseerd.

Ten tweede is de selectiviteit van H2 voor de hydroxylradicaal een beperktere en specifiekere chemische taak dan de brede elektronenoverdracht van vitamine C of het wegvangen van radicalen door polyfenolen in vitro. Dit zijn verschillende mechanismen die verschillende problemen oplossen, geen concurrenten die naar dezelfde finish racen. Geen van deze mechanistische aanwijzingen bewijst dat het drinken van waterstofwater bij een persoon een meetbaar gezondheidseffect oplevert: de bevindingen van Ohsawa uit 2007 en het daaropvolgende overzicht beschrijven wat H2 doet in een chemische reactie, zoals waargenomen in celculturen en diermodellen, niet wat een bepaalde dagelijkse hoeveelheid in een menselijk lichaam doet. Wie een breder beeld wil van welke claims over waterstofwater standhouden en welke overdreven worden, heeft wellicht ook iets aan dit overzicht van veelvoorkomende mythes over waterstofwater.

Wat dit betekent als je voedingsantioxidanten met waterstofwater vergelijkt

Vitamine C, voedingspolyfenolen en moleculaire waterstof zijn niet onderling uitwisselbaar en concurreren niet echt met elkaar. Elk reageert via een andere chemie met andere doelwitten, bij andere concentraties en in andere delen van het lichaam. Een gevarieerd voedingspatroon met veel groente en fruit blijft de best onderbouwde dagelijkse bron van antioxidanten uit voeding, en het selectieve mechanisme van H2 verandert daar niets aan.

Wie vooral nieuwsgierig is naar de chemie van waterstofwater en niet naar de marketing eromheen, kan beter nagaan wat een apparaat daadwerkelijk levert dan opgegeven PPB-waarden van verschillende merken met elkaar vergelijken. Onafhankelijke laboratoriumtests zijn een manier om dat te controleren, zoals de resultaten die voor de Hydrion Core-fles zijn gepubliceerd.

Je kunt het volledige onafhankelijke laboratoriumcertificeringsrapport voor Core en Pulse lezen voor de daadwerkelijk gemeten waarden, in plaats van af te gaan op een marketingclaim. Je kunt ook de volledige collectie waterstofwater bekijken als je apparaten naast elkaar wilt vergelijken voordat je beslist of er een bij je routine past.