Waterstof in de geneeskunde: een korte geschiedenis van H₂ als medisch gas
‘Waterstof in de geneeskunde’ betekent meestal iets specifiekers dan het klinkt: het gebruik van waterstofgas (H₂) zelf, via inhalatie of opgelost in water, als mogelijk antioxidant en ontstekingsremmend middel, en niet de bekende rol van waterstof als industriële brandstof of chemisch reagens. Het idee is ouder dan de meeste mensen denken. Losse verslagen van het gebruik van waterstofgas in en rond het lichaam gaan eeuwen terug, de eerste bewuste poging om het als kankerbehandeling in te zetten dateert uit 1975, en het artikel dat de meeste onderzoekers nu aanwijzen als het echte begin van dit onderzoeksgebied verscheen in 2007. Al het onderzoek bij mensen dat sindsdien is verschenen, is nog beperkt, bevindt zich in een vroeg stadium en is grotendeels niet gecontroleerd.
Houd tijdens het lezen van de gedetailleerde tijdlijn een paar zaken in gedachten:
- Waterstofgas werd al in 1520 gedocumenteerd, maar gedurende ongeveer 450 jaar daarna werd het gebruikt als inert gas of diagnostisch gas, niet onderzocht als behandeling op zichzelf.
- De eerste bewuste poging om waterstof als therapie te gebruiken was een hyperbare studie bij dieren met kanker uit 1975. Het onderzoek liep vooral vast omdat de benodigde apparatuur nooit praktisch werd voor routinematig gebruik.
- Een artikel uit 2007 stelde waterstof voor als een selectieve antioxidant en onderzocht dit eerst in celkweek en vervolgens in een rattenmodel voor een beroerte. Het is het onderzoek dat latere studies naar waterstof het vaakst als hun uitgangspunt noemen.
- Onderzoeken bij mensen die sinds 2007 zijn gepubliceerd, zijn nog altijd schaars en kleinschalig; uit een overzicht van het onderzoeksgebied uit 2013 bleek dat wereldwijd slechts één klinische studie naar moleculaire waterstof als therapie actief geregistreerd was.
- Geen van de onderzoeken hieronder testte een specifiek consumentenapparaat. Een thuis-waterstofinhalator kun je dus het beste beschrijven aan de hand van de eigen gemeten specificaties, niet aan de hand van een uitkomst uit deze onderzoeksgeschiedenis.
Waar het idee van ‘waterstofgeneeskunde’ werkelijk begint
Als je de term ‘waterstofgeneeskunde’ bent tegengekomen bij een waterfles of inhalatieapparaat, is het begrijpelijk dat je je afvraagt of dit een recent marketingidee is of dat er echt onderzoek achter zit. Het is nieuwer én ouder dan beide vermoedens: het gas zelf is al vijf eeuwen bekend, maar het als therapie inademen of drinken is iets recents dat nog in ontwikkeling is. Dit artikel volgt specifiek de geschiedenis van het gebruik van het gas en inhalatie, vanaf de vroege fysiologische belangstelling, via één hyperbaar kankerexperiment, tot het artikel uit 2007 dat de vraag opnieuw opwierp en de kleine onderzoeken bij mensen die sindsdien zijn gepubliceerd. Een verwant artikel op deze site behandelt het parallelle verhaal van met waterstof verrijkt drinkwater en de popularisering ervan in Japan; de twee lijnen hebben dezelfde chemische stof gemeen, maar niet dezelfde tijdlijn, en worden daarom afzonderlijk besproken.
Een beknopte tijdlijn
In de onderstaande tabel staan de belangrijke jaartallen uit deze geschiedenis, het soort bewijs dat elk jaartal vertegenwoordigt en de bron, zodat je de oorspronkelijke beschrijving zelf kunt nalezen.
| Jaar | Wat gebeurde er | Soort bewijs | Bron |
|---|---|---|---|
| 1520 | Aan Paracelsus wordt de eerste gedocumenteerde productie van waterstofgas toegeschreven. | Historisch verslag | Dixon et al., 2013 |
| 1783 | Lavoisier geeft het gas de naam ‘hydrogène’, in hetzelfde jaar waarin Jacques Charles de eerste waterstofballonvaart maakt. | Historisch verslag | Dixon et al., 2013 |
| 1888 | Een chirurgisch verslag beschrijft hoe waterstofgas in lichaamsholten wordt ingeblazen om inwendig letsel op te sporen. | Historisch casusverslag | Dixon et al., 2013 |
| 1975 | Dole, Wilson en Fife stellen hyperbare waterstof voor als kankerbehandeling, omdat het mogelijk hydroxylradicalen kon wegvangen. | Dierstudie | Dixon et al., 2013 |
| 1994 | Kayar en collega's stellen vast dat zoogdierweefsel waterstof niet metaboliseert, zelfs niet onder druk, wat het gebruik ervan als duikgas ondersteunt. | Laboratorium/fysiologie | Dixon et al., 2013 |
| 2001 | Gharib en collega's melden dat hyperbare waterstof parasietgerelateerde leverontsteking bij muizen vermindert. | Dierstudie | Huang, 2016 |
| 2007 | Ohsawa en collega's melden dat waterstof in een lage concentratie en bij normale druk beschermt tegen oxidatieve schade in celkweek en een rattenmodel voor een beroerte. | Cel- en dierstudie | Huang, 2016 |
| 2013 | Een overzicht van het onderzoeksgebied stelt vast dat wereldwijd slechts één studie naar moleculaire waterstof als therapie geregistreerd is, voor een sportblessure. | Overzicht van het onderzoeksgebied | Dixon et al., 2013 |
| 2020 | In een pilotstudie krijgen vijf comateuze patiënten die net zijn gereanimeerd na een hartstilstand waterstof toegediend via inhalatie, zonder controlegroep. | Pilotstudie bij mensen, n=5 | Tamura et al., 2020 |
Waterstof als hulpmiddel, lang voordat het een behandeling was
Gedurende het grootste deel van de gedocumenteerde geschiedenis was waterstof iets waarmee onderzoekers en artsen werkten, geen middel dat ze voorschreven. De productie van een ontvlambaar gas door een metaal op te lossen in zuur, door Paracelsus in 1520, wordt doorgaans genoemd als de eerste gedocumenteerde productie van waterstof. Lavoisier gaf het gas in 1783 zijn naam, in hetzelfde jaar waarin Jacques Charles het gebruikte voor de eerste waterstofballonvaart; beide mijlpalen horen bij de scheikunde en luchtvaart, niet bij therapie. Het dichtst bij medisch gebruik kwam men in die tijd met een chirurgisch verslag uit 1888, waarin werd beschreven hoe waterstof in lichaamsholten werd ingeblazen zodat chirurgen inwendig letsel konden opsporen voordat ze besloten of een exploratieve operatie nodig was.
Een diagnostisch hulpmiddel, nog geen therapie
Het gebruik uit 1888 is makkelijk aan te zien voor een vroege therapie, maar de waterstof behandelde niets; het was een markeringsgas waarmee een chirurg een probleem kon opsporen, zodat een afzonderlijke ingreep het kon verhelpen. Het grootste deel van de daaropvolgende eeuw bleef waterstof deze ondersteunende rol houden: een inert of detecteerbaar gas voor metingen, aandrijving of industriële chemie, zonder serieus voorstel dat het inademen of opnemen ervan op zichzelf het verloop van een ziekte zou kunnen veranderen.
1975: de eerste bewuste poging om waterstof zelf als behandeling te gebruiken
In 1975 veranderde dat, althans als voorstel, toen Dole, Wilson en Fife opperden dat waterstofgas onder hoge druk als kankerbehandeling zou kunnen werken. Ze redeneerden dat het hydroxylradicalen kon wegvangen, een bijzonder reactief en schadelijk oxidatief bijproduct dat in levend weefsel wordt gevormd. Het was de eerste keer dat het gas zelf werd voorgesteld als werkzame stof, in plaats van als meetmiddel of inert vulgas.
Wat de studie uit 1975 daadwerkelijk onderzocht
Hoe sterk die hypothese standhield, hangt af van welk verslag je leest. Een later, veel geciteerd overzicht beschrijft dat twee weken blootstelling aan hyperbare waterstof van 97,5% leidde tot een duidelijke afname van huidtumoren bij de behandelde dieren (bron: Huang, 2016). Het oorspronkelijke verslag uit 1975 is beknopter en moeilijker onafhankelijk te verifiëren. Het is daarom nauwkeuriger om deze beschrijving te beschouwen als de weergave van de auteurs van het overzicht, en niet als een onafhankelijk gereproduceerde, vaststaande bevinding.
Waarom een hyperbare kamer nooit standaardzorg werd
Wat de precieze uitkomst ook was, de methode zelf verklaart waarom de aanpak niet verder kwam: om effect te bereiken moest een dier, en uiteindelijk een patiënt, gedurende langere tijd in een afgesloten, onder druk gebrachte waterstofkamer worden geplaatst. Zulke apparatuur is duur en gespecialiseerd en brengt eigen risico's met zich mee. Dat beperkte een snelle opvolging en maakte van hyperbare waterstof geen praktische behandeling.
Het andere leven van waterstof: een ademgas, geen geneesmiddel
Terwijl de kankerhypothese grotendeels inactief bleef, had waterstof een actieve rol op een heel ander gebied: diepzeeduiken. Duikers hebben Hydreliox ingeademd, een mengsel van 49% waterstof, 50% helium en 1% zuurstof, specifiek om decompressieziekte tijdens zeer diepe duiken te voorkomen, zonder therapeutische bedoeling (bron: Huang, 2016). De bevinding uit 1994 dat zoogdierweefsel waterstofgas zelfs onder druk niet metaboliseert, versterkte het idee om het te behandelen als inert ademgas en niet als een stof die door het lichaam wordt verwerkt. Veel van wat vandaag bekend is over het veilig inademen van hoge concentraties waterstof komt voort uit dit duikonderzoek en niet uit medische studies (bron: Ohta, 2011). Dat is een van de redenen waarom latere onderzoekers op het gebied van waterstofgeneeskunde concentratiegrenzen konden vaststellen voordat ze het gas bij mensen testten.
2007: het artikel dat het onderzoeksgebied nieuw leven inblies
Het artikel dat de koers van het onderzoeksgebied veranderde, verscheen in 2007 en was van Ohsawa en collega's. Ze onderzochten waterstofgas bij normale druk en in een concentratie van 2%, bewust onder de ontvlambaarheidsgrens van ongeveer 4%. Eerst testten ze het in celkweek en daarna in een rattenmodel voor focale cerebrale ischemie-reperfusie: het patroon van letsel dat optreedt na een beroerte en het daaropvolgende herstel van de bloedtoevoer. Hun centrale bewering betrof het werkingsmechanisme: waterstof leek selectief het hydroxylradicaal te neutraliseren, een van de schadelijkere reactieve zuurstofverbindingen, terwijl het grotendeels andere reactieve zuurstofverbindingen spaarde die het lichaam gebruikt voor normale celsignalering (bron: Huang, 2016). Voor een uitgebreidere uitleg van dit antioxidatieve mechanisme op zichzelf lees je onze uitleg over wat moleculaire waterstof precies is; daarin wordt het uitvoeriger besproken dan in een artikel over de geschiedenis mogelijk is.
Wat de studie uit 2007 daadwerkelijk aantoonde — en wat niet
Als je de resultaten op het eerste gezicht neemt, toonden ze aan dat een specifieke, lage en niet-ontvlambare concentratie waterstofgas oxidatieve schade verminderde in gekweekte cellen en in een rattenmodel voor een beroerte, via een aannemelijk en toetsbaar mechanisme. Het was niet de eerste melding van een beschermend effect in een diermodel; in een kleinere studie uit 2001 hadden Gharib en collega's al vastgesteld dat hyperbare waterstof parasietgerelateerde leverontsteking bij muizen verminderde. Wat 2007 onderscheidde, was de combinatie van een duidelijk mechanisme, een praktische toedieningsmethode zonder overdruk en een beroertemodel waarvan andere onderzoekers het klinische belang meteen inzagen. Het is minstens zo belangrijk om precies te zijn over wat het artikel niet aantoonde: het was een studie met celkweek en ratten, zei niets rechtstreeks over een patiënt met een beroerte en testte een gasprotocol in een laboratorium, geen consumentenproduct. Alle latere beweringen over waterstof bij mensen bouwen voort op dit uitgangspunt, niet op een bevestiging die destijds al bij mensen was verkregen.
Van ratten naar een handjevol patiënten: hoe langzaam het onderzoek bij mensen op gang kwam
Het onderzoek bij mensen is veel langzamer gevorderd dan de laboratoriuminteresse die na 2007 ontstond. Bij een van de duidelijkere pogingen om waterstofinhalatie bij mensen te testen, kregen vijf comateuze volwassenen die net waren gereanimeerd na een hartstilstand buiten het ziekenhuis waterstof toegediend. Ze kregen daarnaast de standaardzorg met temperatuurbeheer die deze patiënten al ontvangen. Er was geen vergelijkingsgroep die kon laten zien wat er anders zou zijn gebeurd. Bij de vier patiënten bij wie de hartstilstand een cardiale oorzaak had, daalden de markers voor oxidatieve stress, maar ontstekingsmarkers veranderden nauwelijks. De onderzoekers zelf omschreven het effect als ‘onduidelijk vanwege methodologische tekortkomingen’ en riepen op tot grotere, gecontroleerde studies (bron: Tamura et al., 2020). Een overzicht van het onderzoeksgebied uit 2013 onderstreept hoe vroeg dit onderzoek nog was: op dat moment was wereldwijd slechts één klinische studie naar moleculaire waterstof als therapie actief geregistreerd; die onderzocht een sportblessure (bron: Dixon et al., 2013).
Inhalatie is bovendien maar één toedieningsroute die onderzoekers hebben bestudeerd. De bredere literatuur omvat ook het drinken van water waarin waterstof is opgelost, waterstofbaden, een intraveneuze zoutoplossing met opgeloste waterstof, oogdruppels met zoutoplossing waarin waterstof is opgelost en pogingen om de waterstofproductie door darmbacteriën te verhogen (bron: Ohta, 2011). Als je inhalatie afweegt tegen de aanpak met drinkwater waar de meeste mensen als eerste mee kennismaken, zet onze vergelijking van waterstofinhalatie en het drinken van waterstofwater uiteen waarvoor elke route daadwerkelijk is onderzocht.
Wat deze geschiedenis wel en niet zegt over de inhalator op je aanrecht
Geen van de hierboven besproken studies testte een specifiek inhalatieapparaat voor consumenten; er werd een gas getest met een vastgelegde concentratie, in een laboratorium of bij een zeer kleine groep opgenomen patiënten. Een apparaat als de Hydrion Zenith, waarvan de productpagina een outputbereik van 300 tot 1.800 ml/min en een waterstofzuiverheid van 99,99% vermeldt voor zowel de modus met zuivere H₂ als de gemengde H₂/O₂-modus, of de Hydrion Titan, wordt gebouwd en verkocht op basis van zulke specificaties, niet omdat het de uitkomst van een studie uit deze tijdlijn zou hebben gereproduceerd. De onderzoeksgeschiedenis lezen helpt je te begrijpen waar het idee vandaan komt en hoe beperkt het bewijs bij mensen nog altijd is. Het vervangt niet het controleren van de specificaties van een bepaald apparaat en biedt geen basis om een specifieke gezondheidsuitkomst van het gebruik ervan te verwachten. Als je nog niet eerder dagelijks waterstofgas hebt ingeademd, behandelt onze beginnersgids voor waterstofinhalatietherapie de praktische kant. In onze koopgids voor het kiezen van een waterstofinhalatiemachine lees je hoe je modellen zoals deze op hun eigen merites kunt vergelijken.