Ciencia del hidrógeno molecular

El hidrógeno molecular, el elemento más simple y abundante del universo, está experimentando un renacimiento en la investigación científica que haría saltar de emoción incluso a los electrones del químico más experimentado.

Esta dinamo diatómica, compuesta por dos protones que abrazan a un par de electrones, no se conforma con su papel protagonista en la fusión estelar o como columna vertebral de la química orgánica. No, el H2 ha decidido dedicarse a la terapia, deslizándose a través de las membranas celulares como un fantasma cuántico y potencialmente causando estragos en el estrés oxidativo.

Su diminuto tamaño contradice su enorme impacto, ya que hace piruetas por el cuerpo, neutralizando selectivamente los radicales libres dañinos y dejando intactos los beneficiosos: una especie de Robin Hood molecular. La trama se complica a medida que los investigadores desentrañan la telenovela celular del hidrógeno, donde desempeña papeles secundarios en la expresión genética, la señalización celular e incluso el complejo ecosistema del microbioma intestinal.

A medida que los científicos profundizan en las hazañas biológicas del hidrógeno, descubren que este Houdini elemental puede tener la clave para desbloquear nuevos paradigmas en medicina, desafiando nuestra comprensión de cómo algo tan simple puede ser tan sorprendentemente sofisticado.

Penetración celular

El H2 puede penetrar fácilmente las membranas celulares y difundirse en varios compartimentos celulares debido a su pequeño tamaño y carga neutra. Alcanza rápidamente el citosol, el núcleo y las mitocondrias a los pocos minutos de su administración.

Efectos antioxidantes

Uno de los mecanismos principales del H2 es como antioxidante selectivo:

• Elimina directamente especies de oxígeno altamente reactivas (ROS) como radicales hidroxilo y peroxinitrito.
• Inhibe la producción de ROS mitocondriales.
• Mejora los sistemas antioxidantes del cuerpo aumentando las enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa y la catalasa.

Expresión y señalización genética

H2 modula varias vías de señalización celular y expresión genética:

• Activa la vía antioxidante Nrf2, promoviendo la expresión de genes citoprotectores.
• Regula la expresión de genes relacionados con el metabolismo, la supervivencia celular y la inflamación.
• Influye en las cascadas de fosforilación de proteínas implicadas en la señalización celular.

Función mitocondrial

El H2 parece tener efectos significativos sobre las mitocondrias:

• Promueve la biogénesis mitocondrial 1 .
• Activa las vías de respuesta de las proteínas desplegadas mitocondriales 1 .
• Puede interactuar con proteínas mitocondriales que contienen grupos de hierro-azufre 2 .

Efectos antiinflamatorios

El H2 reduce la inflamación al:

• Disminución de citocinas proinflamatorias como TNF-α e IL-6.
• Modulación de la función de las células inmunes y de las vías de señalización inflamatoria.

Regulación metabólica

El H2 influye en el metabolismo celular:

• Afecta el metabolismo de lípidos y aminoácidos, particularmente en el hígado 4 .
• Modula el equilibrio NADP/NADPH, impactando numerosas vías metabólicas 4 .

En resumen, el hidrógeno molecular tiene interacciones multifacéticas con las células, influyendo en el estado redox, la expresión genética, el metabolismo y los procesos inflamatorios a través de mecanismos directos e indirectos. Su capacidad para penetrar fácilmente en las células le permite ejercer efectos en varios compartimentos celulares.