Nel COVID-19, l’eccessiva attivazione delle cellule immunitarie e l’infiammazione persistente causata dall’infezione virale generano grandi quantità di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Dopo l’infezione da SARS-CoV2, la sua replicazione dipende dal metabolismo energetico delle cellule ospiti, mentre la via glicolitica delle cellule ospiti è significativamente migliorata, con conseguente produzione di un gran numero di ROS. Nel corso di COVID-19, i ROS prodotti dalle due vie precedenti portano a un danno alveolare diffuso. Ciò impedisce lo scambio di gas alveolare e provoca dispnea e ipossiemia. Quindi, il polmone è più soggetto a infezioni secondarie. Sono state testate terapie multiple per alleviare i sintomi di questa malattia; tuttavia, non esiste un trattamento specifico ed efficace. L’idrogenoterapia è stata inclusa in un nuovo piano di trattamento per COVID-19 in Cina. Un recente articolo pubblicato su Frontiers in Medicine ha fornito una revisione di uno studio condotto dall’accademico Zhong Nanshan, in Cina, sul trattamento del COVID-19 mediante inalazione di un gas misto composto da idrogeno e ossigeno.

L’idrogenoterapia prende di mira sia le tempeste infiammatorie che i ROS. L’idrogeno, ha la massa molecolare più piccola e un grado di riducibilità. In precedenza, l’idrogenoterapia è stata testata nel carcinoma a cellule squamose indotto dalle radiazioni UV, nel cancro del colon-retto allo stadio terminale, nelle malattie epatiche parassitarie, nel danno cerebrale da ischemia-riperfusione, nel morbo di Parkinson, nelle lesioni dei tessuti molli, nell’insulino-resistenza, nell’artrite reumatoide, nei tumori e nella sepsi. L’idrogenoterapia ha dimostrato efficacia nel trattamento del danno infiammatorio. Inizialmente, l’idrogeno utilizzato negli studi clinici era principalmente in forma non gassosa. Studi clinici hanno dimostrato che bere acqua ricca di idrogeno (HRW) è sicura e ben tollerata; contenente 7 ppm H2 potrebbe proteggere l’endotelio vascolare dai ROS. Altre forme di idrogeno che sono state utilizzate sono: iniezione salina ricca di idrogeno contenente 1 ppm di H2, compresse ricche di idrogeno e capsule orali ricche di idrogeno. Recentemente, studi clinici hanno anche confermato gli effetti terapeutici dell’inalazione di gas idrogeno.

Gli effetti terapeutici dell’inalazione di gas idrogeno sono stati dimostrati in pazienti con stenosi tracheale acuta grave, cancro del colon-retto allo stadio terminale, infarto cerebrale acuto, sindrome da arresto cartonale dopo infarto miocardico acuto e cancro del polmone non a piccole cellule. Tuttavia, mancano prove relative a un effetto diretto dell’idrogeno sui virus. Attualmente, la terapia con idrogeno COVID-19 prevede l’inalazione di una miscela di idrogeno e ossigeno (66% idrogeno; 33% ossigeno) a 6 L/min attraverso la cannula nasale utilizzando un generatore di idrogeno/ossigeno. L’evidenza suggerisce che l’inalazione di H2-O2 per 7,7 ore, secondo lo standard di cura, ha migliorato significativamente la gravità di COVID-19 entro due giorni, tra cui scala di dispnea, sofferenza toracica, dolore toracico, scala della tosse e saturazione di ossigeno a riposo, rispetto per controllare un gruppo di pazienti che hanno ricevuto lo standard di cura giornaliero con ossigenoterapia. Questi benefici sono probabilmente conferiti a causa della minore resistenza all’inalazione dopo l’inalazione della miscela idrogeno/ossigeno.

In un altro caso, uno studio multicentrico, randomizzato, in doppio cieco, a gruppi paralleli, controllato ha mostrato che l’inalazione di una miscela di idrogeno/ossigeno potrebbe migliorare significativamente l’esacerbazione acuta dei sintomi della broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO), inclusi – dispnea, tosse e espettorazione, migliore della sola ossigenoterapia, con un profilo accettabile di sicurezza e tollerabilità. È stato scoperto che l’inalazione di gas idrogeno può ridurre l’infiltrazione dei neutrofili nel tessuto polmonare e può aiutare ad alleviare il danno infiammatorio al tessuto polmonare negli stati patologici. L’evidenza suggerisce che l’inalazione di gas idrogeno ha migliorato il danno polmonare indotto dall’infiltrazione di cellule infiammatorie e ha aumentato il tasso di sopravvivenza in topi settici gravi modellati con legatura cecale e perforazione. Inoltre, in un modello di ratto dello shock emorragico e della rianimazione, l’inalazione breve di gas idrogeno al 2% dopo lo shock emorragico e la rianimazione ha ridotto al minimo il grado di danno polmonare riducendo l’infiltrazione di cellule infiammatorie nel tessuto polmonare.

L’idrogeno riduce l’assorbimento dei monociti da parte delle molecole di adesione endoteliale sotto risposta infiammatoria, impedendo così ai monociti trasportati dal sangue di passare attraverso l’endotelio vascolare e di attivarsi nei macrofagi che causano un’eccessiva risposta infiammatoria. L’idrogenoterapia può stabilizzare la funzione dei macrofagi e prevenire i danni causati da un’eccessiva attivazione e da difetti fagocitari. In COVID-19, ROS e risposta infiammatoria possono essere co-dipendenti. L’idrogeno può agire rimuovendo i ROS tossici direttamente o indirettamente migliorando l’attività antiossidante del corpo. L’idrogenoterapia produce effetti sia antinfiammatori che antiossidanti e quindi può aiutare a prevenire la progressione della malattia in COVID-19. L’idrogeno riduce l’infiammazione delle vie aeree riducendo i livelli di citochine. L’uso del gas idrogeno può ridurre la tempesta distruttiva di citochine e le lesioni polmonari causate da SARS-CoV-2 nella fase iniziale di COVID-19 e stimolare il drenaggio dell’espettorato e, infine, ridurre l’incidenza di malattie gravi.

La ragione principale dei disturbi respiratori correlati a COVID-19 è che SARS-CoV2 attacca le cellule endoteliali dei capillari polmonari e innesca una risposta immunitaria. L’idrogenoterapia può inibire il danno tissutale da parte delle cellule infiammatorie in tutte le fasi della risposta infiammatoria. Nonostante la sua potenziale efficacia e sicurezza per l’uso come terapia aggiuntiva, il meccanismo dell’idrogeno che allevia i sintomi dei pazienti con COVID-19 deve essere ulteriormente chiarito.

• A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD; specialista in Biochimica Clinica.

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