Was ist molekularer Wasserstoff?

In einigen unserer letzten Beiträge haben wir über den positiven Effekt von Wasserstoff berichtet. Da es sich hier um komplexe chemische Vorgänge handelt, ergänzen wir das Thema heute um einen in den USA erschienen Artikel des Molecular Hydrogen Institute (MHI).

Obwohl die Forschung noch am Anfang steht, deuten über tausend wissenschaftlichen Artikel darauf hin, dass H2 in über 170 verschiedenen menschlichen und tierischen Krankheitsmodellen¹ und im Wesentlichen in jedem Organ des menschlichen Körpers therapeutisches Potenzial besitzt.

Molekularer Wasserstoff (H2) oder zweiatomiger Wasserstoff ist ein geschmacks- und geruchloses, entflammbares Gas. H2 reduziert oxidativen Stress und verbessert die Redox-Homöostase, die teilweise über den Nrf2-Signalweg vermittelt wird, der die Glutathion-, Superoxiddismutase- und Katalase-Werte usw. reguliert. H2 moduliert, wie andere gasförmige Signalmoleküle (z.B. NO*, CO, H2 S), die Signaltransduktion, die Proteinphosphorylierung und die Genexpression, was seine entzündungshemmende, antiallergische und antiapoptotische Schutzwirkung bewirkt.

Was ist molekularer Wasserstoff?

Wasserstoff ist das leichteste und einfachste Element mit dem Symbol H. Es besteht aus nur einem Elektron und einem Proton und existiert unter normalen Bedingungen hauptsächlich in seiner zweiatomigen Form als molekularer Wasserstoff (H2-Gas). H2-Gas ist das, was die Sonne durch Fusion zur Erzeugung von Helium antreibt. Wasserstoff ist das Zentrum des vorherrschenden kosmologischen Modells, das sowohl die frühe Entwicklung des Universums² als auch den Ursprung des Lebens selbst beschreibt.

Atomarer Wasserstoff

Ein einzelnes Wasserstoffatom (H-) ist neutral und hat ein ungepaartes Elektron (wie durch den kleinen Punkt „-“ dargestellt). Es handelt sich also um ein reaktives freies Radikal, weshalb atomarer Wasserstoff selten ist. Wenn atomarer Wasserstoff durch Elektrolyse erzeugt wird, reagiert er leicht mit einem anderen Wasserstoffatom unter Bildung von stabilem molekularem Wasserstoff (H-+ H- => H2). In den 1990er Jahren wurde angenommen, dass atomarer Wasserstoff für die therapeutische Wirkung von ERW³ verantwortlich ist. Dieser reaktive atomare Wasserstoff wurde wahrscheinlich als „aktiver Wasserstoff „³ vom Japanischen ins Englische falsch übersetzt.

Der Begriff „aktiver Wasserstoff“ ist jedoch kein wissenschaftlicher Begriff und wird häufig im pseudowissenschaftlichen Marketing verwendet. Zudem bleibt die stabile Existenz von atomarem Wasserstoff in wässrigen Lösungen unbewiesen,⁴ und aus physikalisch-chemischer Sicht unmöglich. Atomarer Wasserstoff war das erste existierende Element und ist das erste Element des Periodensystems. Er kann als Vater aller Elemente angesehen werden.

Molekularer Wasserstoff

Molekulares Wasserstoffgas, oder H2 (g), ist die primäre Form, in der Wasserstoff gefunden wird. Mit anderen Worten, zwei Wasserstoffatome (H) sind kovalent (eine Art chemische Bindung) als H-H miteinander verbunden. Da es zwei Wasserstoffatome gibt, nennen wir dies zweiatomigen Wasserstoff („di“ bedeutet zwei). Da die Wasserstoffatome kovalent aneinander gebunden sind, bilden sie ein Molekül. Daher wird H2 auch als molekularer Wasserstoff bezeichnet. Wir können ihn auch als Di-Wasserstoff bezeichnen.

Das Wasserstoffmolekül enthält zwei Protonen und zwei Elektronen, wodurch es ein neutral geladenes Molekül ist. Es ist ein farbloses, geruchloses, geschmackloses, nicht-metallisches, hochentzündliches Gas und oberhalb einer Konzentration von 4,6 Volumenprozent sehr explosiv. Es ist diese Form des Wasserstoffs, die nachweislich die breite Palette therapeutischer Wirkungen ausübt. In einigen Artikeln wird dies als „wasserstoffreiches Wasser“ bezeichnet. Es ist das kleinste Molekül im Universum, und diese extrem kleine Größe und seine hohe Lipidlöslichkeit erlauben ihm, leicht in die subzellulären Kompartimente der Mitochondrien und an andere Orte zu diffundieren.⁵

Hydrid: Das negative Wasserstoff-Anion

Hydrid ist ein Wasserstoffatom, das ein zusätzliches Elektron besitzt. Es hat ein Proton und zwei Elektronen. Das macht es zu einem negativen Ion, geschrieben als H^–. Da das Wasserstoffatom ein zusätzliches Elektron erhalten hat, hat es kein ungepaartes Elektron und ist somit kein freies Radikal mehr. Es ist jedoch immer noch nicht stabil, da es in dieser Form eine sehr starke Basis darstellt. Als solche reagiert es mit Wasser unter Bildung von molekularem Wasserstoff (H^– + H2O => H2 + OH^–). ⁶ Die meisten Hydride sind chemische Verbindungen (z.B. Natriumborhydrid, Lithiumaluminiumhydrid usw.), die als Reduktionsmittel in der chemischen Synthese verwendet werden.

Positiv verstärktes Hydrogenkation: Das ‚H‘ im pH

Ein positiv geladenes Wasserstoffion (H⁺-Kation) wird auch nur als Proton bezeichnet. Da ein Wasserstoffatom nur ein Elektron und ein Proton hat, ist es, wenn das Atom sein Elektron verliert, nur ein Proton. Es ist diese Form des Wasserstoffs, die das Enzym ATP-Synthase in den Mitochondrien antreibt. Die Mitochondrien gelten als das „Kraftwerk“ der Zelle, da sie den größten Teil des ATP (Adenosintriphosphat) produzieren, das die Energiewährung unserer Zellen ist.

Das Wasserstoffion (H⁺) ist für den pH-Wert des Wassers (d.h. sauer oder alkalisch) verantwortlich. Wasser dissoziiert unter Bildung von Protonen (H⁺) und Hydroxiden (OH^–). Das heißt: H2O => H⁺ + OH^–. Man nennt dies die „Selbst-Ionisierung“ des Wassers.

Der pH-Wert ist der „negativ dekadische Logarithmus“ der Wasserstoffionen-(H⁺)-Konzentration. Je mehr H⁺-Ionen also vorhanden sind, desto niedriger ist der pH-Wert oder desto saurer ist die Lösung.

 

Was ist das Molecular Hydrogen Institute (MHI)?

Das Molecular Hydrogen Institute (MHI) ist eine gemeinnützige wissenschaftliche Organisation mit einem Beratungsgremium aus Professoren, Forschern und anderen prominenten Akademikern. Das MHI ist die führende Autorität auf dem Gebiet der Wissenschaft des molekularen Wasserstoffs und hat drei Hauptziele:

• die Wasserstoff-Forschung voranzubringen, zu fördern und zu publizieren
• staatliche, medizinische, wissenschaftliche und politische Fachleute/Organisationen ausbilden.
• die Wasserstoffbewegung zu orchestrieren und die Integrität der Wasserstoffforschung und der Wasserstoffprodukte aufrechtzuerhalten

Wir haben den Artikel übersetzt. Hier geht es zum Originalartikel.

Quellenangaben:

1. OHNO, K., ITO, M. & ICHIHARA, M. (2012). Molecular hydrogen as an emerging therapeutic medical gas for neurodegenerative and other diseases. Oxidative Medicine and Cellular Longevity 2012, 353152.
2. BLACK, J. H. (2006). Chemistry and cosmology. Faraday Discussions 133, 27-32; discussion 83-102, 449-52.
3. SHIRAHATA, S., KABAYAMA, S., NAKANO, M., MIURA, T., KUSUMOTO, K., GOTOH, M., HAYASHI, H., OTSUBO, K., MORISAWA, S. & KATAKURA, Y. (1997). Electrolyzed-reduced water scavenges active oxygen species and protects DNA from oxidative damage. Biochemical and Biophysical Research Communications 234, 269-274.
4. HIRAOKA, A., TAKEMOTO, M., SUZUKI, T., SHINOHARA, A., CHIBA, M., SHIRAO, M. & YOSHIMURA, Y. (2004). Studies on the properties and real existence of aqueous solution systems that are assumed to have antioxidant activities by the action of „active hydrogen“‚. Journal of Health Science 50, 456-465.
5. OHTA, S. (2012). Molecular hydrogen is a novel antioxidant to efficiently reduce oxidative stress with potential for the improvement of mitochondrial diseases. Biochimica et Biophysica Acta 1820, 586-94.
6. http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=166653
7. Harris, D. C. (2010). Quantitative chemical analysis. Macmillan. 8th ed. p. 127

 

Weitere Artikel zum Thema: