Исследование опубликовано 3 апреля 2025 года в журнале Scientific Reports (Nature).
DOI: 10.1038/s41598-025-96346-3
PubMed ID: 40181080

Об авторах исследования

Исследование проведено под руководством доктора Веро́ники Паскаль-Муссельярд (Dr. Véronique Pascal-Moussellard), научного сотрудника Университета Гренобль-Альпы (Université Grenoble Alpes, Франция). Этот университет входит в число ведущих научных центров Европы в области иммунологии и биомедицины. Авторы статьи имеют публикации в таких журналах, как Scientific Reports, Frontiers in Immunology и Cell Reports, и активно занимаются изучением взаимодействия между микробиотой, воспалением и развитием опухолей.

Исследование, о котором идёт речь, было опубликовано в престижном журнале Scientific Reports, входящем в издательскую группу Nature.

Введение

Молекулярный водород (H₂) в последние годы привлекает внимание исследователей благодаря своим антиоксидантным, противовоспалительным и потенциально иммуномодулирующим свойствам. Новое исследование, проведённое группой французских учёных, демонстрирует, что ингаляционный водород может воспроизвести противоопухолевый эффект, ранее наблюдавшийся при приёме пищевого пребиотика инулина. Это указывает на роль H₂ как ключевого медиатора в активации противоопухолевого иммунного ответа.

Ключевые термины

Молекулярный водород (H₂) — это газ без запаха и цвета, состоящий из двух атомов водорода. В малых дозах (до 4 %) он безопасен для вдыхания и способен оказывать положительное влияние на здоровье.

Инулин — натуральная пищевая клетчатка, содержащаяся, например, в корнях цикория. Он не переваривается в желудке, но служит пищей для полезных бактерий кишечника, которые в процессе переработки выделяют водород.

T-лимфоциты — клетки иммунной системы, которые помогают организму находить и уничтожать клетки, изменённые или заражённые (в том числе опухолевые).

CD4⁺ и CD8⁺ T-клетки — подтипы T-лимфоцитов. CD4⁺ координируют иммунный ответ, а CD8⁺ непосредственно атакуют и уничтожают «врага».

Интерферон-гамма (IFN-γ) — сигнальная молекула, которую выделяют T-клетки для усиления иммунной атаки, особенно при борьбе с опухолями.

Гамма-дельта T-клетки (γδ T) — редкий, но быстрый тип T-клеток, способный распознавать угрозу без участия классических механизмов.

Что раньше думали об инулине

До появления новых данных считалось, что противоопухолевый и иммуномодулирующий эффект инулина связан главным образом с образованием в кишечнике короткоцепочечных жирных кислот (КЖК, англ. SCFA — short-chain fatty acids), таких как бутират, ацетат и пропионат. Эти вещества действительно формируются в процессе ферментации инулина бактериями микрофлоры и играют важную роль в регуляции обмена веществ, воспаления и барьерной функции кишечника.

Однако новое исследование показало, что ключевым активным продуктом может быть не жирная кислота, а молекулярный водород (H₂), который также вырабатывается в процессе ферментации. Эксперименты на мышах показали, что даже без инулина, при прямой ингаляции H₂, достигается такой же эффект на рост опухоли и активацию иммунной системы. 

Это говорит о том, что именно водород, а не короткоцепочечные жирные кислоты, может играть главную роль в положительном воздействии инулина на иммунную систему и подавление роста опухоли.

Рост уровня молекулярного водорода после приёма инулина

На первом этапе исследования учёные проверили, действительно ли инулин способен вызывать выделение молекулярного водорода в организме. Для этого мышам один раз ввели 70 миллиграммов инулина через зонд прямо в желудок. После этого в течение четырёх часов у животных регулярно измеряли, сколько водорода они выдыхают.

Оказалось, что уровень водорода в дыхании значительно увеличивается уже через час, достигает максимума примерно на втором часу и остаётся повышенным ещё два часа. Это подтверждает, что инулин действительно вызывает выработку молекулярного водорода в организме за счёт ферментации в кишечнике.

На схеме (a) показан план эксперимента: мышам вводили инулин или воду и в течение четырёх часов измеряли уровень молекулярного водорода в выдыхаемом воздухе. График (b) показывает динамику скорости выработки водорода (HPR, Hydrogen Production Rate, в нмоль/с). Жёлтые столбцы отражают показатели у мышей, получивших инулин, синие — у контрольной группы. После введения инулина HPR заметно возрастал, достигая пика через 2 часа и оставаясь повышенным до 4 часов (p < 0.05).

Иммуномодулирующее действие инулина и водорода

Мыши получали либо пероральный инулин, либо ингаляционный водород (3 %, 2 ч в день, 5 дней в неделю), после чего анализировали иммунный профиль. Обе терапии приводили к увеличению количества циркулирующих T-лимфоцитов (CD3⁺) и особенно — их активных подтипов CD4⁺, CD8⁺ и γδ T-клеток. Увеличивалась также доля клеток, продуцирующих интерферон-гамма (IFN-γ).

На изображениях показаны: (a) протокол лечения; (b) увеличение CD3⁺ T-клеток; (c) распределение подтипов; (d) продукция IFN-γ. Во всех группах, получавших инулин или H₂, наблюдались статистически значимые различия по сравнению с контролем (*p < 0.05, **p < 0.01).

Противоопухолевый эффект водорода и инулина

Кульминацией эксперимента стала оценка роста меланомы B16 OVA у мышей, которым вводили опухолевые клетки после 15-дневного курса терапии. Как инулин, так и водородная ингаляция значительно тормозили рост опухоли по сравнению с контролем. Размер опухоли через 13 дней в обеих группах лечения был примерно в 3–4 раза меньше, чем в контрольной.

Эти результаты подтверждают, что польза инулина, скорее всего, связана именно с выработкой молекулярного водорода, который и запускает защитные иммунные механизмы.

Панель (a) иллюстрирует общий план лечения, (b) и (c) показывают динамику роста опухоли. Панели (d–f) демонстрируют увеличение доли IFN-γ⁺ клеток внутри опухоли (CD8⁺, CD4⁺ и γδ T-клеток соответственно). Различия статистически достоверны (p < 0.05).

Заключение

Полученные данные показывают, что ингаляционный молекулярный водород оказывает сопоставимое влияние с инулином на рост опухоли и иммунный ответ. Это позволяет рассматривать H₂ как потенциальный самостоятельный терапевтический агент в составе будущих неинвазивных онкологических стратегий.