Untersuchung der schützenden Wirkung der Wasserstoffinhalation auf die nachlassende Gehirnfunktion unter Entlastungsbedingungen der Hinterbeine

30. Mai 2023

Dieser Artikel wurde gemäß dem Redaktionsprozess und den Richtlinien von Science X überprüft. Die Redakteure haben die folgenden Attribute hervorgehoben und gleichzeitig die Glaubwürdigkeit des Inhalts sichergestellt:

faktengeprüft

Korrekturlesen

von Beijing Institute of Technology Press Co.

Astronauten werden während der Raumfahrt von verschiedenen physikalischen und chemischen Faktoren beeinflusst, was zu einer Reihe pathologischer und physiologischer Veränderungen führt. Viele Studien haben gezeigt, dass Raumflüge oxidativen Stress verursachen und bei Astronauten Gehirnstörungen hervorrufen, die sich negativ auf die neuronale Funktion und die Gehirnstruktur auswirken.

Allerdings müssen die zugrunde liegenden Mechanismen und mögliche Gegenmaßnahmen weiter erforscht werden. Darüber hinaus wird beobachtet, dass Wasserstoff präventive und heilende Wirkungen bei Ischämie-Reperfusionsschäden, Schäden durch ionisierende Strahlung, entzündlichen Erkrankungen sowie Stoffwechsel- und neurodegenerativen Erkrankungen hat. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Wasserstoff als therapeutisches Antioxidans wirken kann.

In einem kürzlich in Space: Science & Technology veröffentlichten Forschungsbericht führten Autoren des China Astronaut Research and Training Center, Peking, China, der Beijing University of Technology, Peking, China, und der National Institutes of Health, Baltimore, MD, USA, Forschungen durch um die schützende Wirkung der Wasserstoffinhalation auf die nachlassende Gehirnfunktion unter Entlastungsbedingungen der Hinterbeine zu bestätigen und den zugrunde liegenden Mechanismus aufzudecken, der eine mögliche Strategie für die Gesundheit von Astronauten darstellt.

Zunächst erläutern die Autoren die Versuchsmaterialien und -methoden. Für das Experiment werden männliche Sprague-Dawley-Ratten aus einer spezifischen pathogenfreien Einrichtung (SPF) vom Experiment Animal Center von Wei Tong Li Hua (Peking, China) gekauft und in der SPF-Einrichtung des China Astronaut Research and Training Center in SPF gehalten 12-stündiger Hell-Dunkel-Zyklus bei Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit und Fütterung einer Standard-Chow-Diät.

Nach sieben Tagen werden die Ratten nach dem Zufallsprinzip in vier Gruppen eingeteilt: 1) Kontrollgruppe (Ctrl), in der die Ratten unter normalen Bedingungen gehalten wurden; 2) Ctrl + H2-Gruppe, in der Ratten unter normalen Bedingungen jeweils 90 Minuten lang zweimal täglich mit etwa 5 % Wasserstoff behandelt wurden; 3) HU, wo Ratten mit Entlastung der Hinterbeine behandelt wurden; und 4) die HU + H2-Gruppe, in der Ratten zweimal täglich jeweils 90 Minuten lang mit etwa 5 % Wasserstoff unter Entlastungsbedingungen der Hinterbeine behandelt wurden.

Das 5 %ige H2 wurde durch Mischen des vom Wasserstoff-/Sauerstoffgenerator erzeugten H2-O2 (66 % Wasserstoff und 33 % Sauerstoff) und Luft erhalten. Alle Tierversuche wurden von den Ausschüssen für Tierethik und experimentelle Sicherheit des China Astronaut Research and Training Center genehmigt.

Nach 28 Tagen Entladen der Hinterbeine führten die Forscher Verhaltensbewertungen durch; Analyse des Neurotransmitterspiegels; histologische Analyse; Tests für GSSG, GSH, MDA, SOD und CAT; gezielte Metabolitenprofilierung; mRNA-Sequenzierung; RNA-Extraktion und Echtzeit-PCR; Western Blot; und statistische Analyse.

Anschließend präsentierten die Autoren die Ergebnisse ihrer Experimentanalyse und fassten sie in vier Punkten zusammen:

Diese Studie legt nahe, dass Wasserstoff eine schützende Rolle bei durch Entlastung der Hinterbeine verursachten Hirnschäden spielt, was eng mit der offensichtlichen Wirkung der Wasserstoffbehandlung bei der Linderung antioxidativer Aktivitäten und der Regulierung des Glukosestoffwechsels zusammenhängt.

Die Veränderungen von PGC-1α und BDNF, den Schlüsselregulatoren des Stoffwechsels und der Gehirnfunktion, sind möglicherweise an diesem Prozess beteiligt. Der zugrunde liegende Mechanismus muss weiter erforscht werden. Die Funktion von Wasserstoff beim Schutz des Gehirns stellt eine potenzielle Schutzmaßnahme für Astronauten während der Raumfahrt dar.

Mehr Informationen: Xiaoyan Jin et al., Hydrogen Inhalation Ameliorates Oxidative Stress and Glucose Metabolism Disorder in the Brain of Hindlimb Unloading Rats, Space: Science & Technology (2023). DOI: 10.34133/space.0027