Forscher bestätigen die schützende Wirkung von

Mar 18, 2023

Beijing Institute of Technology Press Co., Ltd

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Bildnachweis: Raumfahrt: Wissenschaft und Technologie

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 die Raumfahrt oxidativen Stress verursacht und bei Astronauten Gehirnstörungen hervorruft, die sich negativ auf die neuronale Funktion und die Gehirnstruktur auswirken. Allerdings müssen die zugrunde liegenden Mechanismen und 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 zunehmend Hinweise darauf, dass Wasserstoff als therapeutisches Antioxidans wirken kann. In einem kürzlich in Space: Science & Technology veröffentlichten Forschungsbericht führen 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, gemeinsam eine Studie durch eine Studie zur Bestätigung der schützenden Wirkung der Wasserstoffinhalation auf die nachlassende Gehirnfunktion unter Entlastungsbedingungen der Hinterbeine und zur Offenlegung des zugrunde liegenden Mechanismus, der eine mögliche Strategie für die Gesundheit von Astronauten bietet.

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 7 Tagen werden die Ratten zufällig in 4 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 und zweimal täglich mit etwa 5 % Wasserstoff behandelt wurden; 3) HU, wo Ratten mit Entlastung der Hinterbeine behandelt wurden; und 4) HU + H2-Gruppe: Ratten wurden jeweils 90 Minuten lang zweimal täglich mit etwa 5 % Wasserstoff unter Entlastungsbedingungen der Hinterbeine behandelt. Die 5 % H2 werden 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 (Referenznummer: ACC-IACUC-2020-006). Nach 28 Tagen Entlastung der Hinterbeine erfolgten Verhaltensbeurteilungen, Analyse des Neurotransmitterspiegels, histologische Analyse, Tests auf GSSG, GSH, MDA, SOD und CAT, gezielte Metabolitenprofilierung, mRNA-Sequenzierung, RNA-Extraktion und Echtzeit-PCR, Western Blot und Statistik Analyse durchgeführt werden.

Anschließend präsentieren die Autoren die Ergebnisse ihrer Experimentanalyse. Die Ergebnisse werden in vier Punkten zusammengefasst. (1) Die Inhalation von Wasserstoff verbesserte die Gehirnfunktion und linderte die pathologischen Schäden im Hippocampus, die durch die Entlastung der Hinterbeine verursacht wurden. (2) Die Inhalation von Wasserstoff verbesserte den Grad des oxidativen Stresses, der durch die Entlastung der Hinterbeine im Gehirn von Ratten hervorgerufen wurde. (3) Die Inhalation von Wasserstoff verbesserte die Störung im Glukosestoffwechsel, die durch die Entlastung der Hinterbeine im Gehirn von Ratten hervorgerufen wurde. (4) Der potenzielle Mechanismus von Wasserstoff zur Linderung der durch Entlastung verursachten Gehirnfunktionsstörung bei Ratten: Die Entlastung der Hinterbeine kann über PGC-1α und BDNF kognitive Defekte hervorrufen, indem sie die Expression von RGS13 beeinflusst, während H2 diese Effekte lindert.

Zuletzt ziehen die Autoren die Schlussfolgerung. 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. An diesem Prozess sind wahrscheinlich die Veränderungen von PGC-1α und BDNF, den Schlüsselregulatoren des Stoffwechsels und der Gehirnfunktion, 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.

Titel des Artikels: Das Einatmen von Wasserstoff lindert oxidativen Stress und die Störung des Glukosestoffwechsels im Gehirn von Ratten, die ihre Hinterbeine entladen

Zeitschrift: Weltraum: Wissenschaft und Technologie

Autoren: Xiaoyan Jin, Fei Xie, Yang Yi, Yating Zhang, Shukuan Ling, Qianwei shen, Xuemei Ma und Yingxian Li*

Zugehörigkeit: State Key Laboratory of Space Medicine Fundamentals and Application, China Astronaut Research and Training Center, Peking, China.

Weltraumwissenschaft und -technologie

10.34133/space.0027

Das Einatmen von Wasserstoff lindert oxidativen Stress und die Störung des Glukosestoffwechsels im Gehirn von Ratten, die ihre Hinterbeine entladen

29. März 2023

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