研究者らは、次のような保護効果を確認しています。

北京工業大学出版局

画像: 実験計画。もっと見る

クレジット: 宇宙: 科学と技術

宇宙飛行士は宇宙飛行中にさまざまな物理的および化学的要因の影響を受け、その結果、一連の病理学的および生理学的変化が生じます。 多くの研究は、宇宙飛行が酸化ストレスを引き起こし、宇宙飛行士の脳障害を誘発し、神経機能と脳の構造に悪影響を与えることを示しています。 ただし、根本的なメカニズムとその対策についてはさらに調査する必要があります。 さらに、水素には、虚血再灌流傷害、電離放射線傷害、炎症性疾患、代謝性疾患や神経変性疾患に対して予防効果と治療効果があることが観察されています。 水素が治療用の抗酸化物質として作用できることを証明する証拠が増えています。 最近Space: Science & Technologyに掲載された研究論文では、中国北京の中国宇宙飛行士研究訓練センター、中国北京の北京理工大学、米国メリーランド州ボルチモアの国立衛生研究所の著者らが共同で以下のことを行っている。この研究は、後肢の負荷がかからない状況下での脳機能の低下に対する水素吸入の保護効果を確認し、その根底にあるメカニズムを明らかにするもので、宇宙飛行士の健康に対する潜在的な戦略を提供するものである。

まず実験材料と実験方法について説明します。 実験では、特定病原体無菌（SPF）施設のスプラーグ・ドーリー系雄ラットを威通麗華実験動物センター（中国・北京）から購入し、SPFにある中国宇宙飛行士研究訓練センターのSPF施設で飼育する。周囲温度と湿度で 12 時間の明暗サイクルを与え、標準的な固形飼料を与えました。 7 日後、ラットをランダムに 4 つのグループに分けます。1) 対照 (Ctrl) グループ。ラットは通常の条件下に維持されます。 2) Ctrl + H2 グループ。通常の条件下でラットを約 5% 水素で毎回 90 分間、1 日 2 回治療しました。 3) HU、ラットを後肢の除荷で治療した。 ４）ＨＵ＋Ｈ２群では、ラットを後肢除荷条件下で約５％水素で毎回９０分間、１日２回処理した。 5% H2 は、水素/酸素発生器で生成された H2-O2 (水素 66%、酸素 33%) と空気を混合することで得られます。 すべての動物実験は、中国宇宙飛行士研究訓練センターの動物倫理および実験安全委員会によって承認されました（参照番号：ACC-IACUC-2020-006）。 28 日間の後肢除荷後、行動評価、神経伝達物質レベル分析、組織学的分析、GSSG、GSH、MDA、SOD、および CAT のアッセイ、標的代謝物プロファイリング、mRNA シークエンシング、RNA 抽出およびリアルタイム PCR、ウェスタンブロッティング、および統計分析が実行されます。

次に、著者らが実験解析結果を発表します。 その結果は 4 点に集約される。 (1) 水素吸入は脳機能を改善し、後肢の除荷によって引き起こされる海馬の病理学的損傷を軽減しました。 (2) 水素吸入は、ラットの脳における後肢の除荷によって誘発される酸化ストレスのレベルを改善した。 (3) 水素吸入は、ラットの脳における後肢の除荷によって引き起こされるグルコース代謝の混乱を改善した。 （4）荷降ろし誘発性ラット脳機能障害の改善における水素の潜在的なメカニズム：後肢荷降ろしはRGS13の発現に影響を与えることによりPGC-1αおよびBDNFを介して認知障害を誘発する可能性があるが、H2はこれらの影響を軽減した。

最後に、著者は結論を導き出します。 この研究は、水素が後肢の除荷によって引き起こされる脳損傷において保護的な役割を果たしていることを示唆しており、これは抗酸化活性とグルコース代謝の調節を軽減するという水素治療の明白な効果と密接に関連している。 代謝と脳機能の主要な調節因子である PGC-1α と BDNF の変化が、おそらくこのプロセスに関与していると考えられます。 根底にあるメカニズムをさらに調査する必要があります。 水素の脳保護機能は、宇宙飛行中の宇宙飛行士に潜在的な保護手段を提供します。

記事タイトル: 水素吸入は後肢荷降ろしラットの脳の酸化ストレスとグルコース代謝障害を改善する

ジャーナル: 宇宙: 科学と技術

著者: Xiaoyan Jin、Fei Xie、Yang Yi、Yating Zhang、Shukuan Ling、Qianwei shen、Xuemei Ma、Yingxian Li*

所属: 中国、北京の中国宇宙飛行士研究訓練センター、宇宙医学の基礎と応用の国家重点研究所。

宇宙科学技術

10.34133/space.0027

水素吸入は後肢除荷ラットの脳の酸化ストレスとグルコース代謝障害を改善する

2023 年 3 月 29 日

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