後肢除荷条件下での脳機能低下に対する水素吸入の保護効果を調べる

2023 年 5 月 30 日

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北京理工大学出版局著

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、根底にあるメカニズムと考えられる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示す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研究を実施した。後肢の除荷条件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、宇宙飛行士の健康に対する潜在的な戦略を提供する根本的なメカニズムを明らかにすること。

まず実験材料と実験方法について説明する。 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で維持されます。 2) Ctrl + H2 グループ。通常の条件下でラットを約 5% 水素で 1 日 2 回、毎回 90 分間治療しました。 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毎回９０分間、１日２回約５％の水素で処理した。

5% H2 は、水素/酸素発生装置によって生成された 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。

28日間後肢を降ろした後、研究者らは行動評価を実施した。 神経伝達物質レベルの分析。 組織学的分析。 GSSG、GSH、MDA、SOD、および CAT のアッセイ。 ターゲットを絞った代謝物プロファイリング。 mRNAの配列決定。 RNA抽出とリアルタイムPCR。 ウェスタンブロッティング; そして統計分析。

次に、著者らは実験分析結果を次の 4 点にまとめて発表しました。

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 の変化がこのプロセスに関与している可能性があります。 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。

詳しくは： Xiaoyan Jin et al、水素吸入は後肢荷降ろしラットの脳における酸化ストレスとグルコース代謝障害を改善する、スペース：サイエンス＆テクノロジー（2023）。 DOI: 10.34133/space.0027