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Jun 12, 2023

I ricercatori confermano l'effetto protettivo di

Beijing Institute of Technology Press Co., Ltd image: The experimental scheme.

Beijing Institute of Technology Press Co., Ltd

immagine: Lo schema sperimentale.vedere di più

Credito: Spazio: scienza e tecnologia

Gli astronauti sono influenzati da vari fattori fisici e chimici durante il volo spaziale, determinando una serie di cambiamenti patologici e fisiologici. Molti studi hanno dimostrato che il volo spaziale provoca stress ossidativo e induce disturbi cerebrali negli astronauti, influenzando negativamente la funzione neuronale e la struttura cerebrale. Tuttavia, i meccanismi sottostanti e le contromisure devono essere ulteriormente esplorati. Inoltre, si osserva che l’idrogeno ha effetti preventivi e curativi sul danno da ischemia-riperfusione, sul danno da radiazioni ionizzanti, sulle malattie infiammatorie e sulle malattie metaboliche e neurodegenerative. Prove crescenti hanno dimostrato che l’idrogeno può agire come antiossidante terapeutico. In un documento di ricerca recentemente pubblicato su Space: Science & Technology, gli autori del China Astronaut Research and Training Center, Pechino, Cina, della Beijing University of Technology, Pechino, Cina, e del National Institutes of Health, Baltimora, MD, USA, insieme svolgono una ricerca per confermare l'effetto protettivo dell'inalazione di idrogeno sul declino della funzione cerebrale in condizioni di scarico degli arti posteriori e svelare il meccanismo sottostante, che fornisce una potenziale strategia per la salute degli astronauti.

Innanzitutto, gli autori spiegano i materiali e i metodi dell'esperimento. Nell'esperimento, ratti maschi Sprague-Dawley specifici esenti da agenti patogeni (SPF) vengono acquistati dall'Experiment Animal Center di Wei Tong Li Hua (Pechino, Cina) e vengono mantenuti presso la struttura SPF del China Astronaut Research and Training Center in SPF con Ciclo luce/buio di 12 ore a temperatura e umidità ambiente e alimentati con una dieta standard. Dopo 7 giorni, i ratti vengono divisi casualmente in 4 gruppi: 1) gruppo di controllo (Ctrl), dove i ratti sono stati mantenuti in condizioni normali; 2) Gruppo Ctrl + H2, dove i ratti sono stati trattati con circa il 5% di idrogeno in condizioni normali per 90 minuti ogni volta, 2 volte al giorno; 3) HU, dove i ratti sono stati trattati con lo scarico degli arti posteriori; e 4) Gruppo HU + H2, i ratti sono stati trattati con circa il 5% di idrogeno in condizioni di scarico degli arti posteriori per 90 minuti ogni volta, 2 volte al giorno. Il 5% di H2 si ottiene miscelando l'H2–O2 (66% idrogeno e 33% ossigeno) generato dal generatore di idrogeno/ossigeno e l'aria. Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dai Comitati di etica animale e sicurezza sperimentale del Centro cinese di ricerca e addestramento degli astronauti (numero di riferimento: ACC-IACUC-2020-006). Dopo 28 giorni di scarico degli arti posteriori, valutazioni comportamentali, analisi dei livelli di neurotrasmettitori, analisi istologiche, test per GSSG, GSH, MDA, SOD e CAT, profilazione dei metaboliti mirati, sequenziamento dell'mRNA, estrazione dell'RNA e PCR in tempo reale, western blotting e analisi statistiche vengono eseguite le analisi

Quindi, gli autori presentano i risultati dell'analisi dell'esperimento. I risultati sono riassunti in quattro punti. (1) L'inalazione di idrogeno ha migliorato la funzione cerebrale e ha alleviato il danno patologico nell'ippocampo indotto dallo scarico degli arti posteriori. (2) L'inalazione di idrogeno ha migliorato il livello di stress ossidativo indotto dallo scarico degli arti posteriori nel cervello di ratto. (3) L'inalazione di idrogeno ha migliorato la perturbazione del metabolismo del glucosio indotta dallo scarico degli arti posteriori nel cervello di ratto. (4) Il potenziale meccanismo dell'idrogeno nel migliorare la disfunzione cerebrale del ratto indotta dallo scarico: lo scarico degli arti posteriori può indurre difetti cognitivi tramite PGC-1α e BDNF influenzando l'espressione di RGS13, mentre H2 ha alleviato questi effetti.

Infine, gli autori traggono la conclusione. Questo studio suggerisce che l’idrogeno svolge un ruolo protettivo nel danno cerebrale indotto dallo scarico degli arti posteriori, che è strettamente correlato all’ovvio effetto del trattamento con idrogeno nell’alleviare le attività antiossidanti e la regolazione del metabolismo del glucosio. In questo processo sono probabilmente coinvolti i cambiamenti di PGC-1α e BDNF, i principali regolatori del metabolismo e della funzione cerebrale. Il meccanismo sottostante deve essere ulteriormente esplorato. La funzione dell’idrogeno sulla protezione del cervello fornisce una potenziale misura protettiva per gli astronauti durante il volo spaziale.