L’inhalation d’hydrogène fournit une stratégie de protection potentielle pour la santé cérébrale des astronautes

Les astronautes sont affectés par divers facteurs physiques et chimiques pendant les vols spatiaux, ce qui entraîne une série de changements pathologiques et physiologiques. De nombreuses études ont montré que les vols spatiaux provoquent un stress oxydatif et induisent des troubles cérébraux chez les astronautes, affectant négativement la fonction neuronale et la structure cérébrale. Cependant, les mécanismes sous-jacents et les contre-mesures doivent être explorés plus avant. De plus, on observe que l’hydrogène a des effets préventifs et curatifs sur les lésions d’ischémie-reperfusion, les lésions par rayonnement ionisant, les maladies inflammatoires et les maladies métaboliques et neurodégénératives. De plus en plus de preuves ont démontré que l’hydrogène peut agir comme un antioxydant thérapeutique. Dans un article de recherche récemment publié dans Space: Science & Technology, des auteurs du Centre de recherche et de formation des astronautes de Chine, Pékin, Chine, de l’Université de technologie de Pékin, Pékin, Chine, et des Instituts nationaux de la santé, Baltimore, MD, États-Unis, effectuent ensemble une recherche pour confirmer l’effet protecteur de l’inhalation d’hydrogène sur le déclin de la fonction cérébrale dans des conditions de décharge des membres postérieurs et divulguer le mécanisme sous-jacent, qui fournit une stratégie potentielle pour la santé des astronautes.

Tout d’abord, les auteurs expliquent le matériel et les méthodes de l’expérience. Dans l’expérience, des rats mâles Sprague-Dawley de l’installation exempte d’agents pathogènes spécifiques (SPF) sont achetés au Experiment Animal Center de Wei Tong Li Hua (Pékin, Chine) et sont maintenus dans l’installation SPF du Centre de recherche et de formation des astronautes de Chine à SPF avec Cycle lumière / obscurité de 12 h à température et humidité ambiantes et nourris avec un régime alimentaire standard. Après 7 j, les rats sont répartis au hasard en 4 groupes : 1) groupe témoin (Ctrl), où les rats ont été maintenus dans des conditions normales ; 2) groupe Ctrl + H2, où les rats ont été traités avec environ 5 % d’hydrogène dans des conditions normales pendant 90 min à chaque fois, 2 fois par jour ; 3) HU, où les rats ont été traités avec un déchargement des membres postérieurs ; et 4) groupe HU + H2, les rats ont été traités avec environ 5 % d’hydrogène dans des conditions de décharge de la patte arrière pendant 90 min à chaque fois, 2 fois par jour. Le H2 à 5 % est obtenu en mélangeant le H2–O2 (66 % d’hydrogène et 33 % d’oxygène) généré par le générateur d’hydrogène/oxygène et l’air. Toutes les expérimentations animales ont été approuvées par les comités d’éthique animale et de sécurité expérimentale du Centre de recherche et de formation des astronautes de Chine (numéro de référence : ACC-IACUC-2020-006). Après 28 jours de déchargement des membres postérieurs, évaluations comportementales, analyse du niveau des neurotransmetteurs, analyse histologique, dosages du GSSG, GSH, MDA, SOD et CAT, profilage ciblé des métabolites, séquençage de l’ARNm, extraction de l’ARN et PCR en temps réel, transfert Western et statistiques analyses sont effectuées.

Ensuite, les auteurs présentent les résultats de leurs analyses expérimentales. Les résultats sont résumés en quatre points. (1) L’inhalation d’hydrogène a amélioré la fonction cérébrale et atténué les dommages pathologiques dans l’hippocampe induits par le déchargement des membres postérieurs. (2) L’inhalation d’hydrogène a amélioré le niveau de stress oxydatif induit par le déchargement des membres postérieurs dans le cerveau du rat. (3) L’inhalation d’hydrogène a amélioré la perturbation du métabolisme du glucose induite par la décharge des membres postérieurs dans le cerveau du rat. (4) Le mécanisme potentiel de l’hydrogène dans l’amélioration du dysfonctionnement cérébral du rat induit par la décharge : la décharge des membres postérieurs peut induire des défauts cognitifs via PGC-1α et BDNF en influençant l’expression de RGS13tandis que H₂ atténué ces effets.

Enfin, les auteurs tirent la conclusion. Cette étude suggère que l’hydrogène joue un rôle protecteur dans les lésions cérébrales induites par le déchargement des membres postérieurs, ce qui est étroitement lié à l’effet évident du traitement à l’hydrogène dans l’atténuation des activités antioxydantes et la régulation du métabolisme du glucose. Les changements de PGC-1α et de BDNF, les principaux régulateurs du métabolisme et de la fonction cérébrale, sont probablement impliqués dans ce processus. Le mécanisme sous-jacent doit être exploré plus avant. La fonction de l’hydrogène sur la protection du cerveau fournit une mesure de protection potentielle pour les astronautes pendant les vols spatiaux.