Anwendung von molekularem Wasserstoff als neuartiges Antioxidans in der Sportwissenschaft

1. Einleitung

Molekularer Wasserstoff (H 2 ) ist ein farbloses, geschmackloses, geruchloses und minimales Molekül mit hoher Entflammbarkeit [  ]. Die meisten Säugetiere, einschließlich des Menschen, synthetisieren keine Hydrogenase, die ein Katalysator für die Aktivierung von H 2 ist [  ], und daher wurde H 2 lange als Inertgas in Säugetierzellen angesehen. In einer Pionierstudie aus dem Jahr 2007 wurde jedoch berichtet, dass H 2 Hydroxylradikale ( · OH) und Peroxynitrit (ONOO - ) in kultivierten Zellen, jedoch nicht in anderen reaktiven Spezies wie Superoxid (O - · ) und Wasserstoffperoxid (H) selektiv reduzieren kann 2 O 2) und Stickoxid (NO · ) [  ]. Die Studie zeigte auch, dass die Inhalation von H 2 -Gas den oxidativen Stress deutlich verringerte und die durch Ischämie und Reperfusionsverletzung verursachte Hirnverletzung bei Ratten unterdrückte [  ]. Seit Durchführung der Studie hat der Forschungsaufwand über die antioxidativen und therapeutischen Wirkungen von H 2 rapide zugenommen. Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass H 2 das Fortschreiten verschiedener Krankheiten verhindern kann [  ,  -  ]. Daher schreitet die Forschung zu medizinischen Anwendungen von H 2 stetig voran, und mehrere klinische Studien haben bereits begonnen [  -  ].

In der Sportwissenschaft gibt es nur begrenzte Forschungsergebnisse zur antioxidativen Wirkung von H 2 auf durch körperliche Betätigung verursachten oxidativen Stress. Im Gegensatz zu herkömmlichen Antioxidantien ist H 2 ein Gasmolekül und hat als solches mehrere Vorteile für die Anwendung in der Sportwissenschaft [  ,  ,  ] ( Tabelle 1 ). Erstens ist H 2 das kleinste Molekül und kann somit die Zellmembran durchdringen und schnell in Organellen (z. B. Mitochondrien) diffundieren. Zweitens wird angenommen, dass 2 keine Wirkung auf physiologisch reaktive Spezies (z. B. H 2 O 2 ) hat, da es · OH und ONOO selektiv reduzieren kann- . Schließlich H 2 kann an dem Körper durch mehrere Verabreichungswege, wie orale Aufnahme von H zugeführt werden , 2 Wasser, H 2 Baden, intravenöse Infusion von H 2 -saline, und das Einatmen von H 2 Gas. Zusätzlich zu diesen Vorteilen kann H 2 mit minimalen Nebenwirkungen verwendet werden, da es durch Ausatmen ausgeschieden wird. Trotz mehrerer Nachteile ( Tabelle 1 ) wird erwartet , dass die oben genannten Vorteile der Verwendung von H 2 zu einer Zunahme der Forschung hinsichtlich seiner Anwendung in der Sportwissenschaft führen.

Tabelle 1

Vor- und Nachteile von molekularem Wasserstoff.

Vorteile
 Dringt leicht in die Zellmembran ein und diffundiert schnell in Organellen
 Reduziert selektiv · OH und ONOO - und beeinflusst physiologisch reaktive Spezies nicht
 Kann über mehrere Verabreichungswege an den Körper abgegeben werden
 Kann mit minimalen Nebenwirkungen angewendet werden, da es durch Ausatmen ausgeschieden wird
Nachteile
 Bleibt für kurze Zeit im Körper
 Das optimale Aufnahmeprotokoll wurde nicht festgelegt
 Die Auswirkungen einer Langzeitaufnahme sind nicht bekannt
 Kleine Anzahl von Studien

Der Zweck dieser Übersicht ist es, Belege für die Auswirkungen der H 2 -Aufnahme auf Änderungen der physiologischen und biochemischen Parameter zu liefern , die sich auf übungsinduzierten oxidativen Stress konzentrieren, sowie die Mechanismen zu veranschaulichen, die den biologischen Wirkungen von H 2 zugrunde liegen . Insbesondere beschreibt diese Übersicht Ergebnisse früherer Studien zu den Auswirkungen jeder Methode der H 2 -Verabreichung. Darüber hinaus fassen wir mögliche zukünftige Richtungen für diesen Forschungsbereich zusammen.

2. Biologische Wirkungen von molekularem Wasserstoff

Obwohl die antioxidative Wirkung von H 2 in der Studie von Dole et al.  ] 1975 wurde seine biologische Wirkung seit vielen Jahren übersehen. Später, im Jahr 2007, wurde berichtet, dass H in vitro selektiv · OH und ONOO - entfernt , die starke Oxidationsmittel sind, und dass H 2 oxidativen Stress nach Ischämie und Reperfusionsverletzung in vivo unterdrückt  ]. Seitdem hat H 2 als neuartiges Antioxidans großes Interesse auf sich gezogen, und zahlreiche frühere Studien haben über die Wirksamkeit von H 2 berichtetfür verschiedene Krankheiten und Krankheitsmodelle im Zusammenhang mit oxidativem Stress [  ,  -  ]. Die direkte Entfernung von · OH und ONOO - allein kann jedoch die vorteilhaften Wirkungen von H 2 bei diesen Krankheiten nicht vollständig erklären Daher wurden die indirekten Auswirkungen von H 2 auf die Regulation intrazellulärer Signalwege und die Genexpression untersucht [  ,  -  ]. Insbesondere wurde gezeigt, dass H 2aktiviert Nrf2 (Kernfaktor-Erythroid-abgeleitetes 2-like-2) unter oxidativen Stressbedingungen, um die Genexpression von antioxidativen Enzymen wie Superoxiddismutase (SOD) und Katalase zu erhöhen [  ,  -  ]. 2 hat auch den Transkriptionsfaktor NF- herunterzuregulieren gezeigt κ B und inflammatorischen Zytokinen (zB Interleukin (IL) , β , IL-6 und Tumor - Nekrose - Faktor (TNF- α )) in oxidativen Stress-induzierten Entzündung [  ,  -  ]. Darüber hinaus haben neuere Studien gezeigt, dass H 2 die Lipidperoxidation unterdrückt, die mit Kettenreaktionen freier Radikale verbunden ist [ ]

Zusammengenommen wird die antioxidative Wirkung von H 2 nicht nur als direkt angesehen, indem reaktive Spezies selektiv entfernt werden [  ] und Kettenreaktionen freier Radikale zur Lipidperoxidation unterdrückt werden [  ], sondern auch indirekt, indem die Expression von Antioxidans induziert wird Enzyme. In Anbetracht der Tatsache , dass H 2 die Expression entzündlicher Zytokine herunterreguliert [  ,  -  ], kann dies auch die Infiltration von Phagozyten in die Entzündungsstelle und die anschließende Freisetzung reaktiver Spezies unterdrücken. Mögliche biologische Wirkungen von H 2 sind in Abbildung 1 dargestellt .

Eine externe Datei, die ein Bild, eine Abbildung usw. enthält. Der Objektname lautet OMCL2020-2328768.001.jpg

Mögliche vereinfachte biologische Wirkungen von molekularem Wasserstoff: Schwerpunkt auf antioxidativen und entzündungshemmenden Wirkungen.

3. Belastungsinduzierter oxidativer Stress

Bewegung ist einer der physiologischen Reize, die die Bildung reaktiver Spezies im lebenden Körper fördern. Die Erzeugung reaktiver Spezies durch Training hängt von Trainingsintensität, -dauer und -modalität ab [  ,  ]. Der lebende Körper ist mit einem enzymatischen oder nichtenzymatischen antioxidativen Abwehrsystem ausgestattet. Oxidativer Stress tritt jedoch auf, wenn der Gehalt an reaktiven Spezies die antioxidative Kapazität des Organismus übersteigt [  ]. Es wurde gezeigt, dass durch körperliche Betätigung verursachter oxidativer Stress zu vorübergehenden Rückgängen der körperlichen Funktionen durch Muskelermüdung, Muskelschäden und Entzündungen sowie zu Muskelkater mit verzögertem Beginn (DOMS) führt [  ,  , ]. Darüber hinaus gibt es viele frühere Studien, die die Wirksamkeit der Einnahme exogener Antioxidantien bestätigt haben [  ,  ,  ].

Andererseits sollte erwähnt werden, dass eine langfristige übermäßige Aufnahme exogener Antioxidantien redoxempfindliche Signalwege hemmt und physiologische Anpassungen an das Training wie mitochondriale Biogenese, Herz- und Skelettmuskelhypertrophie und Verbesserung der Insulinsensitivität beeinträchtigt [  , ]. Die Ergebnisse früherer Studien zur Redoxbiologie bei körperlicher Betätigung zeigen, dass sich die Erzeugung von überschüssigen Mengen an reaktiven Spezies negativ auswirkt, während sich die Erzeugung von niedrigen bis moderaten Mengen an reaktiven Spezies positiv auf den lebenden Körper auswirkt. Die Abhängigkeit physiologischer Reaktionen oder Anpassungen vom Niveau reaktiver Spezies wird als Übungshormese bezeichnet und kann ein wichtiges Kriterium für die Optimierung der Wirkung exogener Antioxidantien sein [  ].

4. Forschung zur Anwendung von H 2 in der Sportwissenschaft

4.1. 2 -Aufnahmemethoden

Es wurden sechs Studien ( Tabelle 2 ) zur Wirksamkeit von H 2 in der Sportwissenschaft durchgeführt, an denen vier Aufnahmemethoden beteiligt waren. Genauer gesagt, gibt es 2 Untersuchungen über die orale Aufnahme von H 2 Wasser, 2 Studien an H 2 Baden, 1 Studie über intravenöse Infusion von H 2 -saline und 1 Studie über die Inhalation von H 2 Gas. In diesem Abschnitt stellen wir frühere Berichte vor, in denen die Auswirkungen jeder Methode der H 2 -Verabreichung auf Änderungen der physiologischen und biochemischen Parameter untersucht wurden, wobei der Schwerpunkt auf übungsinduziertem oxidativem Stress und Entzündungen lag.

Tabelle 2

Auswirkungen von molekularem Wasserstoff auf übungsinduzierten oxidativen Stress, Entzündungen und andere Indikatoren.

Methode Studie Themen Aufnahmeprotokoll Übung Marker Auswirkungen
2 Wasser Aoki et al.  ] 10 T. 500 ml × 3 vor Bsp Radfahren (75% VO 2 max)
Isokinetische Kniestreckung
d-ROMs, BAP
CK
Laktat
Spitzendrehmoment
Kawamura et al.  ] 32 Ratten Ad libitum
14 d vor Ex
Laufen (Erschöpfung) TBARS
PC
TAC
Laktat
Glucose, FFA, TG
Muskelglykogen
Leberglykogen

2 Baden Kawamura et al.  ] 9 UT 20 min
Sofort und 1–6 d nach Bsp
Bergab laufen (56% VO 2 max) DOMS
CK, Mb
Laktat
TBARS
d-ROMs, BAP
MPO
IL-6, IL-17a
Kawamura et al.  ] 9 UT 20 min
Sofort und 1–6 d nach Bsp
Bergab laufen (56% VO 2 max) Gesamtleukozyten
Neutrophile
Lymphozyten
LmCL
Migrationsneutrophile

2 -Salz Yamazaki et al. [] 13 horses 2 L
2 h before Ex
High-intensity simulation race 8-OHdG
d-ROMs, BAP
CK, AST, LDH
Lactate, uric acid

H2 gas Nogueira et al. [] 60 rats 2%·2.4 L/min before and during Ex Running (80% Vmax) TNF-α, IL-6
SOD
TBARS
NOx
p-CREB

2 Wasser: orale Aufnahme von H 2 Wasser; 2 -Salin: intravenöse Infusion von H 2 -Salin; 2 -Gas: Inhalation von H 2 -Gas; T: trainiert; UT: untrainiert; Bsp.: Übung; d-ROMs: Diacron-reaktive Sauerstoffmetaboliten; BAP: biologisches Antioxidationspotential; CK: Kreatinkinase; TBARS: Thiobarbitursäure-reaktive Substanz; PC: Protein Carbonyl; TAC: gesamte antioxidative Kapazität; FFA: freie Fettsäure; TG: Triglycerid; DOMS: Muskelkater mit verzögertem Beginn; Mb: Myoglobin; MPO: Myeloperoxidase; IL: Interleukin; LmCL: Luminol-abhängige Chemilumineszenz; 8-OHdG: 8-Hydroxydeoxyguanosin; AST: Aspartataminotransferase; LDH: Lactatdehydrogenase; TNF- & agr;: Tumornekrosefaktor-α ; SOD: Superoxiddismutase; NOx: Nitrit / Nitrat; p-CREB: Phosphorylierung des auf cAMP ansprechenden Elementbindungsproteins; ↑: erhöhen; →: keine Änderung; ↓: abnehmen.

4.2. Orale Aufnahme von H 2 Wasser

Die Aufnahme von H 2 -Wasser ist eine der praktischsten und sichersten Aufnahmemethoden für das tägliche Leben und auf dem Sportplatz. 2 kann unter atmosphärischem Druck bei Raumtemperatur in Wasser bis zu einer Konzentration von 0,8 mM (1,6 mg / l) gelöst werden [  ]. Um jedoch eine Abnahme der H 2 -Konzentration zu vermeiden , muss es in einem Aluminiumbehälter aufbewahrt werden.

Aoki et al. Zunächst wurde berichtet, dass die orale Aufnahme von H 2 -Wasser keinen Einfluss auf Blutreduktions- / Oxidations- (Redox-) Biomarker wie Diacron-reaktive Sauerstoffmetaboliten (d-ROMs) und das biologische Antioxidationspotential (BAP) hat, jedoch die Erhöhung der Blutlaktatkonzentrationen unterdrückt und den Peak verringert Drehmoment während des Trainings bei trainierten jungen Männern [  ]. Unsere Forschungsgruppe untersuchte die Auswirkungen der oralen Aufnahme von H 2 -Wasser auf den durch körperliche Betätigung verursachten oxidativen Stress und die damit verbundenen Indikatoren anhand eines Tiermodells [  ]. Ähnlich den Ergebnissen von Aoki et al.  ] zeigten unsere Ergebnisse, dass eine 2-wöchige Aufnahme von H 2Wasser hatte keinen Einfluss auf Redoxhomöostasen wie Thiobarbitursäure-reaktive Substanzen (TBARS), Proteincarbonyl (PC) und die gesamte Antioxidationskapazität (TAC) sowohl im Plasma als auch im Skelettmuskel während eines erschöpfenden Laufs bei nüchternen Ratten [  ]. Darüber hinaus haben wir auch gezeigt, dass die Aufnahme von H 2 -Wasser die Blutenergiesubstrate, den Muskelglykogengehalt und das Leistungsniveau nicht beeinflusst, während die Leberglykogenverwertung während des Trainings leicht unterdrückt wird. Im Gegensatz zu diesen Ergebnissen zeigten unsere neuesten Daten, dass eine 2-wöchige Aufnahme von H 2 -Wasser die Laktat- und freien Fettsäurekonzentrationen im Plasma sowie die Glykogenverwertung in der Leber bei konstantem Training bei geringer Intensität bei gefütterten Ratten erhöht (unveröffentlichte Daten).

Insgesamt gibt es keinen Bericht über die Wirksamkeit der H 2 -Wasseraufnahme gegen durch körperliche Betätigung verursachten oxidativen Stress und Entzündungen bei Menschen und Tieren [  ,  ]. Andererseits gibt es fragmentierte Berichte über die möglichen Auswirkungen der H 2 -Aufnahme auf den Glukosestoffwechsel [  ], die Verwendung von Leberglykogen [  ] und das Leistungsniveau [  ] während des Trainings.

4.3. 2 Baden

Neben der oralen Aufnahme von H 2 -Wasser ist das H 2 -Baden eine weitere Methode mit hoher Anwendbarkeit im Sport. Für dieses Verfahren wird im Allgemeinen ein H 2 -produzierendes Mittel verwendet (z. B. MgH 2 ). Das H 2 -produzierende Mittel kann über lange Zeiträume stabil gelagert und sicher und einfach verwendet werden. Das erzeugte H 2 wird oral und transkutan in den Körper abgegeben, und es wird angenommen, dass H 2 nur 10 Minuten nach dem H 2 -Bad den gesamten Körper erreicht , basierend auf der Konzentration von H 2 im Atem [  ].

Unsere Forschungsgruppe untersuchte die Einflüsse des wöchentlichen H 2 -Badens auf den durch körperliche Betätigung verursachten oxidativen Stress und die Entzündungsreaktionen sowie auf Muskelschäden und DOMS nach Abfahrten [  ]. Unsere Ergebnisse zeigten, dass wöchentliches H 2 -Baden keinen Einfluss auf die Redoxhomöostase (dh TBARS, d-ROMs und BAP), Entzündungsreaktionen (dh IL-6, IL-17a und Myeloperoxidase (MPO)) und den Grad hatte von Muskelschädigungsmarkern (dh Kreatinkinase (CK) und Myoglobin (Mb)) im Blut. Das wöchentliche H 2 -Baden linderte jedoch die DOMS, wie anhand der visuellen Analogskala 24 und 48 Stunden nach dem Bergablaufen bewertet. Wir untersuchten auch die Auswirkungen von wöchentlichem H 2Baden auf die Dynamik und Funktion von Neutrophilen, die nach exzentrischem Training eine wichtige Rolle bei sekundärem oxidativem Stress spielen [  ]. Unsere Ergebnisse zeigten, dass das H 2 -Baden nach dem Bergablaufen keinen Einfluss auf die Anzahl der peripheren Neutrophilen oder deren Funktionen wie Migrationsaktivität und Produktivität der reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) hatte, wie durch Luminol-abhängige Chemilumineszenz (LmCL) bewertet.

Wie oben beschrieben, gibt es keine schlüssigen Hinweise auf die Wirksamkeit des H 2 -Badens gegen Muskelschäden, sekundären oxidativen Stress und Entzündungen nach exzentrischem Training [  ,  ]. Obwohl der damit verbundene Wirkungsmechanismus nicht aufgeklärt wurde, haben unsere Ergebnisse gezeigt, dass H 2 DOMS nach exzentrischem Training lindern kann [  ].

4.4. Intravenöse Infusion von H 2 -Salin

Die intravenöse Infusion von H 2 -Salzlösung ist eine Methode, mit der dem lebenden Körper schnell eine große Menge H 2 zugeführt werden kann. Diese Methode kann jedoch aufgrund ihrer Invasivität im Sportbereich schwierig anzuwenden sein.

Yamazaki et al. untersuchten die Auswirkungen einer intravenösen Infusion von H 2 -Salin auf Blutredox- und Stoffwechsel- / Verletzungsbiomarker bei Vollblutpferden nach einem hochintensiven Simulationsrennen [  ]. Ihre Ergebnisse zeigten, dass eine intravenöse Infusion von H 2 -Salin das Serum-8-Hydroxydeoxyguanosin (8-OHdG) verringerte, was die Entwicklung von DNA-Schäden widerspiegelt. Es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied in der Menge anderer Redox- (dh d-ROMs und BAP) und Stoffwechsel- / Verletzungsbiomarker (z. B. Laktat, Harnsäure und CK) im Blut nach dem Simulationsrennen. Daher gibt es nur begrenzte Hinweise auf die Wirksamkeit der H 2 -Salzinfusion.

4.5. Einatmen von H 2 -Gas

Aus Sicht von Sportwissenschaftlern ist die Inhalation von H 2 -Gas keine vielseitige Methode zur Verabreichung von H 2 . Diese Methode kann dem lebenden Körper jedoch schnell eine große Menge an H 2 zuführen 2 -Gas kann leicht durch einen Beatmungskreislauf, eine Gesichtsmaske oder eine Nasenkanüle eingeatmet werden, und es besteht keine Explosionsgefahr, wenn die Luftkonzentration unter 4% liegt [  ].

Nogueira et al. berichteten, dass das Einatmen von 2% H 2 -Gas während des Laufbandlaufs TBARS-Spiegel und entzündliche Biomarker wie TNF- & agr ; und IL-6 im Rattenplasma unmittelbar oder 3 Stunden nach dem Training unterdrückt  ]. Zusätzlich wurde die Plasma-SOD-Aktivität 3 Stunden nach dem Training durch die H 2 -Aufnahme erhöht Diese frühere Studie zeigte auch, dass die Phosphorylierung des cAMP-responsiven Elementbindungsproteins (CREB) der Skelettmuskulatur, das an der Erhöhung des oxidativen Metabolismus und der mitochondrialen Biogenese beteiligt ist, durch die Inhalation von H 2 -Gas 3 Stunden nach dem Training abgeschwächt wird Daher ist die Inhalation von H 2 Gas gleichzeitig mit dem Training ist wirksam bei der Unterdrückung von durch Training induziertem oxidativem Stress und Entzündungen, kann jedoch die Anpassung der Skelettmuskulatur durch Training hemmen.

4.6. Zusammenfassung der Ergebnisse früherer Studien

Obwohl die Wirksamkeit der oralen Aufnahme von H 2 Wasser [  ,  ] und H 2 Bade [  ,  ] wurde nicht nachgewiesen, intravenöse Infusion von H 2 -saline [  ] und das Einatmen von H 2 Gas [  ] haben Es wurde berichtet, dass es durch körperliche Betätigung verursachten oxidativen Stress und / oder Entzündungen unterdrückt. Die antioxidativen und entzündungshemmenden Wirkungen der H 2 -Aufnahme wurden jedoch nur bei Tieren beobachtet [  ,  ], und diese Wirkungen wurden beim Menschen unabhängig vom Verabreichungsweg nicht bestätigt [  , ,  ,  ]. In Bezug auf den Zeitpunkt der H 2 -Verabreichung scheint es vor [  ] oder gleichzeitig mit dem Training [  ] am effektivsten zu sein .

Abgesehen von seinen antioxidativen und entzündungshemmenden Wirkungen haben einige Studien teilweise gezeigt, dass die Aufnahme von 2 einige Wirkungen ausübt, wie z. B. eine Verbesserung der Trainingsleistung [  ], Veränderungen des Glukosestoffwechsels [  ] und der Verwendung von Leberglykogen [  ] sowie eine Linderung von DOMS [  ]. Es sollte jedoch erwähnt werden, dass die Aufnahme von 2 wie andere Antioxidantien die durch Bewegungstraining hervorgerufenen physiologischen Anpassungen teilweise hemmen kann [  ].

5. Zukünftige Richtungen

Die Forschung zu H 2 für sportwissenschaftliche Anwendungen steckt noch in den Kinderschuhen. Angesichts der Vorteile von H 2 ( Tabelle 1 ) kann es sinnvoll sein, die Auswirkungen der H 2 -Aufnahme auf physiologische und biochemische Reaktionen zu untersuchen, insbesondere auf durch körperliche Betätigung verursachten oxidativen Stress und Entzündungen.

Erstens wird es als zukünftige Anstrengung notwendig sein, ein optimales H 2 -Aufnahmeprotokoll auf der Grundlage der Dynamik von H 2 im Körper zu erstellen Insbesondere unter den Methoden der H 2 -Aufnahme scheinen die orale Aufnahme von H 2 -Wasser und das H 2 -Baden die praktischsten Aufnahmemethoden zu sein, die selbst im allgemeinen Sportbereich angewendet werden können. Bisher haben nur wenige Artikel über Veränderungen der H 2 -Konzentration im lebenden Körper nach H 2 -Wasseraufnahme und H 2 -Baden berichtet [  ,  ]. Dies legt nahe, dass jede der Verabreichungsmethoden in vivo Spitzenwerte aufweistzwischen 5 und 10 Minuten und kehrt dann um 60 Minuten zu den Grundwerten zurück [  ,  ]. Um einen akuten H 2 -Effekt zu erzielen, kann daher die Verabreichung unmittelbar vor oder während des Trainings wirksamer sein. Daher kann bei der Überprüfung der akuten Wirkung die orale Aufnahme von H 2 -Wasser praktischer sein als das Baden mit 2 . Da die Auswirkungen von H 2 durch verschiedene Faktoren wie Aufnahmemethode, Zeitpunkt, Konzentration, Dosis und Häufigkeit beeinflusst werden, ist es von großer Bedeutung, ständig Hinweise auf die Auswirkungen von H 2 auf die Verringerung des durch körperliche Betätigung verursachten oxidativen Stresses und der Entzündung zu sammeln .

Zweitens ist es zusätzlich zum H 2 -Aufnahmeprotokoll erforderlich, eine Studie durchzuführen, die die individuellen Redoxeigenschaften der Probanden berücksichtigt. In den letzten Jahren wurde die Bedeutung personalisierter Antioxidationsstrategien vorgeschlagen [  ]. Insbesondere positive Effekte wie die Verringerung des durch körperliche Betätigung verursachten oxidativen Stresses und die Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit aufgrund der Aufnahme exogener Antioxidantien werden nur bei Probanden mit unzureichenden Antioxidansspiegeln im Ruhezustand beobachtet. Diese vorteilhaften Wirkungen wurden jedoch bei Probanden mit geeigneten Antioxidansspiegeln in Ruhe nicht beobachtet [  ,  ]. Daher ist es erforderlich, die Wirksamkeit von H 2 zu untersuchenAufnahme von übungsinduziertem oxidativem Stress und verwandten Indikatoren nach Überprüfung des Antioxidansstatus der Probanden im Ruhezustand.

Drittens müssen die Auswirkungen der langfristigen Aufnahme von 2 auf die Anpassung an das Training geklärt werden. Wie oben erwähnt, wurde gezeigt, dass eine langfristige und übermäßige Aufnahme von Antioxidantien (z. B. Vitamin C und Vitamin E) redoxempfindliche Signalwege hemmt und physiologische Anpassungen an das Training beeinträchtigt [  ,  ]. Obwohl mehrere Studien Gegenbeweise vorgelegt haben [  ,  ], sollte eine langfristige und übermäßige Aufnahme exogener Antioxidantien während des Trainingstrainings vermieden werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Antioxidantien wurde postuliert , dass H · OH und ONOO - selektiv reduziert.und nicht physiologisch reaktive Spezies beeinflussen. Frühere Studien haben jedoch gezeigt [  ], dass die Phosphorylierung des Skelettmuskel-CREB nach dem Training durch Inhalation von H 2 -Gas abgeschwächt wird. Dies deutet darauf hin, dass H 2 die vorteilhaften Wirkungen des Trainingstrainings beeinträchtigen kann, indem es die zellulären Signalwege während eines akuten Trainingsreizes hemmt. Daher ist es wichtig, die Auswirkung der chronischen H 2 -Aufnahme auf physiologische Anpassungen zu klären, die durch langfristiges Training verursacht werden ( Abbildung 1 ).

Viertens wird es notwendig sein, den alternativen Mechanismus aufzudecken, der der antioxidativen Wirkung von H 2 zugrunde liegt . Frühere Studien haben gezeigt, dass die Aufnahme von 2 die Trainingsleistung wirksam verbessert [  ], den Glukosestoffwechsel und die Glykogenverwertung in der Leber verändert [  ,  ] und DOMS mildert [  ], ohne die Redox-Biomarker zu beeinflussen. Andererseits haben mehrere Studien die Auswirkungen von H 2 auf die Pufferkapazität des Blutes, die ausgeatmeten Gasparameter und die Trainingsleistung untersucht, ohne Redox-Biomarker zu messen. Insofern gibt es nur fragmentierte Hinweise auf die positiven Auswirkungen der H 2 -Aufnahme [  ]. Insbesondere konnten viele Befunde zur medizinischen Wirksamkeit von H 2 nicht allein durch die selektive Entfernung reaktiver Spezies [  ] und die Unterdrückung von Kettenreaktionen freier Radikale zur Lipidperoxidation [  ] erklärt werden. Die Forschung zum Wirkungsmechanismus von H 2 hat jedoch gerade erst begonnen, und weitere Forschungsentwicklungen werden in Zukunft erwartet.

6. Schlussfolgerungen

Hier haben wir kurz die aktuellen Ergebnisse bezüglich der Auswirkung der H 2 -Aufnahme auf Änderungen der physiologischen und biochemischen Parameter zusammengefasst, wobei der Schwerpunkt auf übungsinduziertem oxidativem Stress lag. Derzeit gibt es jedoch nur wenige Studien zur Anwendung von H 2 in der Sportwissenschaft, und seine Wirksamkeit und Langzeitwirkung wurden nicht vollständig nachgewiesen. Daher ist es verfrüht, auf seine Nützlichkeit zu schließen. Da H 2 ein Gasmolekül ist und mehrere Vorteile hat, lohnt es sich, die Forschung zur Anwendung von H 2 in der Sportwissenschaft fortzusetzen .

Danksagung

Wir möchten Editage ( https://www.editage.jp/ ) für die Bearbeitung in englischer Sprache danken Diese Arbeit wurde durch ein Subventionssystem für wissenschaftliche Arbeiten der Waseda University unterstützt.

Interessenskonflikte

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt bezüglich der Veröffentlichung dieses Papiers besteht.

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Die Studien sind entnommen  aus :

www.molecularhydrogenfoundation.org, Molecular Hydrogen Foundation, USA, Tyler Le Baron

 

http://www.eimht.eu/ European Institut for Molecular Hydrogen Therapy

  

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/ US National Library of MedicineNational Institutes of Health

 

http://www.molecularhydrogenstudies.com und öffentlichen wissenschaftlichen Medien, medical gas Research,Plus.org, science direkt u.a.  Wir danken der molecular Hydrogen foundation für die freundliche Genehmigung, Artikel und wissenschaftliche Grundlagen veröffentlichen zu dürfen, als auch anderen Instituten .