Différents effets de l'hydrogène

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 7231 (2022) Citer cet article

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Le potentiel d’applications préventives et thérapeutiques du H2 a maintenant été confirmé dans diverses maladies. Cependant, les effets du H2 sur l’état de santé n’ont pas été entièrement élucidés. Notre étude précédente avait rapporté des modifications du poids corporel et de 13 paramètres biochimiques sériques au cours de l'intervention hydrogène de six mois. Pour obtenir une compréhension plus complète des effets de la consommation d’hydrogène à long terme, le métabolome plasmatique et le microbiote intestinal ont été étudiés dans cette étude. Par rapport au groupe témoin, 14 et 10 métabolites différentiels (DM) ont été identifiés respectivement dans le groupe d’eau riche en hydrogène (HRW) et dans le groupe d’inhalation d’hydrogène (HI). L'analyse de l'enrichissement de la voie a montré que l'apport de HRW affectait principalement le métabolisme de l'amidon et du saccharose, et que les DM du groupe HI étaient principalement enrichis en biosynthèse de l'arginine. Le séquençage du gène de l'ARNr 16S a montré que la consommation de HRW induisait des changements significatifs dans la structure du microbiote intestinal, alors qu'aucune différence marquée dans la communauté bactérienne n'était observée dans le groupe HI. L'apport de HRW a principalement induit une augmentation significative de l'abondance de Lactobacillus, Ruminococcus, Clostridium XI et une diminution des Bacteroides. L’HI a principalement induit une diminution de l’abondance de Blautia et de Paraprevotella. La fonction métabolique a été déterminée par analyse métabolique en cage et a montré que l'HI diminuait la consommation volontaire et les excrétions des rats, contrairement à la consommation de HRW. Les résultats de cette étude fournissent des données de base pour de futures recherches sur la médecine de l’hydrogène. La détermination des effets de l’intervention de l’hydrogène sur les profils du microbiote pourrait également éclairer l’identification du mécanisme sous-jacent aux effets biologiques de l’hydrogène moléculaire.

L’hydrogène (H2) est la molécule de gaz la plus petite et la plus légère, historiquement considérée comme une molécule biologiquement inerte. Au début de 1975, Dole et al. ont tout d'abord signalé l'effet anticancéreux possible d'un traitement hyperbare à 97,5 % d'hydrogène gazeux dans un modèle murin de tumeur cutanée1. Cependant, les chercheurs en médecine n’ont pas prêté une attention considérable au H2 jusqu’à ce qu’Ohsawa et al. rapporté que l'inhalation de 1 à 4 % de gaz H2 atténue de manière significative les lésions d'ischémie-reperfusion cérébrale chez le rat en neutralisant sélectivement les radicaux hydroxyles et le peroxynitrite2. Le potentiel d'applications préventives et thérapeutiques du H2 a maintenant été confirmé dans plus de 170 modèles différents de maladies humaines et animales, notamment les lésions d'ischémie-reperfusion (I/R)3,4, la neurodégénérescence5,6, les maladies cardiovasculaires7,8, le syndrome métabolique9, 10, inflammation11,12 et cancer13,14. Plusieurs mécanismes biologiques ont été proposés, notamment la réduction sélective des radicaux oxygénés cytotoxiques2, les effets anti-inflammatoires15, la récupération du dysfonctionnement mitochondrial16, la régulation du stress du réticulum endoplasmique17, mais aucun d'entre eux ne peut expliquer pleinement les multiples fonctions biologiques de H2.

Chez les mammifères, le microbiome intestinal forme un écosystème complexe composé d’un grand nombre de bactéries, d’archées, de bactériophages, de virus eucaryotes et de champignons en interaction, dont la plupart sont des micro-organismes commensaux ou mutualistes18. Au cours de la dernière décennie, il a été démontré que le microbiote intestinal joue un rôle important dans la formation de l’immunité de l’hôte, dans la digestion des aliments, dans la régulation de la fonction endocrinienne intestinale et de la signalisation neurologique, dans la modification de l’action et du métabolisme des médicaments, dans l’élimination des toxines et dans la production de nombreux composés qui influencent l’hôte19. À l’heure actuelle, les recherches sur la relation entre la consommation d’hydrogène et le microbiome intestinal sont relativement limitées. La plupart des études ont montré que l'eau riche en hydrogène (HRW) pourrait améliorer l'intégrité structurelle intestinale et la régulation positive des bactéries productrices de butyrate avec des caractéristiques cliniques améliorées des perturbations du microbiote intestinal20. Cependant, ces études se sont principalement concentrées sur l’effet modulateur de la consommation de HRW sur la flore intestinale dans des conditions pathologiques ; la question de savoir si l’administration de HRW régule le microbiome intestinal chez les animaux en bonne santé reste largement inconnue. En outre, en tant qu’autre méthode couramment utilisée de consommation d’hydrogène, il convient d’étudier plus en détail si l’inhalation d’hydrogène pourrait également affecter le microbiome intestinal.