Водород или кофеин въздействие върху човекаНаучно Изследване

оригинално заглавие (букв. прев.): Водород или кофеин въздействие върху човека

Публикувано на: 19/07/2021

Абстракт

Заключение

Пиенето на единична доза вода, богата на водород, подобрява ефективността на теста за създаване на следи и намалява броя на грешките в теста за модалности на символни цифри при привикнали към кафе млади възрастни, лишени от сън. Повишаването на вниманието, предизвикано от HRW, изглежда върви със забележими промени в мозъчния метаболизъм, илюстрирано от по-високите нива на съотношение холин към креатин във фронталния и парацентралния мозък. Тъй като е общопризнат като безопасна интервенция (Food and Drug Administration.), водородът може да бъде препоръчан като нова интервенция, която поддържа вниманието при стресови състояния, като неговият метаболитен отпечатък вероятно е различен от кофеина.

Въздействие на богата на водород вода и кофеина върху бдителността и мозъчния метаболизъм при хора, които обичайно пият кафе, лишени от сън

Никола Тодорович,Драгана Занини,Валдемар Стайер,Даринка Коровлев,Йелена Остоич,Сергей М. Остоич

Публикувано за първи път: 19 юли 2021 г

https://doi.org/10.1002/fsn3.2480

абстракт

Основната цел на това рандомизирано контролирано кръстосано интервенционално проучване беше да се оцени острите ефекти от приемането на единична доза вода, богата на водород (HRW) и да се сравни с кофеин, HRW плюс кофеин и контролна вода, за бдителност, мозъчен метаболизъм, мозъчна и кислородна сатурация и нежелани събития, докладвани от само себе си при здрави мъже и жени, които обичайно пият кафе и са били лишени от сън за 24 часа. Шестнадесет очевидно здрави млади възрастни (8 мъже и 8 жени; възраст 24,0 ± 3,5 години) бяха разпределени в кръстосан дизайн, за да получат еднократна доза напитка HRW (8 ppm), кофеин (50 mg), HRW плюс кофеин, или контролна напитка (вода от чешмата) сутрин след 24-часово недоспиване и 12-часово гладуване. Първичните и вторичните резултати бяха оценени на изходно ниво (преди интервенцията) и 15-минутно проследяване.p  < .05). Броят на грешките в теста за модалности на символни цифри е значително по-нисък след пиене на HRW или кофеин в сравнение с контролната напитка ( p  < .05). Както HRW, така и кофеинът значително повишават съотношението холин към креатин в няколко мозъчни области (фронтално бяло и сиво вещество), докато HRW и комбинираната интервенция също повлияват мозъчния метаболизъм в парацентралния мозък. Никой от участниците не съобщава за странични ефекти от каквато и да е интервенция. Повишаването на вниманието, предизвикано от HRW, се появява заедно с промените в мозъчния метаболизъм. Тъй като е общопризнат като безопасна интервенция, водородът може да бъде препоръчан като нова интервенция, която поддържа вниманието при стресови състояния, като неговият метаболитен отпечатък вероятно е различен от кофеина.

1. ВЪВЕДЕНИЕ

Молекулният водород (дихидроген, H ₂ ) е нов биотерапевтичен газ, който изглежда ефективен при различни здравословни състояния. Богатата на водород вода (HRW: известна още като вода, инфузирана с водород) се очертава като най-често срещаното средство за доставяне на дихидроген в биомедицината и над 1500 проучвания, публикувани през последното десетилетие или около това, потвърждават благоприятните ефекти от пиенето на HRW както при животни, така и при хора опити (за подробен преглед вижте Yang et al.,  2020 ). Поради своята плейотропна биологична активност и способността лесно да преминава кръвно-мозъчната бариера (Ohta 2012 ), HRW е установено, че подобрява докладваните от пациентите резултати при болестта на Паркинсон (Yoritaka et al.,  2013 ), повишава настроението, тревожността и автономния нерв функция в ежедневния живот (Mizuno et al., 2018 ) и намаляват наличието и тежестта на симптомите на лека черепно-мозъчна травма (Javorac et al. 2019 ). Благоприятните ефекти на дихидрогена в неврологията се приписват на ролята му в неврометаболитните процеси, включително биоенергетика, анти-оксигенация, противовъзпалително действие и антиапоптоза (Iketani & Ohsawa,  2017 ; Ostojic,  2017 ). Въпреки това, досега нито едно изследване при хора не е оценило непосредственото въздействие на дихидрогена върху мозъчния метаболизъм. Наскоро открихме, че HRW е по-добър от кофеина, добре известен когнитивен усилвател, за подобряване на специфичната за ориентацията бдителност при здрави мъже и жени (Zanini et al.,  2020 г.). Ограничен брой специфични за мозъка резултати и биомаркери, използвани в това пилотно проучване, изискват допълнително изследване за сравняване на HRW и кофеина за мозъчната функция. Следователно, основната цел на настоящото проучване беше да се оцени острите ефекти от пиенето на еднократна доза HRW и да се сравни с кофеин, HRW плюс кофеин и контролна вода (без дихидроген и кофеин) за бдителност, мозъчен метаболизъм, мозък и кислород насищане и нежелани събития, докладвани от само себе си при здрави мъже и жени, които са били лишени от сън за 24 часа.

2 МЕТОДА

2.1 Участници

Шестнадесет здрави възрастни (8 мъже и 8 жени; възраст 24,0 ± 3,5 години, индекс на телесна маса 23,5 ± 2,4 cm) подписаха информирано съгласие да участват доброволно в това рандомизирано-контролирано кръстосано интервенционно проучване. Критериите за включване са следните: възраст от 18 до 30 години, здравословен индекс на телесна маса ( напр ., 18,5 до 25,0 kg/m ² ), липса на текущи хронични заболявания или остри разстройства, обичайно пиене на кафе и лишаване от сън от 24 часа. Критериите за изключване включват предишна история на употреба на хранителни добавки през четирите седмици преди началото на проучването и прием на кофеин 12 часа преди изпитването. Минималният размер на извадката ( n = 16) е изчислено с помощта на анализ на мощността (G*Power 3.1), като размерът на ефекта е зададен на 0.50 (среден ефект), вероятност за алфа грешка 0.05 и мощност 0.80 за четири групи и осем измервания на резултатите от проучването. Първичният резултат беше промяната във времето за реакция за теста на мрежата за внимание (виж по-долу) на изходно ниво и 15 минути след прилагане. Дизайнът на изследването е одобрен от местния IRB в Университета в Нови Сад (# 2-CFHRW/2020), като проучването е систематизирано съгласно Декларацията от Хелзинки и Международната конференция за насоки за ефикасност на хармонизацията E6.

2.2 Експериментални интервенции

Всички доброволци бяха разпределени в кръстосан дизайн, за да получават еднократна доза HRW, кофеин, HRW плюс кофеин или контролна напитка сутрин след 24-часово лишаване от сън и 12-часово гладуване. Съставът на всяка напитка е представен на Фигура  1 , като всички експериментални интервенции са направени чрез разтваряне на специфични таблетки/прахове в чаша хладка вода (500 ml). HRW и магнезиеви таблетки без водород са предоставени от HRW Natural Health Products Inc. (Ню Уестминстър, Британска Колумбия, Канада), а безводният кофеин на прах е закупен от Proteos (Загреб, Хърватия). Дихидрогенът в HRW се получава чрез следната реакция: Mg + H ₂ O → H ₂ + Mg(OH) ₂, с магнезий, използван в HRW, е елементарен магнезий. Съдържанието на дихидроген във всички експериментални напитки се измерва чрез газова хроматография, както е описано по-горе (Zanini et al.,  2020 ). Всички напитки са сходни по външен вид, текстура и сензорни характеристики и са нормализирани за общото количество магнезий. Определен е период на измиване от 7 дни, за да се предотвратят остатъчните ефекти от интервенциите през периодите на изследване.

Лишаването от сън беше осигурено чрез поддържане на участниците будни в стая за карантина за сън в FSPE Applied Bioenergetics Lab под непрекъснат контрол на изследователския персонал в продължение на 24 часа преди интервенцията на експерименталните напитки. Резултатите, оценени на изходно ниво (прединтервенция) и 15-минутно проследяване, бяха визуална аналогова скала (VAS) за бдителност (Srivastava et al.,  2013 ) и тест на мрежата за внимание (ANT) с подскали за предупреждение, ориентиране и изпълнителен контрол (Macleod et al.,  2010 ). Тест за създаване на следи А също е използван като индикатор за визуално сканиране, графомоторна скорост и изпълнителна функция (Llinàs-Reglà et al.,  2017 ), заедно с тест за модалности на символни цифри (SDMT) (Smith, 2000 ). Оксигенация на мозъка (SbO ₂) и индексът на хемоглобина (tHb) в префронталната кора бяха наблюдавани с 4-оптоден (680–800 nm) функционален сензор за близка инфрачервена спектроскопия (Fortiori Design LLC, Hutchinson, Минесота), докато периферното капилярно насищане с кислород (SpO ₂ ) беше наблюдавано с оксиметър на върха на пръста (Barington Diagnostics, Barrington, IN). Магнитно резонансно изображение и спектроскопия бяха извършени на 1,5 T скенер Siemens Avanto (Erlangen, Германия), използвайки намотка на главата на матрицата (приемна намотка) в кръгово поляризиран режим, както е описано по-горе (Ostojic et al.,  2017).). Потиснати с вода протонни 2D спектроскопски изображения (CSI) и набори от данни от един воксел бяха получени с точкова спектроскопия TR/TE от 1500/135 ms. Първата CSI плоча [зрително поле (FOV) 160 × 160 × 160 mm; воксел от интерес (VOI) 80 × 80 × 80 mm, дебелина 10 mm] беше разположен успоредно на аксиалните изображения, непосредствено над corpus callosum по протежение на предно-задната комисура, за да обхване полуовалното бяло вещество и кортикалното сиво вещество. Броят на стъпките на фазово кодиране (резолюция на сканиране) беше 12 във всички посоки (RL, AP и FH). Броят на реконструираните спектри (интерполационна разделителна способност) е 12 във всички посоки, което води до VOI от 10 × 10 × 10 mm. Бяха записани дванадесет стъпки на фазово кодиране и реконструирани спектри, което води до VOI от 8 × 8 × 15 mm. Броят на придобиванията е 4, с време за сканиране от 7 минути 12 s за всяко CSI придобиване. Данни за CSI и SVS, които не са потиснати от вода, също бяха получени със същите геометрични параметри (напр. една средна стойност за CSI, шестдесет и четири средни стойности за SVS), за да се осигури вътрешна водна референтна стойност за абсолютното количествено определяне на съответните метаболитни съотношения. Беше приложена схемата за претеглено фазово кодиране. Приносите на интерфериращи сигнали от области извън VOI бяха потиснати от шест области на насищане, ръчно позиционирани по всяко поле на VOI. Хомогенността на магнитното поле беше оптимизирана с помощта на ръчно шиммиране. Специално внимание е обърнато на позиционирането на всеки регион от интерес в точното местоположение за всички субекти, за да се постигне възможно най-високо ниво на възпроизводимост. Спектрите бяха оценени от 12 отделни воксела: шест области бяха разположени в двустранно парасагитално предно, средно, 2 ). В това изследване бяха анализирани общо 285 спектра. Суровите данни на CSI бяха оценени с помощта на наличен в търговската мрежа софтуерен пакет за спектрален анализ (Syngo Multi-Modality Workplace, версия VE23A, Siemens, Erlangen, Германия). Протоколът за последваща обработка включва обработка на референтна вода чрез осредняване на 20 съседни точки, премахване на остатъчния воден сигнал от спектъра чрез изваждане от времевия сигнал и корекция на честотното изместване на водния сигнал, филтър на Ханинг 512 ms ширина, нулево запълване от 512 до 1024 данни точки и трансформация на Фурие. Сигналите за креатин (3,04 ppm), холин (3,2 ppm) и NAA (2,02 ppm) бяха количествено определени с помощта на фитинги на гаусовата крива. Холин към креатин и холин към N-ацетил аспартат (NAA) съотношенията бяха изчислени от площи под съответните сигнали. Площта на водния сигнал за всеки обработен воксел беше оценена от сканирането без потискане на водата. Количественото определяне на SVS данните беше извършено офлайн във времевия домейн с помощта на софтуерния пакет jMRUI. За обработка на метаболитните спектри, оставащият воден сигнал беше отстранен с помощта на HLSVD филтър и амплитудите на холин, креатин и NAA сигнали бяха изчислени с метода AMARES (Vanhamme et al. 1997).). Амплитудата на водния сигнал за всеки обработен воксел беше оценена от сканирането без потискане на водата. Бяха приети моноекспоненциална спин-решеткова и спин-спинова релаксация и публикуваните стойности на времената на релаксация на T1 и T2 на водата и съответните метаболити, измерени при 1,5 T в сивото и бялото вещество на здрави доброволци, бяха използвани за корекции на релаксация (Bajzik et al. . 2008 ). Доброволците също бяха инструктирани да докладват за всички странични ефекти от всяка интервенция ( напр ., сърцебиене, чревни нарушения и главоболие) по време на проучването с отворен въпросник.

2.3 Статистически анализи

Тестът на Фридман беше използван, за да се установи дали съществуват значителни разлики между различните експериментални напитки във времето на интервенцията (изходно ниво спрямо 15-минутно след прилагане), като пост-хок тестът се използва за идентифициране на разликите между отделните двойки проби. Данните бяха анализирани с помощта на SPSS Statistics за Mac версия 24.0 (IBM, Armonk, NY), с ниво на значимост, зададено на p  <.05.

3 РЕЗУЛТАТ

Всички доброволци завършиха всичките четири проучвания, като нито един от участниците не съобщи за страничен ефект от всяка интервенция. Промените в биомаркерите за бдителност са изобразени в Таблица  1 . Значително лечение срещу. Установено е взаимодействие във времето за времето за реакция, продължителността на теста за създаване на следи и резултатите от SDMT ( p  <.05). По-специално, средната промяна във времето за реакция при 15-минутно проследяване е различна между кофеин и HRW ( p  <.05) и кофеин и HRW плюс кофеин ( p  <.05). Беше необходимо значително по-малко време за завършване на теста за създаване на следи след HRW и HRW плюс кофеин в сравнение с контролната напитка ( p <.05). И накрая, броят на грешките в SDMT теста е значително по-нисък след пиене на HRW или кофеин в сравнение с контролната напитка ( p  <.05). Не са открити разлики за SbO2, tHb и SpO2 по време на изпитването ( p  >.05).

ТАБЛИЦА 1. Промени в бдителността и резултатите от оксигенацията по време на изследването

	Изходно ниво	При 15-минутно проследяване				P *	Post hoc
		Контрол	кофеин	HRW	HRW +кофеин
VAS бдителност (резултат)	4,5 ± 2,6	5,3 ± 2,2	5,0 ± 2,4	5,6 ± 2,3	6,5 ± 1,9	0,095	–
ANT сигнал (ms)	37,0 ± 26,7	45,6 ± 32,4	43,6 ± 30,3	35,3 ± 37,1	40,3 ± 32,7	0,802	–
ANT ориентиране (ms)	37,6 ± 27,2	46,1 ± 28,5	46,3 ± 22,5	42,6 ± 25,9	46,8 ± 25,6	0,963	–
ANT изпълнителен контрол (ms)	143,2 ± 57,7	153,3 ± 62,7	127,4 ± 35,1	136,1 ± 88,6	107,3 ​​± 42,2	0,070	–
Време за реакция (ms)	567,3 ± 81,2	586,9 ± 76,5	578,7 ± 71,7	609,4 ± 68,7	626,9 ± 90,4	0,041	де
Точност на теста (%)	96,6 ± 3,4	94,4 ± 9,9	98,6 ± 1,3	97,9 ± 3,1	98,6 ± 1,4	0,072	–
Тест за създаване на пътека A (ms)	21,6 ± 5,0	22,8 ± 5,1	19,3 ± 7,3	16,6 ± 4,9	17,0 ± 3,7	0,001	пр. н. е
SDMT (брой символи)	53,2 ± 7,3	58,6 ± 6,1	61,2 ± 8,7	62,9 ± 9,7	59,1 ± 10,5	0,045	аб
SDMT (грешки)	1,1 ± 2,5	1,3 ± 2,0	0,6 ± 0,7	0,7 ± 0,9	1,1 ± 0,9	0,297	–
Оксигенация на мозъка (%)	67,5 ± 6,0	62,4 ± 6,6	63,7 ± 9,0	63,1 ± 8,1	60,7 ± 5,8	0,592	–
Общ хемоглобин (umol/L)	13,0 ± 0,1	12,9 ± 0,2	13,0 ± 0,2	13,0 ± 0,2	12,9 ± 0,3	0,803	–
Периферно кислородно насищане (%)	98,5 ± 0,7	98,5 ± 0,5	98,1 ± 1,4	98,3 ± 1,2	98,7 ± 0,5	0,899	–

Забележка

• Стойностите са средни ± SD .
• Съкращения: ANT, тест мрежа за внимание; ^b , контрол срещу. HRW; ^c , mcontrol срещу. HRW плюс кофеин; ^d , кофеин срещу. HRW; ^e , кофеин срещу. HRW плюс кофеин; HRW, вода, богата на водород. * P стойност от двупосочна смесена ANOVA (взаимодействие на лечението спрямо времето). Post hoc горен индекс показва значителна разлика при p  <.05 за следните двойки проби: ^a , контрола спрямо. кофеин; SDMT, тест за модалности на символни цифри; VAS, визуална аналогова скала.

Фигура  3 изобразява промените в мозъчните метаболитни съотношения в дванадесет различни мозъчни места. Изглежда, че значително лечение срещу. времево взаимодействие е открито за промените в съотношението холин към креатин в 9 от 12 региона ( p  <.05). Кофеинът значително повишава съотношението холин към креатин в сравнение с контролната напитка на 5 места ( p  <.05), HRW значително увеличава съотношението на 8 места ( p  <.05), а HRW плюс кофеин значително увеличава съотношението на 8 места ( p  <.05). Освен това, комбинацията е по-добра от HRW за увеличаване на съотношението холин към креатин в лявото предно сиво вещество ( p <.05). Не са открити разлики между интервенциите за съотношението холин към NAA по време на проучването ( p  >.05).

4. ОБСЪЖДАНЕ

Настоящото проучване потвърди предварителните констатации, че богатата на водород вода може остро да повлияе на биомаркери за бдителност при лишени от сън мъже и жени. По-конкретно, HRW е по-добър от контролната напитка за подобряване на представянето на следи и SDMT, докато кофеинът превъзхожда HRW по отношение на времето за реакция. Ефектите, наблюдавани тук, са придружени от промени в мозъчния метаболизъм. Както HRW, така и кофеинът значително повишават съотношението холин към креатин в няколко мозъчни области ( напр . предно бяло и сиво вещество), докато HRW и комбинираната интервенция също повлияват мозъчния метаболизъм в парацентралния мозък. Тези открития предполагат, че HRW и кофеинът вероятно засягат различни области на бдителност и стимулират метаболизма в отделни мозъчни сегменти, когато се прилагат остро при лишени от сън доброволци.

През последното десетилетие молекулярният водород се появи като иновативен агент в човешката невронаука и клиничната неврология. Ефектите на този прост биомедицински газ върху работата на мозъка са оценени в шепа интервенционални проучвания, обхващащи от мозъчна травма до невродегенеративни и мозъчносъдови заболявания. Например, водородът подобрява индексите на мозъчния ЯМР в местата на остър мозъчен ствол (Ono et al.,  2011 ), положително повлиява докладваните от пациентите резултати при болестта на Паркинсон (Yoritaka et al.,  2013 ), намалява тежестта на инсулта при пациенти с мозъчен инфаркт (Ono et al.,  2017 ), повишено настроение, тревожност и автономна нервна функция при здрави доброволци (Mizuno et al.,  2018), намалява наличието и тежестта на симптомите на леко травматично мозъчно увреждане (Javorac et al. 2019) и подобрява когнитивната функция при по-възрастните жени, живеещи в общността (Korovljev et al.,  2020 г.). Въпреки че тези проучвания показват обещаващи резултати от средно- и дългосрочна интервенция с водород върху различни показатели на мозъчната функция, няколко проучвания се опитват да оценят краткосрочните ефекти на водорода върху работата на мозъка. Освен това досега нито едно невроизобразително изследване не оценява непосредствените ефекти на водорода върху мозъчния метаболизъм в отделни мозъчни области, участващи във възприятието, изпълнителната функция и свързаността, или контрастира водорода с други стимулиращи мозъка агенти. Предишното пилотно проучване на нашата група е може би първото интервенционално проучване, което сравнява острите ефекти на еднократна доза HRW и кофеин върху работата на мозъка сред здрави мъже и жени, които са били лишени от сън за 24 часа (Zanini et al.,  2020 г.). И двете интервенции повлияха остро върху маркерите за бдителност, но кофеинът предизвика спад в алармирането и изпълнителния контрол при 15-минутно проследяване, докато HRW причини намаляване на ориентацията при след прилагане. Въпреки че не са открити разлики между интервенциите за всички оценени резултати от бдителността, авторите предполагат, че HRW и кофеинът може да са повлияли на различни области на бдителност, като дихидрогенът подобрява, ориентирайки се към сензорна стимулация. За разлика от това, кофеинът променя съзнанието и вниманието на изпълнителната власт. Настоящите резултати от проучването разширяват предишни изследвания, като показват стимулиращи ефекти от острия прием на дихидроген и кофеин върху работата на мозъка и метаболизма при стресирани индивиди, като изглежда, че HRW се справя с различни мозъчни региони в сравнение с кофеина. Не докладвахме значителни разлики в резултатите от бдителността между интервенциите, но субективно докладваните резултати за бдителност, изпълнителен контрол и точност на теста имаха силна тенденция да се подобряват и от трите експериментални интервенции при проследяване, като HRW плюс кофеин са най-забележими. Въпреки това, HRW и HRW плюс кофеин са по-добри от контролната напитка за завършване на тестове за създаване на следи за по-кратко време, което предполага подобрено зрително внимание и смяна на задачите за двете интервенции. В допълнение, както кофеинът, така и HRW са по-добри от контролната напитка за завършване на SDMT, може би поради стимулирана от интервенция стимулация на вниманието, скоростта на възприемане, скоростта на движение и визуалното сканиране, докладвани по-рано (Zanini et al., и точността на теста има силна тенденция да се подобрява и от трите експериментални интервенции при проследяване, като HRW плюс кофеин са най-забележими. Въпреки това, HRW и HRW плюс кофеин са по-добри от контролната напитка за завършване на тестове за създаване на следи за по-кратко време, което предполага подобрено зрително внимание и смяна на задачите за двете интервенции. В допълнение, както кофеинът, така и HRW са по-добри от контролната напитка за завършване на SDMT, може би поради стимулирана от интервенция стимулация на вниманието, скоростта на възприемане, скоростта на движение и визуалното сканиране, докладвани по-рано (Zanini et al., и точността на теста има силна тенденция да се подобрява и от трите експериментални интервенции при проследяване, като HRW плюс кофеин са най-забележими. Въпреки това, HRW и HRW плюс кофеин са по-добри от контролната напитка за завършване на тестове за създаване на следи за по-кратко време, което предполага подобрено зрително внимание и смяна на задачите за двете интервенции. В допълнение, както кофеинът, така и HRW са по-добри от контролната напитка за завършване на SDMT, може би поради стимулирана от интервенция стимулация на вниманието, скоростта на възприемане, скоростта на движение и визуалното сканиране, докладвани по-рано (Zanini et al., което предполага подобрено визуално внимание и смяна на задачи и за двете интервенции. В допълнение, както кофеинът, така и HRW са по-добри от контролната напитка за завършване на SDMT, може би поради стимулирана от интервенция стимулация на вниманието, скоростта на възприемане, скоростта на движение и визуалното сканиране, докладвани по-рано (Zanini et al., което предполага подобрено визуално внимание и смяна на задачи и за двете интервенции. В допълнение, както кофеинът, така и HRW са по-добри от контролната напитка за завършване на SDMT, може би поради стимулирана от интервенция стимулация на вниманието, скоростта на възприемане, скоростта на движение и визуалното сканиране, докладвани по-рано (Zanini et al., 2020 г). Интересното е, че времето за реакция е различно за кофеина спрямо кофеина. както HRW, така и HRW плюс кофеин, като всички интервенции провокират забавяне на времето за реакция при 15-минутно проследяване. Доколкото ни е известно, това е първото изследване при хора, което оценява острите ефекти на дихидрогена върху мозъчния метаболизъм. Открихме, че подобрената мозъчна функция, предизвикана от HRW и кофеина, изглежда е придружена от корекции на метаболизма на мозъчната тъкан. Например, кофеинът и HRW увеличават съотношението холин към креатин, индикатор за жизнеспособност на мозъка, във фронталното двустранно бяло и сиво вещество, докато HRW (и HRW плюс кофеин) допълнително повишават съотношението в парацентралния мозък. Това предполага, че и двете интервенции могат да повлияят положително на специфичния за региона мозъчен метаболизъм, свързан с изпълнителните функции, вниманието, и решаване на проблеми (фронтални и префронтални лобули), докато HRW може би също може да се насочи към региони на мозъка, подходящи за ориентиране (парацентрален лобул). По-рано беше потвърдена корелация между познанието и специфичното за региона съотношение холин/креатин (Ben Salem et al., 2008 ), с резултатите от теста за създаване на следи, изглежда е от значение не само за фронталните области, но и за по-отдалечени области като таламуса, инсулата и дълбокото перивентрикуларно бяло вещество. Също така открихме, че комбинацията от HRW и кофеин е еквивалентна или по-добра от отделните компоненти за няколко резултата за бдителност и индекси на мозъчния метаболизъм. Това може би предполага, че HRW и кофеинът могат да се консумират заедно, докато всеки компонент засяга различни области на вниманието и мозъчния метаболизъм.

Оттеглянето на кофеина също трябва да се има предвид при интерпретацията на резултатите от проучването, като хората, които изпитват отказ от кофеин, често изпитват симптоми като главоболие, замаяност, умора, мозъчна мъгла и негативно настроение (Heatherley,  2011 ). Контролната група и групата HRW биха могли да изпитват симптоми на отнемане на кофеин, докато HRW може да има някакъв ефект върху симптомите на отнемане на кофеин; бъдещите проучвания трябва да наемат експериментални субекти, които не пият или не ядат обичайно кофеин или подобни вещества, като теофилин. В допълнение, кофеинът действа предимно върху аденозиновите рецептори (Costenla et al.,  2010 г.), което може да накара нервните клетки да се ускорят, тъй като аденозинът причинява предимно сънливост, а кофеинът блокира аденозина от рецепторите, така че нервните клетки са склонни да се ускоряват и предизвикват предупредителен отговор. HRW може също да взаимодейства с аденозиновите рецептори и това взаимодействие трябва да бъде проучено в бъдещи изследвания. И накрая, скорошно проучване показа, че редовният прием на кофеин може да причини лека атрофия на сивото вещество, въпреки че е обратима при спиране на кофеина (Lin et al.,  2021 ); това изисква наблюдение на структурните промени в мозъка при последващи интервенционни проучвания с кофеин и напитки без кофеин.

Силните страни на проучването включват използването на рандомизиран контролиран кръстосан дизайн за администриране на HRW и относително стабилната методология за оценка на резултатите от мозъчната функция, докладвани както от участниците, така и от клинициста. Нашето проучване е ограничено от това, че съдържа извадка от млади здрави субекти, така че е необходимо изследване на ефектите от острото приложение на HRW при възрастни хора или клинични популации с мозъчни заболявания, за да се установят ползите за тези популации. По-нататъшни проучвания трябва да включат тези критични групи и може би да оценят ролята на продължителния прием на дихидроген в експерименталната и клиничната неврология.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пиенето на единична доза вода, богата на водород, подобрява ефективността на теста за създаване на следи и намалява броя на грешките в теста за модалности на символни цифри при привикнали към кафе млади възрастни, лишени от сън. Повишаването на вниманието, предизвикано от HRW, изглежда върви със забележими промени в мозъчния метаболизъм, илюстрирано от по-високите нива на съотношение холин към креатин във фронталния и парацентралния мозък. Тъй като е общопризнат като безопасна интервенция (Food and Drug Administration., 2014 ), водородът може да бъде препоръчан като нова интервенция, която поддържа вниманието при стресови състояния, като неговият метаболитен отпечатък вероятно е различен от кофеина.