2021 · Todorovic et al. — Wasserstoffreiches Wasser und Koffein für Wachheit und Hirnstoffwechsel bei schlafentzogenen Gewohnheitskaffeetrinkern
Kurzfassung
Bei 16 jungen Erwachsenen nach Schlafentzug verkürzte ein einmaliges Getränk mit wasserstoffreichem Wasser (8 ppm) den Trail-Making-Test gegenüber Leitungswasser, die Reaktionszeit (laut Volltext primärer Endpunkt) unterschied sich aber nicht signifikant. Fehler in einem Symbol-Zahlen-Test waren laut Abstract nach wasserstoffreichem Wasser oder Koffein seltener als nach Leitungswasser, und beide Getränke erhöhten das Cholin-Kreatin-Verhältnis in frontalen Hirnregionen. Niemand berichtete Nebenwirkungen. (Food Science & Nutrition, 2021.)
Kommentar
Diese Studie verglich ein einmaliges Getränk mit wasserstoffreichem Wasser mit Koffein, bezogen auf die Wachheit nach einer Nacht ohne Schlaf. Sechzehn augenscheinlich gesunde junge Erwachsene (8 Männer, 8 Frauen, mittleres Alter 24,0 Jahre), die gewohnheitsmäßig Kaffee trinken, nahmen an einer randomisierten kontrollierten Crossover-Studie teil. Nach 24 Stunden Schlafentzug und 12 Stunden Fasten erhielt jede Person morgens ein einmaliges Getränk mit wasserstoffreichem Wasser (8 ppm), Koffein (50 mg), wasserstoffreichem Wasser plus Koffein oder Leitungswasser als Kontrolle. Laut Volltext umfasste jedes Getränk 500 ml, die Getränke ähnelten sich in Aussehen und Geschmack, und zwischen den Durchgängen lag eine Auswaschphase von 7 Tagen. Gemessen wurde vor und 15 Minuten nach dem Getränk: Wachheits- und Aufmerksamkeitstests, Hirnstoffwechsel mittels Magnetresonanzspektroskopie (laut Volltext), Sauerstoffversorgung des Gehirns, periphere Sauerstoffsättigung und selbst berichtete Nebenwirkungen. Laut Volltext war der primäre Endpunkt die Veränderung der Reaktionszeit im Attention Network Test. Das Abstract erwähnt keine Verblindung.
Wichtige Zitate
- „Nach HRW sowie nach HRW plus Koffein wurde für den Trail-Making-Test signifikant weniger Zeit benötigt als nach dem Kontrollgetränk (p < 0,05).“ Original (EN): „Significantly less time was needed to complete trail-making test after both HRW and HRW plus caffeine compared with the control drink (p < .05).“ — das deutlichste Ergebnis für wasserstoffreiches Wasser gegenüber dem Kontrollgetränk
- „Keine Teilnehmenden berichteten Nebenwirkungen einer der Interventionen.“ Original (EN): „No participants reported any side effects from any intervention.“ — selbst berichtete Verträglichkeit nach einem einzigen Getränk
- „Da Wasserstoff allgemein als sichere Intervention anerkannt ist, könnte er somit als neuartige Intervention empfohlen werden, die die Aufmerksamkeit unter Belastung aufrechterhält, wobei sich sein metabolischer Fußabdruck wahrscheinlich von dem des Koffeins unterscheidet.“ Original (EN): „Being generally recognized as a safe intervention, hydrogen could be thus recommended as a novel intervention that upholds attention in stressed conditions, with its metabolic footprint likely different from caffeine.“ — die Empfehlung der Autoren, gestützt auf eine Einzeldosis bei 16 Personen
Unsere Einordnung
Im Crossover-Design dient jede Person als ihre eigene Kontrolle, was bei 16 Teilnehmenden hilft. Der Trail-Making-Test ging nach wasserstoffreichem Wasser schneller als nach Leitungswasser, die Reaktionszeit als primärer Endpunkt (laut Volltext) unterschied sich zwischen beiden aber nicht signifikant. Laut Volltext unterschied sich die Reaktionszeit nur zwischen Koffein und den beiden Wasserstoffgetränken, und die mittlere Reaktionszeit war nach wasserstoffreichem Wasser länger als nach Leitungswasser. Das Abstract berichtet weniger Fehler im Symbol-Zahlen-Test nach wasserstoffreichem Wasser, die Tabelle im Volltext führt den signifikanten Unterschied jedoch für die Zahl der Symbole und p = 0,297 für die Fehler. Einschränkungen: 16 gesunde junge Erwachsene, eine Einzeldosis, Messungen nur 15 Minuten nach dem Trinken, viele getestete Endpunkte und keine Angabe zur Verblindung. Verhältnisse von Hirnmetaboliten sind Surrogatmarker. Eine Einzeldosis bei 16 Personen ist eine dünne Grundlage für die Empfehlung der Autoren, Wasserstoff zur Erhaltung der Aufmerksamkeit einzusetzen, und die Befunde müssten größere Studien bestätigen.
Studiendesign
- Typ: randomisierte kontrollierte Crossover-Studie mit vier Einzeldosis-Bedingungen und 7 Tagen Auswaschphase (laut Volltext) · n: 16 (8 Männer, 8 Frauen, Alter 24,0 ± 3,5 Jahre) · H₂-Gabe: einmaliges Getränk mit wasserstoffreichem Wasser (8 ppm, laut Volltext 500 ml), allein oder mit 50 mg Koffein, nach 24 Stunden Schlafentzug
- Vergleich: Kontrollgetränk (laut Abstract Leitungswasser, laut Volltext im Magnesiumgehalt an die anderen Getränke angeglichen) und Koffein 50 mg allein
- Ergebnis: primärer Endpunkt laut Volltext, Reaktionszeit: signifikante Wechselwirkung von Behandlung und Zeit, signifikante Unterschiede nur zwischen Koffein und den beiden Wasserstoffgetränken. Trail-Making-Test schneller nach wasserstoffreichem Wasser und nach wasserstoffreichem Wasser plus Koffein als nach Kontrolle (p < 0,05). Fehler im Symbol-Zahlen-Test seltener nach wasserstoffreichem Wasser oder Koffein (p < 0,05 laut Abstract, in der Tabelle des Volltexts nicht signifikant). Cholin-Kreatin-Verhältnis in frontaler weißer und grauer Substanz durch wasserstoffreiches Wasser und Koffein erhöht. Keine Nebenwirkungen berichtet
Abstract (deutsche Übersetzung)
Hauptziel dieser randomisierten kontrollierten Crossover-Interventionsstudie war es, die akuten Wirkungen einer Einzeldosis wasserstoffreichen Wassers (HRW) zu bewerten und mit Koffein, HRW plus Koffein und Kontrollwasser zu vergleichen, und zwar hinsichtlich Wachheit, Hirnstoffwechsel, Sauerstoffsättigung im Gehirn und im Blut sowie selbst berichteter unerwünschter Ereignisse bei gesunden Männern und Frauen, die gewohnheitsmäßig Kaffee tranken und 24 Stunden lang keinen Schlaf hatten. Sechzehn augenscheinlich gesunde junge Erwachsene (8 Männer und 8 Frauen; Alter 24,0 ± 3,5 Jahre) erhielten im Crossover-Design morgens nach 24 Stunden Schlafentzug und 12 Stunden Fasten ein Einzeldosis-Getränk mit HRW (8 ppm), Koffein (50 mg), HRW plus Koffein oder ein Kontrollgetränk (Leitungswasser). Die primären und sekundären Endpunkte wurden zu Beginn (vor der Intervention) und nach 15 Minuten erhoben. Nach HRW sowie nach HRW plus Koffein wurde für den Trail-Making-Test signifikant weniger Zeit benötigt als nach dem Kontrollgetränk (p < 0,05). Die Zahl der Fehler im Symbol-Digit-Modalities-Test war nach HRW oder Koffein signifikant niedriger als nach dem Kontrollgetränk (p < 0,05). Sowohl HRW als auch Koffein erhöhten das Cholin-Kreatin-Verhältnis in mehreren Hirnregionen (frontale weiße und graue Substanz) signifikant, während HRW und die Kombination auch den Stoffwechsel in der parazentralen Hirnregion beeinflussten. Keine Teilnehmenden berichteten Nebenwirkungen einer der Interventionen. Die durch HRW bewirkte Steigerung der Aufmerksamkeit tritt zusammen mit Veränderungen im Hirnstoffwechsel auf. Da Wasserstoff allgemein als sichere Intervention anerkannt ist, könnte er somit als neuartige Intervention empfohlen werden, die die Aufmerksamkeit unter Belastung aufrechterhält, wobei sich sein metabolischer Fußabdruck wahrscheinlich von dem des Koffeins unterscheidet.
Original-Abstract (englisch)
The main aim of this randomized-controlled cross-over interventional trial was to assess the acute effects of taking a single dose of hydrogen-rich water (HRW), and compare it with caffeine, HRW plus caffeine, and control water, for alertness, brain metabolism, brain and oxygen saturation, and self-reported adverse events in healthy men and women who were habitual coffee drinkers and were sleep-deprived for 24 hr. Sixteen apparently healthy young adults (8 men and 8 women; age 24.0 ± 3.5 years) were allocated in a cross-over design to receive a single-dose drink of HRW (8 ppm), caffeine (50 mg), HRW plus caffeine, or control drink (tap water) in the morning after 24-hr sleep deprivation and 12-hr fasting. The primary and secondary outcomes were assessed at baseline (pre-intervention) and 15-min follow-up. Significantly less time was needed to complete trail-making test after both HRW and HRW plus caffeine compared with the control drink (p < .05). The number of errors in the symbol digit modalities test was significantly lower after drinking HRW or caffeine than control drink (p < .05). Both HRW and caffeine significantly increased the choline-to-creatine ratio in several brain regions (frontal white and gray matter), while HRW and the combination intervention also affected brain metabolism in the paracentral brain. No participants reported any side effects from any intervention. The attention enhancement driven by HRW appears along with changes in brain metabolism. Being generally recognized as a safe intervention, hydrogen could be thus recommended as a novel intervention that upholds attention in stressed conditions, with its metabolic footprint likely different from caffeine.
Quelle & Links
Screenshot der PubMed-Seite
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