The imbalance of oxidation system and antioxidant system can lead to oxidative stress. Exercise is an important source of oxidative stress, which is closely related to the occurrence and development of exercise fatigue and sports injury. Molecular hydrogen has a good prevention and treatment effect on oxidative stress-related diseases, and has a good application prospect in the field of exercise. However, the effect of hydrogen on exercise-induced oxidative stress and its mechanism are still unclear. Therefore, the purpose of this study is to explore the protective mechanism of hydrogen on exercise-induced injury through the effects of hydrogen on oxidative stress and intestinal flora.

The 24 healthy SD male rats were randomly divided into control (Ctrl) group, exercise (Exe) group and hydrogen-inhaled exercise (Hydro) group. The rats in group Exe were trained on the treadmill 5 times a week for 4 weeks, and the rats in group Hydro were treated by 1% hydrogen after each exercise.

Except for the second week of exercise, the body weight of group Exe was significantly lower than that of group Ctrl (p<0.05), while the weight of group Hydro was not significantly different from that of group Ctrl. Compared with the group Ctrl, the levels of ROS, MDA, T-AOC, SOD, CAT and Nrf2 in the group Exe were significantly increased, while those in group Hydro had no significant changes except MDA and Nrf2. The ROS, CAT and Nrf2 levels in group Hydro were significantly lower than those in group Exe. In terms of intestinal barrier, compared with group Ctrl, the level of D-lactate in group Hydro was not significantly changed, but significantly increased in group Exe(p<0.05); Compared with group Exe, serum D-lactate level in group Hydro had a downward trend, and the gene expression of ZO-1 and occludin increased significantly (p<0.01). In addition, the abundance of beneficial bacteria in Group Exe was significantly decreased (p<0.05), such as Ruminococcacea, Romboutsia, Ruminococcaceae_UCG-014 and Peptostreptococcaceae. While the abundance of some beneficial bacteria in group Hydro was significantly increased.

Long term hydrogen supplement can effectively improve the exercise-induced oxidative stress injury, and its mechanism may be related to clearing excessive free radicals, increasing the expression of intestinal barrier related proteins, increasing the number of beneficial bacteria and promoting the balance of microecology.

Le déséquilibre entre le système d’oxydation et le système antioxydant peut entraîner un stress oxydatif. L’exercice physique est une cause importante de stress oxydatif, qui est étroitement lié à l’apparition et au développement de la fatigue et de blessures sportives. L’hydrogène moléculaire a un bon effet de prévention et de traitement des maladies liées au stress oxydatif et offre de bonnes perspectives d’application dans le domaine de l’exercice. Cependant, l’effet de l’hydrogène sur le stress oxydatif induit par l’exercice et son mécanisme ne sont toujours pas clairs. Par conséquent, l’objectif de cette étude est d’explorer le mécanisme de protection de l’hydrogène sur les blessures induites par l’exercice à travers les effets de l’hydrogène sur le stress oxydatif et la flore intestinale.

Vingt-quatre rats mâles SD en bonne santé ont été divisés au hasard en un groupe de contrôle (Ctrl), un groupe d’exercice (Exe) et un groupe d’exercice avec inhalation d’hydrogène (Hydro). Les rats du groupe Exe ont été entraînés sur tapis roulant 5 fois par semaine pendant 4 semaines, et les rats du groupe Hydro ont été traités par de l’hydrogène à 1% après chaque exercice.

À l’exception de la deuxième semaine d’exercice, le poids corporel du groupe Exe était significativement inférieur à celui du groupe Ctrl (p<0,05), tandis que le poids du groupe Hydro n’était pas significativement différent de celui du groupe Ctrl. Par rapport au groupe Ctrl, les niveaux de ROS, MDA, T-AOC, SOD, CAT et Nrf2 dans le groupe Exe ont augmenté de manière significative, tandis que ceux du groupe Hydro n’ont pas connu de changements significatifs, à l’exception de MDA et Nrf2. Les niveaux de ROS, CAT et Nrf2 dans le groupe Hydro étaient significativement plus bas que ceux du groupe Exe. En terme de barrière intestinale, par rapport au groupe Ctrl, le niveau de D-lactate dans le groupe Hydro n’a pas été modifié de manière significative, mais a augmenté de manière significative dans le groupe Exe (p<0,05); par rapport au groupe Exe, le niveau de D-lactate sérique dans le groupe Hydro a eu une tendance à la baisse, et l’expression génétique de ZO-1 et d’occludin a augmenté de manière significative (p<0,01). En outre, l’abondance des bactéries bénéfiques dans le groupe Exe a diminué de manière significative (p<0,05), telles que Ruminococcacea, Romboutsia, Ruminococcaceae_UCG-014 et Peptostreptococcaceae alors que l’abondance de certaines bactéries bénéfiques dans le groupe Hydro était significativement augmentée.

Un supplément d’hydrogène à long terme peut améliorer efficacement les lésions dues au stress oxydatif induit par l’exercice, et son mécanisme peut être lié à l’élimination des radicaux libres excessifs, à l’augmentation de l’expression des protéines liées à la barrière intestinale, à l’augmentation du nombre de bactéries bénéfiques et à la promotion de l’équilibre microécologique.