Wasserstoff in der Biologie

Sichtbarer Bereich des Wasserstoff-Spektrums. Es sind 6 Linien der Balmer-Serie sichtbar: 389 nm (kaum zu sehen), 397 nm (schwach zu sehen), 410 nm, 434 nm (violett), 486 nm (türkis) und 656 nm (rötlich)
Medizinische Bedeutung: In biologischen Systemen reagiert molekularer Wasserstoff mit reaktiven Sauerstoffspezies und wirkt so als Antioxidans. Im Tierversuch führt die Anreicherung von Trinkwasser mit molekularem Wasserstoff nach Nierentransplantation zu einem besseren Überleben des Transplantates, zu einem verminderten Auftreten einer chronischen Schädigung des Transplantates, zu einer Verminderung der Konzentration an reaktiven Sauerstoffspezies und zu einer Hemmung von Signalwegen, welche die entzündliche Aktivität verstärken (proinflammatorische Signalwege).[25]

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Biologische Bedeutung: Wasserstoff ist in Form verschiedenster Verbindungen essentiell für alle bekannten Lebewesen. An vorderster Stelle zu nennen ist hier Wasser, welches als Medium für alle zellulären Prozesse und für alle Stofftransporte dient. Zusammen mit Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff (und seltener auch anderen Elementen) ist er Bestandteil derjenigen Moleküle aus der organischen Chemie, ohne die jegliche uns bekannte Form von Leben schlicht unmöglich ist.

Wasserstoff spielt im Organismus auch aktive Rollen, so bei einigen Koenzymen wie z. B. Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid(NAD/NADH), die als Reduktionsäquivalente (oder „Protonentransporter“) im Körper dienen und bei Redoxreaktionen mitwirken. In den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle, dient die Übertragung von Wasserstoffkationen (Protonen) zwischen verschiedenen Molekülen der so genannten Atmungskette dazu, einen Protonengradienten durch chemiosmotisches Membranpotenzial zur Generierung von energiereichen Verbindungen wie Adenosintriphosphat (ATP) bereitzustellen. Bei der Photosynthese in Pflanzen und Bakterien wird der Wasserstoff aus dem Wasser dazu benötigt, das fixierte Kohlendioxid in Kohlenhydrate umzuwandeln.

Bezogen auf die Masse ist Wasserstoff im menschlichen Körper das drittwichtigste Element: Bei einer Person mit einem Körpergewicht von 70 kg, sind rund 7 kg (= 10 Gew.-%) auf den enthaltenen Wasserstoff zurückzuführen. Nur Kohlenstoff (ca. 20 Gew.-%) und Sauerstoff (ca. 63 Gew.-%) machen einen noch größeren Gewichtsanteil aus. Bezogen auf die Anzahl der Atome ist der sehr leichte Wasserstoff sogar das mit Abstand häufigste Atom im Körper eines jeden Lebewesens. (Die 7 kg beim Menschen entsprechen 3,5·103 Mol Wasserstoff mit je 2·6·1023 Atomen, das sind rund 4,2·1027 Wasserstoffatome). Stand vom [last-modified] … ” → Wp

Der Wasserstoffatemtest oder H2-Atemtest ist ein bestimmter Atemgastest. Diese wenig belastende medizinische Diagnosemethode zur Erkennung von verschiedenen Syndromen des Magen-Darm-Traktes wird seit 1969[1][2][3][4] eingesetzt bei Beschwerden wie chronischem Durchfall, chronischen oder wiederkehrenden Bauchschmerzen und anderen Beschwerden im Bauchraum. Erkannt werden können so z. B. die relativ häufige Lactoseintoleranz / Lactosemaldigestion und die Fructosemalabsorption. Stand vom [last-modified] … ” → Wp


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Synonyme:
H2, Wasserstoff, H2-Therapie, Wasserstoff-Therapie, Wasserstoffatemtest, H2-Atemtest,
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