
Production and Role of Molecular Hydrogen in Plants
Molekularer Wasserstoff (Wasserstoffgas; H2) gewinnt sowohl in der wissenschaftlichen Literatur als auch in den populären Medien zunehmend an Bedeutung. Erste Studien deuten darauf hin, dass H2 zur Behandlung einer Vielzahl menschlicher Krankheiten eingesetzt werden kann, von COVID-19 bis zu verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen. Darüber hinaus scheint seine biologische Aktivität auch therapeutische und regulierende Wirkungen in Pflanzen zu haben. Dementsprechend wurde vorgeschlagen, es in der Landwirtschaft einzusetzen.
H2 hat Auswirkungen auf eine Reihe von physiologischen Vorgängen in Pflanzen. Es hat nachweislich Auswirkungen auf die Samenkeimung, das Pflanzenwachstum und die Entwicklung. Man hat auch festgestellt, dass es an der Stressreaktion der Pflanzen beteiligt ist und sie vor abiotischem Stress schützt. Auch bei der Lagerung von Nutzpflanzen nach der Ernte hat es positive Auswirkungen. Seine Verwendung in der Landwirtschaft birgt daher ein großes Potenzial, da es sicher zu sein scheint und weder toxisch noch umweltschädlich ist.
Eines der Rätsel bei der Verwendung von H2 ist, wie es diese Wirkungen in Pflanzen und Pflanzenzellen hervorruft. Es ist schwierig, sich vorzustellen, wie es auf der Grundlage eines klassischen Rezeptor-Mechanismus funktioniert. Es gibt Hinweise darauf, dass es als direktes Antioxidans wirkt, indem es Hydroxylradikale abfängt oder als Signalmolekül das angeborene Antioxidationssystem der Pflanze stärkt. Es wurde auch berichtet, dass es durch seine Wirkung auf die Häm-Oxygenase, durch Wechselwirkungen mit anderen Signalmolekülen und durch die Regulierung der Expression verschiedener Gene Effekte ausübt. Es ist jedoch nicht klar, wie H2 in andere Signalwege eingebunden ist und mit ihnen zusammenwirkt. Zukünftige Arbeiten sind erforderlich, um den Mechanismus und die Bedeutung der Interaktion von H2 mit diesen und anderen zellulären Systemen zu klären.