水素分子は身体能力を高めることができるか？

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結論

水素の摂取は瞬発力を高め疲労を軽減するが、持久力や筋力への効果は限定的である。

研究の背景と目的

運動を行うと、体内で酸化ストレスや炎症反応が増加し、それが身体パフォーマンスに影響を与えることがある。この影響を和らげるため、抗酸化作用や抗炎症作用を持つ水素分子が注目され、運動能力向上への効果を検証する研究が行われてきた。しかし、これまでの研究では、水素の効果について一致した見解が得られていなかった。
そこで本研究は、過去に行われた信頼性の高い研究結果を網羅的に集め、統計的に統合・分析（システマティックレビューとメタアナリシス）することで、水素分子の補給が健康な成人の身体能力（持久力、筋力、瞬発力など）に与える影響を総合的に評価することを目的とした。

研究方法

• 対象者: 27件の研究報告に含まれる、健康な成人597人（平均年齢17.5〜51.5歳） 。対象者には、トレーニング経験のない人からプロのアスリートまで幅広く含まれていた。
• 介入方法: 水素の摂取方法は研究により様々で、主に以下の4種類が用いられた。
  • 水素水: 18件の研究で使用。
  • 水素吸入: 5件の研究で使用。
  • 水素水入浴: 2件の研究で使用。
  • 水素カルシウムパウダーの経口摂取: 2件の研究で使用。
  • 水素濃度、摂取量、頻度、期間などは各研究で異なっていた。
• 対照群の設定: 水素を含まないプラセボ（偽薬）が用いられた。例えば、水素水に対しては普通の水、水素吸入に対しては普通の空気といったように、見た目や味では区別がつかないものが使用された。
• 評価方法: 有酸素性持久力（最大酸素摂取量など）、無酸素性持久力、筋力、下肢の瞬発力（垂直跳びなど）、そして運動中の主観的な疲労感（自覚的運動強度）、血中乳酸、平均心拍数などが評価された。

研究結果

• 下肢の瞬発力は、水素の補給によって統計的に有意な向上を示した (効果量 SMD=0.30, p=0.018)。
• 自覚的運動強度 (RPE) は、水素の補給によって有意に低下した (効果量 SMD=-0.37, p=0.009)。これは運動中の「きつさ」が軽減されたことを意味する。
• 血中乳酸 (BLA) も、水素の補給によって有意に低下した (効果量 SMD=-0.37, p=0.001)。
• 一方で、有酸素性持久力、無酸素性持久力、筋力については、統計的に有意な改善は見られなかった。
• 考察:
  • 水素が下肢の瞬発力を向上させるメカニズムとして、細胞のエネルギー工場であるミトコンドリアでのATP（エネルギー通貨）産生を促進したり、筋肉の収縮機能を妨げる活性酸素を除去したりする可能性が考えられている。
  • 持久力や筋力が改善しなかったのは、これらの能力の鍵となる生理学的指標（最大酸素摂取量など）に水素が大きな影響を与えなかったためと推察される。
  • 疲労感の軽減や血中乳酸の低下は、水素が神経を保護する作用や、体内の酸性度を調整する働き、乳酸の代謝を促進する働きによるものと考えられている。
• 研究の限界:
  • 分析に含められた個々の研究には、参加者数が少ないものもあった。
  • 対象者が若年および中年の男性に偏っている傾向があった。
  • 水素の最適な摂取方法（種類、濃度、タイミング、期間など）がまだ確立されていない点が課題として挙げられている。

Appendix（用語解説）

• システマティックレビュー: 特定のテーマについて、信頼できる基準を満たした過去の研究論文を網羅的に収集し、評価・要約する研究手法。
• メタアナリシス: 複数の研究から得られたデータを統計的に統合し、より精度の高い結論を導き出す分析手法。
• SMD (標準化平均差): 異なる研究で使われた様々な測定尺度（例：秒、cm、ワット）の結果を、共通の尺度に変換して効果の大きさを比較するための統計指標。
• p値: 統計分析において、観察された結果が偶然によって生じた可能性の確率を示す値。一般的に、この値が0.05未満の場合、「統計的に有意な差がある」と判断される。
• 自覚的運動強度 (RPE): 運動中に本人が感じる「きつさ」や「つらさ」を数値で表した主観的な指標。
• 血中乳酸 (BLA): 激しい運動時に筋肉などでエネルギーを作る過程で発生する物質。長らく疲労物質とされてきたが、近年ではエネルギー源としても再利用されることが分かっている。VO2max(最大酸素摂取量): 運動中に体内に取り込むことができる酸素の最大量。全身持久力を測るための重要な指標。
• プラセボ: 有効成分を含まない偽薬のこと。薬などの効果を科学的に検証する際に、心理的な思い込みによる効果（プラセボ効果）と実際の薬理効果を区別するために用いられる。

論文情報

タイトル

Can molecular hydrogen supplementation enhance physical performance in healthy adults? A systematic review and meta-analysis（水素分子の補給は健康な成人の身体能力を高めることができるか？系統的レビューとメタアナリシス）

引用元

Zhou, K., Shang, Z., Yuan, C., Guo, Z., Wang, Y., Bao, D., & Zhou, J. (2024). Can molecular hydrogen supplementation enhance physical performance in healthy adults? A systematic review and meta-analysis. Frontiers in Nutrition, 11, 1387657. https://doi.org/10.3389/fnut.2024.1387657

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