脳虚血後のアルツハイマー病における水素分子の神経保護効果

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結論

水素分子は、脳虚血後の神経変性を抑え、アルツハイマー型認知症の発症を遅延させる可能性がある。

研究の背景と目的

脳虚血後の神経変性は、ピラミッド細胞の死、血液脳関門の透過性亢進、神経炎症、アミロイド蓄積、タウタンパク質の異常、脳萎縮、認知機能低下など、多くの病的変化を伴う。これらは、アルツハイマー病に似た蛋白病理現象として理解されている。水素分子は、抗酸化作用を持つとされ、脳虚血後の神経保護効果が期待されている。本研究の目的は、水素分子が脳虚血後の神経変性にどのように影響を与えるか、特にアルツハイマー型蛋白病理に関連するメカニズムを明らかにすることである。

研究方法

このレビューでは、過去20年間に発表された文献を対象に、水素分子の神経保護効果に関する研究を検索し、特に脳虚血後の神経変性に焦点を当てた。動物実験や臨床試験を含む研究が分析され、水素分子の投与方法やその効果について詳述された。

• 動物モデルでは、局所および全身の脳虚血のモデルで、水素の吸入や水素豊富水の投与が行われた。例えば、虚血再灌流後のマウスやラットに水素を吸入させ、認知機能や生存率、脳の病理的変化を評価。
• ヒト試験では、急性局所脳虚血患者や心停止後の脳虚血患者に対する水素吸入の安全性と有効性が検討された。臨床試験では、低濃度の水素ガスを吸入することで、脳機能の改善が観察された。

研究結果

• 動物モデルでの結果
  • マウスにおける脳虚血後の分子状水素吸入により、脳内の酸化ストレスマーカー（例：マロンジアルデヒド、8-ヒドロキシ-2′-デオキシグアノシン）が低下。
  • 神経行動評価において、虚血後の認知障害や運動障害が有意に改善。
  • 神経細胞死の減少および脳浮腫の軽減が確認された。
• ヒトにおける試験結果
  • 急性脳梗塞患者50名に対して分子状水素吸入治療を実施した結果、梗塞サイズの縮小と神経機能の改善が見られた。
    • 心停止後の患者での低濃度水素吸入試験でも、酸化ストレスマーカーの低下が観察された。
• 重要な制限事項
• 一部のヒト試験で軽度の副作用（下痢など）が報告されている。
• 長期の追跡データが不足しているため、長期効果についての解明が課題である。

Appendix（用語解説）

• 水素分子: H2。抗酸化作用を持ち、細胞膜を通過して血液脳関門を越えることができるとされる。
• 脳虚血: 脳への血流が一時的または恒久的に遮断される状態。
• アミロイド: 脳内に蓄積する異常なタンパク質。アルツハイマー病の原因とされる。
• タウタンパク質: 神経細胞内で見られる異常なリン酸化により、神経変性を引き起こす。

論文情報

タイトル

Molecular Hydrogen Neuroprotection in Post-Ischemic Neurodegeneration in the Form of Alzheimer’s Disease Proteinopathy: Underlying Mechanisms and Potential for Clinical Implementation-Fantasy or Reality?（脳虚血後のアルツハイマー病における水素分子の神経保護効果：基礎メカニズムと臨床応用の可能性）

引用元

Pluta, R., Januszewski, S., & Czuczwar, S. J. (2022). Molecular Hydrogen Neuroprotection in Post-Ischemic Neurodegeneration in the Form of Alzheimer’s Disease Proteinopathy: Underlying Mechanisms and Potential for Clinical Implementation-Fantasy or Reality?. International journal of molecular sciences, 23(12), 6591. https://doi.org/10.3390/ijms23126591

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