水素水摂取および断続的な水素吸入はパーキンソン病を防ぐ

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結論

水素水飲用や間欠的な水素吸入は、パーキンソン病モデルラットにおいて、運動障害の進行を抑制する効果がある。

研究の背景と目的

従来の研究で、水素水摂取がパーキンソン病モデルラットの症状を抑制することが報告されている。本研究では、同様に水素を体内に取り込む方法として「ラクチュロースによる腸内水素産生」や「連続・断続的な水素吸入」がパーキンソン病モデルにどの程度有効かを比較し、水素の投与法による効果の違いを検証することを目的とした。

研究方法

• 対象者（ヒトでの呼気水素測定）
  • 健常者28名、パーキンソン病患者37名
  • 健常者には200mlの水素水、または6gのラクチュロースを含む水を摂取させ、呼気中の水素濃度を一定時間測定
  • パーキンソン病患者には6gのラクチュロースを含む水を摂取させ、呼気中の水素濃度を測定
• ラットでの実験
  • 呼気中水素測定：9匹にラクチュロース（1.3g/kg）を胃管投与し、トリアージした気管ガス中の水素濃度を時間ごとに測定
  • パーキンソン病モデル作製：6-OHDAをラット右線条体に注入
  • 5群に分けて4週間投与または曝露
    1. 対照群：通常の水のみ
    2. 水素水群：水素水を自由摂取（ad libitum）
    3. ラクチュロース群：3.0g/kg/day相当のラクチュロースを溶かした水を自由摂取
    4. 連続水素吸入群：2%水素ガスを24時間連続で吸入
    5. 断続的水素吸入群：1時間サイクルで15分間の2%水素ガス吸入＋45分間の通常空気吸入を繰り返し
  • 効果判定：メタンフェタミン投与後の回転行動回数、および黒質のチロシン水酸化酵素陽性細胞数を評価

研究結果

• 呼気中水素（ヒト実験）
  • 健常者が200mlの水素水を飲むと、呼気水素は平均8.6ppmから32.6ppmに上昇（約10分後）。
  • ラクチュロース6g摂取後は、健常者で呼気水素が一方向的に上昇するケースが多かったが、パーキンソン病患者では上昇の仕方がまばらで、上昇幅も健常者の約半分にとどまった。
• 呼気中水素（ラット実験）
  • ラクチュロース1.3g/kgを投与したラットでは、約1.5時間後から呼気水素が上昇し始め、6時間後に124.5ppm付近に達した。
  • パーキンソン病モデルラットでの効果
  • ラクチュロース：運動障害（回転行動）の軽減効果はごくわずかで統計的有意差なし。黒質のドパミン神経細胞数も回復せず。
  • 連続的水素吸入：効果はわずかで有意差なし。
  • 水素水：明確な神経保護効果が確認され、回転行動回数も大きく抑制。
  • 断続的水素吸入：群内に個体差はあるが、6匹中4匹で明らかな改善効果を示し、有意に症状を抑制。
• 研究の限界
  • ラットの各群ごとの個体数が多くはなく、結果にばらつきがある可能性が指摘されている。

Appendix（用語解説）

• 6-OHDA（6-ヒドロキシドパミン）：ドーパミン作動性神経を破壊する物質。脳内に注入することでパーキンソン病様のモデルを作製する。
• パーキンソン病（PD）：中脳の黒質ドパミン神経細胞が変性・脱落することで、運動機能障害や振戦などが起こる神経変性疾患。
• ラクチュロース：フルクトースとガラクトースからなる合成二糖。腸内細菌によって分解され、水素が発生する。
• 回転行動（ローテーション）：半球片側病変を持つパーキンソン病モデルラットに特異的に生じる行動で、症状評価に用いられる。

論文情報

タイトル

Drinking hydrogen water and intermittent hydrogen gas exposure, but not lactulose or continuous hydrogen gas exposure, prevent 6-hydorxydopamine-induced Parkinson’s disease in rats（水素水摂取および断続的な水素吸入は6-ヒドロキシドパミン誘発パーキンソン病を防ぐが、ラクチュロース摂取および連続的水素吸入では効果が限定的である：ラットを用いた研究）

引用元

Ito, M., Hirayama, M., Yamai, K., Goto, S., Ito, M., Ichihara, M., & Ohno, K. (2012). Drinking hydrogen water and intermittent hydrogen gas exposure, but not lactulose or continuous hydrogen gas exposure, prevent 6-hydorxydopamine-induced Parkinson’s disease in rats. Medical gas research, 2(1), 15. https://doi.org/10.1186/2045-9912-2-15

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