アルツハイマー病における水素の役割

2025.04.09

一言まとめ

アルツハイマー病(AD)に対する水素分子の効果を検討した研究では、抗酸化作用や抗炎症作用を通じて神経保護効果を示し、認知機能障害の改善や神経細胞数の維持、寿命延長などの効果が確認されている。

3分で読める詳細解説

結論

水素療法はADにおいて抗酸化、抗炎症、抗アポトーシス作用を通じて神経保護効果を発揮する。

研究の背景と目的

アルツハイマー病（AD）は高齢者に多い神経変性疾患であり、記憶や認知機能の低下を引き起こす。現在、有効な治療法が確立されておらず、副作用の少ない新たな治療法が求められている。水素は最近注目されている抗酸化および抗炎症作用を持つ医療用ガスであり、神経疾患におけるその効果とメカニズムを明らかにすることが本研究の目的である。

研究方法

本論文は水素分子のADへの効果に関する複数の実験研究をレビューしたものである。

対象者
- AD動物モデル（APP/PS1トランスジェニックマウス、DAL101トランスジェニックマウス、SAMP8マウス、拘束ストレス誘発性認知症モデルマウス、Aβ誘発性ADラットモデル）
- 一部臨床研究（アポリポ蛋白E4遺伝子型保有者に対する研究）
介入方法
- 水素水摂取（濃度、量、頻度などは各研究により異なり、詳細な記載なし）
- 水素豊富生理食塩水投与（濃度、量、頻度などは各研究により異なり、詳細な記載なし）
- 水素ガス吸入（濃度は安全性を考慮し4%以下）
評価方法
- 認知機能・学習記憶能力の評価
- 海馬神経新生の評価
- 酸化ストレスマーカー（マロンジアルデヒド、4-ヒドロキシ-2-ノネナールなど）
- 炎症性サイトカイン（インターロイキン-6、TNF-αなど）の評価
- 長期増強（LTP）の測定
- 細胞生存率の評価
- 神経細胞数の計測

研究結果

主な結果
- 水素水摂取により、拘束ストレス誘発性認知機能低下が抑制され、海馬歯状回での神経前駆細胞の増殖が維持された。
- 水素豊富生理食塩水投与によって、Aβ誘発性の学習記憶障害および長期増強（LTP）阻害が著しく改善した。
- 水素治療はJNK（c-Jun NH2-末端キナーゼ）およびNF-κBの活性化を抑制することで保護効果を示した。
- 30日間の水素水摂取により、SAMP8マウスの加齢関連学習能力および記憶障害が改善した。
- 18週間の水素水摂取により、SAMP8マウスの海馬神経細胞減少が緩和された。
- 臨床研究において、水素はアポリポ蛋白E4遺伝子型保有者の認知機能を著しく改善した（具体的な数値の記載なし）。
- 水素豊富水はAMPK-Sirt1-FoxO3aシグナル伝達経路を刺激し、抗酸化ストレス作用、ミトコンドリア障害の減少、神経保護効果を示した。
- 女性ADトランスジェニックマウスでは、水素豊富水が脳内エストロゲンレベル、エストロゲン受容体β、脳由来神経栄養因子（BDNF）の発現低下を抑制し、認知機能を改善した。
- 女性ADマウスでは、炎症反応と酸化ストレスの抑制が男性マウスよりも顕著であった。
考察と限界
- 論文では水素投与の具体的な方法（濃度、量、頻度など）に関する詳細な記載が不足している。
- 各研究結果の具体的な数値データが示されていない。
- 臨床研究のサンプルサイズや詳細な方法について記載が少ない。

Appendix（用語解説）

アミロイドβ(Aβ): アルツハイマー病で脳内に蓄積する異常タンパク質で、神経細胞に毒性を示す。
タウタンパク質: 神経細胞内のタンパク質で、過剰にリン酸化されると神経原線維変化を形成し、神経細胞の機能障害を引き起こす。
酸化ストレス: 活性酸素種が過剰に産生され、細胞の抗酸化能力を超えた状態。細胞膜や遺伝子など細胞成分の損傷を引き起こす。
JNK（c-Jun NH2-末端キナーゼ）: 細胞のストレス応答を調節する酵素で、アポトーシス（細胞死）のシグナル伝達に関与する。
NF-κB: 炎症反応やアポトーシスなど様々な細胞反応を調節する転写因子。
長期増強（LTP）: 神経細胞間の結合強度が長期間増強される現象で、学習や記憶の基盤となる。
AMPK-Sirt1-FoxO3aシグナル伝達経路: エネルギー代謝や細胞生存などを調節する重要な細胞内シグナル伝達経路。
BDNF（脳由来神経栄養因子）: 神経細胞の生存、分化、シナプス可塑性を支援する成長因子。

論文情報

タイトル

The role of hydrogen in Alzheimer’s disease（アルツハイマー病における水素の役割）

引用元

Tan, X., Shen, F., Dong, W. L., Yang, Y., & Chen, G. (2019). The role of hydrogen in Alzheimer’s disease. Medical gas research, 8(4), 176–180. https://doi.org/10.4103/2045-9912.248270