Six Hours of Hydrogen Gas Inhalation Has a Neuroprotective Effect Even in Piglets with Delayed Functional Recovery（6時間の水素吸入は機能回復が遅れた子豚においても神経保護効果を示す）

6時間の水素吸入で新生児脳損傷を軽減（ブタモデル）

2025.09.12

一言まとめ

低酸素状態に陥った新生児ブタに蘇生直後から6時間の水素吸入を行ったところ、脳波の機能的な回復は見られなかったものの、神経細胞の損傷を大幅に抑制する効果が確認された。

3分で読める詳細解説

結論

6時間の水素吸入は、脳機能の回復が遅れていても神経細胞を保護する。

研究の背景と目的

新生児の低酸素虚血性脳症は、出産時の酸素不足により脳に障害が起こる疾患で、死亡や重篤な後遺症の主要原因となっている。現在の標準治療は体温を下げる低体温療法のみだが、これだけでは全ての新生児の脳損傷を防げない。そこで本研究は、抗酸化作用を持つ水素ガス吸入が、蘇生直後の早期段階から神経保護効果を発揮するかを子豚モデルで検証することを目的とした。

研究方法

対象者: 生後24時間以内の新生児ブタ。実験条件を満たした17匹を解析対象とした。脳へのダメージが大きすぎた個体は除外されている。
介入方法:
- 低酸素性虚血状態にした後、蘇生を開始すると同時に6時間、水素を吸入させた（HI-H2群、9匹）。
- 水素濃度: 2.1%〜2.7%
- 流量: 論文内に記述なし。
- 対照群の設定: 水素を吸入させない群（HI群、8匹）を設定し、結果を比較した。
評価方法:
- 脳機能の評価: 振幅統合脳波（aEEG）を6時間継続して測定し、脳の電気活動が正常なパターンに回復するまでの時間（RT-aEEG）を評価した。
- 神経細胞の評価: 6時間後に脳組織を採取し、損傷を受けていない正常な神経細胞の数を顕微鏡で数えた。

研究結果

主要な結果
- 水素吸入群は、非吸入群と比較して、損傷していない神経細胞の数が有意に多かった（p<0.01）。
- 脳の活動が正常に回復するまでの時間（RT-aEEG）には、両群間で有意な差は見られなかった。
- 非吸入群では、脳波の回復が遅いほど神経細胞の損傷が大きいという強い負の相関が見られた（r = -0.98, p < 0.0001）。これに対し、水素吸入群ではそのような明確な相関は見られなかった（r = -0.26, p = 0.50）。
考察
- 本研究の結果から、蘇生直後からの6時間の水素吸入は、脳波で示される脳機能の回復を早める効果は確認できなかったものの、細胞レベルでは神経細胞が傷つくのを防ぐ効果があることが示された。水素吸入は、脳波の回復が遅れているような重症例においても、神経細胞を保護する可能性がある。
- 脳波の改善が見られなかった理由として、6時間という評価期間では、神経細胞は保護されていても、その機能が完全に回復して脳波に現れるまでには至らなかった可能性が考えられる。つまり、水素はまず細胞を守り、その後に時間をかけて機能の回復につながるのかもしれない。
研究の限界
- この研究の限界として、水素の抗酸化作用や抗炎症作用を直接示すような指標（バイオマーカー）が測定されていないこと、また、6時間という短時間の介入による長期的な効果（数日後や数週間後の状態）が評価されていない点が挙げられる。

Appendix（用語解説）

低酸素性虚血性脳症（HIE）: 出産時などに、一時的に脳への血液と酸素の供給が不足することによって引き起こされる脳障害のこと。
振幅統合脳波（aEEG）: 脳の電気的な活動（脳波）を長時間にわたって簡易的にモニタリングする装置。脳の活動状態を評価するために用いられる。
低体温療法: HIEのリスクがある新生児の体温を意図的に33〜34℃に数日間保つことで、脳へのダメージを軽減する標準的な治療法。
神経保護効果: 何らかの原因で神経細胞が死滅したり、損傷を受けたりするのを防ぐ効果のこと。
活性酸素種（ROS）: 呼吸によって体内に取り込まれた酸素の一部が、通常よりも活性化された状態になったもの。適量であれば生体にとって有用だが、過剰に発生すると細胞を傷つけ、様々な病気の原因となる。