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結論
水素吸入は運動による酸化ストレスと炎症を抑え、肺損傷を軽減する。
研究の背景と目的
激しい運動は、体内で過剰な「活性酸素」を生み出し、「酸化ストレス」や炎症を引き起こす。これが積み重なると、肺の機能低下など「運動誘発性肺損傷」につながる懸念がある。近年、水素分子が持つ抗酸化・抗炎症作用が注目されているが、運動によるダメージに対する効果はまだよく分かっていなかった。そこで本研究は、アスリートを対象に、運動後の水素吸入が身体のストレス反応をどれだけ和らげることができるか、特に酸化ストレスと炎症に着目して検証することを目的とした。
研究方法
- 対象者: 15歳から27歳の健康なアスリート31名 。陸上競技、サイクリング、重量挙げなどのトレーニングを3年以上継続している男女 。水泳選手は対象外とした。
- 介入方法: 対象者を3つのグループに分けた。
- 水素吸入群 (8名): 運動直後に20分間、水素を吸入。
- 水素濃度: 66.7%（酸素33.3%との混合ガス）
- 流量: 3 L/min
- 評価タイミング: 介入は冬季トレーニング開始前の運動テスト直後に1回実施。血液検査などの評価は、その介入前後と、冬季トレーニング期間が終了した後の計2回行われた。
- 赤外線ブランケット群 (9名): 運動直後に20分間、赤外線ブランケットを使用。
- 対照群 (14名): 運動後は特別な介入を行わず、自然に回復。
- 評価方法: 冬季トレーニングの前後で血液検査を行い、酸化ストレス、炎症、血液の状態、筋肉のダメージなどを示す様々な指標を測定・比較した。
研究結果
- 酸化ストレスの軽減: 水素吸入群は、対照群に比べて、体の抗酸化力を示すT-AOCとSODのレベルが有意に高く、酸化ダメージの指標であるMDAのレベルが有意に低かった（P<0.05）。この効果は冬季トレーニング後も持続した。
- 炎症の抑制: 水素吸入群では、トレーニング後において、炎症を示すWBC（白血球数）が対照群より有意に低かった。
- 血液の安定性維持: 冬季トレーニング後、赤外線ブランケット群ではRBC（赤血球数）、HB（ヘモグロビン）、HCT（ヘマトクリット）が減少したが、水素吸入群ではこれらの数値が安定して維持された。これは、酸素を運ぶ能力が保たれたことを示唆する。
- 考察: これらの結果から、水素吸入は運動によって引き起こされる体内の酸化ストレスや炎症反応を効果的に抑制することが示された。特に、赤血球の状態を安定させることで、高強度のトレーニング中も酸素運搬能力を維持し、アスリートのパフォーマンス保護に貢献する可能性がある。
- 研究の限界: 本研究は対象者の数が少なく、期間も短いため、結果を一般化するにはさらなる大規模な研究が必要である。また、肺機能への直接的な影響は測定されておらず、性別による差も考慮されていない点が今後の課題として挙げられる。
Appendix（用語解説）
- 酸化ストレス: 体内で「活性酸素」が過剰に発生し、細胞を傷つけてしまう状態のこと 。老化や様々な病気の原因になると考えられている。
- T-AOC (総抗酸化能): 体が酸化ストレスに対抗する総合的な力のこと 。数値が高いほど、抗酸化力が強いことを示す。
- SOD (スーパーオキシドジスムターゼ): 活性酸素の中でも特に強力なものを無害化する働きを持つ、体内の重要な抗酸化酵素の一つ 。
- MDA (マロンジアルデヒド): 細胞膜が酸化ストレスによってダメージを受けた際に生成される物質 。酸化ストレスの指標として用いられる。
- WBC (白血球数): 血液中の白血球の数 。体内に炎症や感染が起こると増加するため、炎症の指標となる。
- CRP (C反応性タンパク): 体内で炎症が起きると肝臓で作られ、血液中に増えるタンパク質 。WBCと同様に炎症の指標として広く用いられる。
- RBC (赤血球数)・ヘモグロビン(HB)・ヘマトクリット(HCT): いずれも血液中の赤血球に関連する指標で、全身に酸素を運ぶ能力を示す 。貧血の診断などに用いられる。
- CK (クレアチンキナーゼ): 主に筋肉に存在する酵素 。激しい運動などで筋肉がダメージを受けると血液中に漏れ出し、数値が上昇する。
論文情報
タイトル
Alleviation of exercise-induced injury by hydrogen inhalation via the reduction of oxidative stress and inflammation in athletes（アスリートにおける酸化ストレスと炎症の低減を介した水素吸入による運動誘発性傷害の緩和）
引用元
Zhang, X., Lu, X., Li, F., Gu, H., Cheng, X., Tang, J., Zhang, X., Jiang, J., Feng, L., & Li, X. (2025). Alleviation of exercise-induced injury by hydrogen inhalation via the reduction of oxidative stress and inflammation in athletes. Journal of thoracic disease, 17(8), 6151–6162. https://doi.org/10.21037/jtd-2025-1278
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