結論

マウスに水素と酸素の混合ガスを14日間、毎日吸わせたところ、ストレスに対する耐性が高まった。急なストレスにも長期のストレスにも効果があり、不安やうつのような行動が抗うつ薬と同程度に改善された。さらに、若い時期（思春期）に水素を吸入したマウスは、大人になってからもストレスに強いままだった。この効果には、ストレスホルモンや炎症を促す物質（炎症性サイトカイン）の抑制が関わっていると考えられる。

研究の背景と目的

うつ病や不安障害など、ストレスが引き金となる病気は世界的に増えている。ストレスそのものをなくすのは難しいため、「ストレスに負けない力（レジリエンス）」を高めることが予防の鍵とされてきた。しかし、薬に頼らず副作用も少ない方法はほとんど見つかっていなかった。

水素には炎症を抑えたり、細胞を酸化ダメージから守ったりする作用が報告されている。しかし、水素を吸うことでストレスへの耐性そのものが高まるかは調べられていなかった。本研究では、マウスに水素ガスを毎日吸わせ、ストレスへの反応がどう変わるかを行動・ホルモン・炎症の3つの面から調べた。

研究方法

オスのICRマウス（200匹以上）を用い、4つの独立した実験を実施した。

項目	内容
対象	オスICRマウス （22〜24g、各群8〜11匹）
水素吸入の条件	水素67%/酸素33%の混合ガス （電気分解方式で生成）
吸入時間	1日1時間 または 3時間 × 14日間
比較対照	・生理食塩水群 ・酸素/窒素吸入群（33% O₂ / 67% N₂） ・フルオキセチン（抗うつ薬）群
実験1	急性ストレスに対する効果
実験2	慢性マイルドストレス（28日間）に対する効果
実験3	ストレスホルモン・炎症性サイトカインへの影響
実験4	思春期の吸入が成体期に及ぼす長期効果

主な評価指標は以下の5つ。

• 尾懸垂試験（TST）：尾で吊るし、動かなくなる時間を測定。長いほど抑うつ傾向が強い
• 強制水泳試験（FST）：水中で浮いたまま動かなくなる時間を測定。長いほど抑うつ傾向が強い
• オープンフィールド試験（OFT）：広い空間で中央に滞在する時間を測定。短いほど不安が強い
• 新奇環境摂食抑制試験（NSF）：見慣れない環境で餌に近づくまでの時間を測定。長いほど不安が強い
• ショ糖嗜好試験（SPT）：甘い水をどれだけ好むかを測定。低下するとうつの指標とされる

研究の主な結果

本研究の結果から、以下の4点を取り上げる。

• ① 急性ストレスに対する抑うつ・不安様行動が軽減された
• ② 慢性ストレスによる行動変化が抑えられた
• ③ ストレスホルモンと炎症性サイトカインの上昇が抑制された
• ④ 思春期の水素吸入が成体期のストレス耐性を高めた

① 急性ストレスへの耐性が向上した

14日間の水素吸入後、急性ストレスに対する行動変化を4つの試験で評価した。

試験	生理食塩水群	水素吸入群 （3時間）	p値
FST （浮遊時間：秒）	約115	約85	p = 0.007
TST （無動時間：秒）	約115	約80	p = 0.039
OFT （中央滞在時間：秒）	約48	約68	p = 0.015
NSF （摂食潜時：秒）	約32	約19	p = 0.002

水素吸入群では、抑うつの指標（無動時間・浮遊時間）が約26〜30%短くなった。不安の指標（中央滞在時間）は約42%増え、見慣れない場所で餌に近づくまでの時間もおよそ4割短縮された。つまり、水素を吸ったマウスは落ち込みにくく、怖がりにくくなった。これらの効果は1日3時間の吸入で明確に現れ、抗うつ薬フルオキセチンと同等の結果であった。

なお、酸素/窒素の混合ガスを同条件で吸入させた対照群では効果が見られず、この改善が水素に特有のものであることが確認された。

② 慢性ストレスの悪影響が軽減された

28日間の慢性マイルドストレス（CMS）にさらしたマウスに、後半14日間にわたり水素吸入を実施した。

試験	CMS + 生食群	CMS + 水素吸入群	p値
SPT （ショ糖嗜好性：%）	約56%	約70%	p = 0.001
NSF （摂食潜時：秒）	約75	約50	p = 0.003
OFT （中央滞在時間：秒）	約42	約58	p = 0.001

慢性ストレスにさらされたマウスは、甘い水を飲まなくなり（楽しいと感じる力が落ちた状態）、不安行動も増えていた。水素吸入はこれらの悪化をいずれも抑え、その効果は抗うつ薬フルオキセチンと同程度であった。

③ ストレスホルモンと炎症が抑制された

ストレスを受けると、脳から副腎へと指令が伝わり、ストレスホルモンが分泌される（この仕組みをHPA軸という）。同時に、炎症を促す物質も増える。水素がこれらにどう影響したかを血液検査で調べた。

指標	対照群	CMS + 生食群	CMS + 水素吸入群	水素による抑制
コルチコステロン （ストレスホルモン）	約62 µg/L	約85 µg/L	約65 µg/L	p = 0.016
ACTH （副腎皮質刺激ホルモン）	約110 ng/L	約145 ng/L	約95 ng/L	p = 0.01
IL-6 （炎症性サイトカイン）	約125 pg/L	約145 pg/L	約125 pg/L	p = 0.014
TNF-α （炎症性サイトカイン）	約580 ng/L	約820 ng/L	約660 ng/L	p = 0.011

水素吸入によって、ストレスホルモン（コルチコステロン）はストレスで上がった分の約87%が抑えられ、炎症を促すTNF-αも約67%抑えられた。4つの指標すべてで、慢性ストレスによる上昇が抑えられている。つまり、水素は「ストレスで体が出す警報」と「その警報による体の炎症」の両方を同時に抑えた。

④ 思春期の吸入が成体期にも効果を残した

思春期（生後28〜42日）に水素吸入を行い、その後10日間の休止を経て、成体期（生後52日〜）に急性ストレスを与えた。

試験	無処置群 （対照）	水素吸入群 （3時間）	p値
FST （浮遊時間：秒）	約115	約85	p = 0.004
TST （無動時間：秒）	約118	約88	p = 0.003
NSF （摂食潜時：秒）	約38	約22	p = 0.001

若い時期に水素を吸っていたマウスは、10日間のブランクを経てストレスを受けても、落ち込みや不安が明らかに少なかった。水素を吸うのをやめた後も効果が残っていたことから、水素が脳の成長期にストレスに強い体質を作った可能性がある。

安全性

水素吸入による運動量の変化は認められず（オープンフィールド試験の移動回数に群間差なし）、行動面の改善が鎮静作用や運動機能への影響によるものではないことが確認された。

考察と今後の課題

本研究では、水素吸入がストレスホルモンの出すぎと炎症の両方を同時に抑えることが確認された。なぜ水素にこのような作用があるのか。先行研究では、水素が細胞の中にある「防御スイッチ」（Nrf2経路）を入れることで、酸化ダメージと炎症がお互いに悪化し合う悪循環を止める可能性が報告されている。

ただし、本研究はマウスを使った基礎研究であり、ヒトに同じ効果があるとは限らない。使用された水素濃度（67%）は高濃度で、ヒトで同じ条件を再現できるかも今後の課題である。若い時期の吸入が大人になってからも効果を残す仕組みについても、さらなる研究が必要である。

すいかつねっと編集部の感想

本研究は、水素吸入が「ストレスに対する耐性（レジリエンス）」を高めるという、メンタルヘルス分野における新たな可能性を示した動物実験です。急性・慢性ストレスの両方に対して効果を示し、しかも抗うつ薬フルオキセチンと同等の結果が得られた点は注目に値します。

特に興味深いのは、思春期の水素吸入が成体期のストレス耐性にまで好影響を及ぼしたという結果です。水素が脳の発達期に何らかの保護的な変化をもたらす可能性を示唆しており、今後の研究の進展が期待されます。

ただし、動物実験の結果がそのままヒトに当てはまるわけではありません。ヒトを対象とした研究では、就寝前の水素吸入が睡眠の質と抑うつ気分を改善したRCTも報告されています。また水素吸入が脳と自律神経に作用することを確認した研究など、メンタルヘルス分野での水素研究は少しずつ広がりを見せています。水素吸入を試される場合は、必ず主治医にご相談ください。

用語解説

用語	解説
レジリエンス	ストレスに対する回復力・耐性のこと。ストレスを受けても心身のバランスを保ち、適応する能力を指す
HPA軸（視床下部-下垂体-副腎系）	ストレスを受けたときに体が反応する仕組み。脳の視床下部→下垂体→副腎の順にホルモンが分泌され、ストレスに対処する
コルチコステロン	マウスの主要なストレスホルモン（ヒトではコルチゾールに相当）。ストレスを受けると血中濃度が上昇する
ACTH（副腎皮質刺激ホルモン）	下垂体から分泌されるホルモンで、副腎に「ストレスホルモンを出せ」と指令を送る役割を持つ
炎症性サイトカイン（IL-6、TNF-α）	免疫細胞が産生するタンパク質で、炎症反応を促進する。慢性的なストレスで上昇し、うつ病との関連が指摘されている
慢性マイルドストレス（CMS）	拘束・寒冷・明暗逆転などの軽度なストレスを28日間にわたり不規則に与える実験手法。ヒトのうつ病に近い状態を再現する
フルオキセチン	選択的セロトニン再取り込み阻害薬（SSRI）に分類される抗うつ薬。本研究では水素の効果と比較する基準として使用された
Nrf2経路	細胞内の抗酸化防御を統括する転写因子の経路。水素がこの経路を活性化することで酸化ストレスを軽減すると考えられている
ショ糖嗜好試験（SPT）	甘い水と普通の水を選ばせ、甘い水の摂取割合を測定する試験。うつ状態では快感が失われ、甘い水への嗜好が低下する

論文情報

論文タイトル

Molecular hydrogen increases resilience to stress in mice（水素分子がマウスのストレス耐性を向上させる）

引用元

Gao, Q., Song, H., Wang, X. T., Liang, Y., Xi, Y. J., Gao, Y., Guo, Q. J., LeBaron, T., Luo, Y. X., Li, S. C., Yin, X., Shi, H. S., & Ma, Y. X. (2017). Molecular hydrogen increases resilience to stress in mice. Scientific Reports, 7, 9625. https://doi.org/10.1038/s41598-017-10362-6