水素のさまざまな効果

Scientific Reports volume 12、記事番号: 7231 (2022) この記事を引用

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現在、H2 の予防および治療への応用の可能性がさまざまな病気で確認されています。 しかし、H2 が健康状態に及ぼす影響は完全には解明されていません。 私たちの以前の研究では、6か月間の水素介入中の体重と13の血清生化学パラメータの変化が報告されました。 長期の水素消費の影響をより包括的に理解するために、この研究では血漿メタボロームと腸内細菌叢を調査しました。 対照群と比較して、水素豊富水 (HRW) 群と水素吸入 (HI) 群ではそれぞれ 14 個と 10 個の異なる代謝物 (DM) が同定されました。 経路強化分析により、HRW摂取は主にデンプンとスクロースの代謝に影響を及ぼし、HI群のDMは主にアルギニン生合成が強化されることが示された。 16S rRNA 遺伝子配列決定により、HRW 摂取が腸内微生物叢の構造に重大な変化を誘導する一方、HI 群では顕著な細菌群集の違いは観察されないことが示されました。 HRW 摂取は主に、ラクトバチルス、ルミノコッカス、クロストリジウム XI の存在量の大幅な増加とバクテロイデスの減少を引き起こしました。 HI は主に Blautia と Paraprevotella の存在量の減少を引き起こしました。 代謝機能は代謝ケージ分析によって測定され、HI はラットの自発的な摂取量と排泄量を減少させるが、HRW 摂取量は減少させないことが示されました。 この研究結果は、水素医学のさらなる研究のための基礎データを提供します。 微生物叢プロファイルに対する水素介入の影響を決定することは、分子状水素の生物学的影響の根底にある機構の特定にも光を当てる可能性がある。

水素 (H2) は最も小さくて軽い気体分子であり、歴史的には生物学的に不活性な分子であると考えられてきました。 1975 年の初めに、ドールらは皮膚腫瘍のマウスモデルにおける 97.5% 水素ガスの高圧治療の抗癌効果の可能性を初めて報告しました 1。 しかし、医学研究者は、オーサワらが研究するまで H2 にあまり注目していませんでした。 は、1 ～ 4% の H2 ガスを吸入すると、ヒドロキシル ラジカルとペルオキシ亜硝酸塩が選択的に中和されるため、ラットの脳虚血再灌流傷害が大幅に軽減されると報告しました。 H2 の予防および治療への応用の可能性は、虚血再灌流 (I/R) 傷害 3,4、神経変性 5,6、心血管疾患 7,8、メタボリックシンドローム 9、 10、炎症11、12、癌13、14。 細胞毒性酸素ラジカルの選択的減少 2、抗炎症効果 15、ミトコンドリア機能不全の回復 16、小胞体ストレスの調節 17 など、いくつかの生物学的メカニズムが提案されていますが、それらのどれも H2 の複数の生物学的機能を完全に説明することはできません。

哺乳類の腸内マイクロバイオームは、相互作用する膨大な数の細菌、古細菌、バクテリオファージ、真核ウイルス、真菌からなる複雑な生態系を形成しており、そのほとんどは共生微生物または共生微生物です18。 過去 10 年間で、腸内微生物叢は、宿主の免疫力の訓練、食物の消化、腸内分泌機能と神経シグナル伝達の調節、薬物の作用と代謝の修正、毒素の排除、宿主に影響を与える多数の化合物の生成において重要な役割を果たしていることが証明されてきました 19。 現時点では、水素消費と腸内微生物叢の関係に関する研究は比較的限られています。 ほとんどの研究では、水素が豊富な水（HRW）が腸の構造的完全性と酪酸生成細菌の上方制御を改善し、腸内細菌叢の障害の臨床的特徴を改善することが示されています20。 しかし、これらの研究は主に、病的状態における腸内細菌叢に対するHRW摂取の調節効果に焦点を当てており、HRWの投与が健康な動物の腸内微生物叢を調節するかどうかはほとんど不明のままである。 さらに、水素消費の別の一般的に使用される方法として、水素吸入が腸内微生物叢にも影響を与える可能性があるかどうかをさらに調査する必要があります。