糖尿病モデルdb/dbマウスにおいて 水素分子が肝臓中ＦＧＦ２１を産生し、 エネルギー代謝を促進させることで肥満や糖尿病を改善する | Molecular hydrogen improves obesity and diabetes by inducing hepatic FGF21 and stimulating energy metabolism in db/db mice.
Obesity (Silver Spring). 2011 Jul;19(7):1396-403. doi: 10.1038/oby.2011.6. Epub 2011 Feb 3.
Molecular hydrogen improves obesity and diabetes by inducing hepatic FGF21 and stimulating energy metabolism in db/db mice.
Kamimura N, Nishimaki K, Ohsawa I, Ohta S.
Source
Department of Biochemistry and Cell Biology, Institute of Development and Aging Sciences, Graduate School of Medicine, Nippon Medical School, Kawasaki, Kanagawa, Japan.
Abstract
Recent extensive studies have revealed that molecular hydrogen (H(2)) has great potential for improving oxidative stress-related diseases by inhaling H(2) gas, injecting saline with dissolved H(2), or drinking water with dissolved H(2) (H(2)-water); however, little is known about the dynamic movement of H(2) in a body. First, we show that hepatic glycogen accumulates H(2) after oral administration of H(2)-water, explaining why consumption of even a small amount of H(2) over a short span time efficiently improves various disease models. This finding was supported by an in vitro experiment in which glycogen solution maintained H(2). Next, we examined the benefit of ad libitum drinking H(2)-water to type 2 diabetes using db/db obesity model mice lacking the functional leptin receptor. Drinking H(2)-water reduced hepatic oxidative stress, and significantly alleviated fatty liver in db/db mice as well as high fat-diet-induced fatty liver in wild-type mice. Long-term drinking H(2)-water significantly controlled fat and body weights, despite no increase in consumption of diet and water. Moreover, drinking H(2)-water decreased levels of plasma glucose, insulin, and triglyceride, the effect of which on hyperglycemia was similar to diet restriction. To examine how drinking H(2)-water improves obesity and metabolic parameters at the molecular level, we examined gene-expression profiles, and found enhanced expression of a hepatic hormone, fibroblast growth factor 21 (FGF21), which functions to enhance fatty acid and glucose expenditure. Indeed, H(2) stimulated energy metabolism as measured by oxygen consumption. The present results suggest the potential benefit of H(2) in improving obesity, diabetes, and metabolic syndrome.
Obesity (Silver Spring). 2011 Jul;19(7):1396-403. doi: 10.1038/oby.2011.6. Epub 2011 Feb 3.
糖尿病モデルdb/dbマウスにおいて
水素分子が肝臓中ＦＧＦ２１を産生し、
エネルギー代謝を促進させることで肥満や糖尿病を改善する
日本医科大学大学院医学研究科 加齢科学系専攻細胞生物学分野
＜要旨＞
近年の研究により、水素ガスの吸入や、水素注射、水素水の飲用といった水素の摂取で、酸化ストレスが引き起こす病気を改善する可能性があることが明らかになってきました。しかしながら、水素の体内動態はほとんどわかっていません。
私たちはまず初めに、水素水を経口摂取した際に、肝臓のグリコーゲンに水素が蓄積されることで、短期間で少量の水素の投与でもさまざまな病気に有効となることを報告します。水素がグリコーゲンに蓄積されることは、水素濃度が維持されたグリコーゲン溶液を使ったin vitro研究で確認されました。
次に、レプチン受容体を持たないdb/db肥満モデルマウスに水素水を自由摂取させて、２型糖尿病に対する効果を調べました。水素水を飲むことによって、肝臓の酸化ストレスが減るとともに、db/dbマウスの脂肪肝を有意に減らすだけでなく、高脂肪食を与えたワイルドタイプのマウスの脂肪肝をも有意に減らしました。
長期間水素水を引用すると、食事量や水分摂取量が増加したにもかかわらず、体脂肪や体重がうまくコントロールされていました。さらに水素水の飲用で血清中のグルコース、インスリン、中性脂肪の値が減り、血糖値に関しても食事制限をしたのと同レベルにまで低下しました。
水素水が分子レベルでどのように肥満や代謝パラメーターを改善しているかを調べるため、私たちは遺伝子発現プロファイルを調べました。その結果、繊維芽細胞成長因子21（FGF21）という、脂肪酸やグルコースの消費を高める肝臓ホルモンの発現が高くなっていることを発見しました。
それを裏付けるように酸素消費量を測ってみたところ、水素がエネルギー代謝を高めていることが分かりました。
本研究の結果は水素が肥満や糖尿病、メタボリックシンドロームの改善に有効であることを示唆しています。
＜一言＞
この研究は水素とメタボとの関連を調べたものです。代謝をアップさせるFGF21というホルモンが水素の摂取で増えるため、メタボや肥満に効果があると報告しています。ちなみにレプチンは満腹感を与えるホルモンで、それがないdb/dbマウスは太ったり糖尿病を発症したりします。
