褥瘡患者の栄養チューブからの水素水摂取と 水素水の正常ヒト皮膚細胞に対する復元作用（in vitro） | Hydrogen water intake via tube-feeding for patients with pressure ulcer and its reconstructive effects on normal human skin cells in vitro.
Med Gas Res. 2013 Sep 10;3(1):20.
Hydrogen water intake via tube-feeding for patients with pressure ulcer and its reconstructive effects on normal human skin cells in vitro.
Li Q, Kato S, Matsuoka D, Tanaka H, Miwa N.
Abstract
BACKGROUND:
Pressure ulcer (PU) is common in immobile elderly patients, and there are some research works to investigate a preventive and curative method, but not to find sufficient effectiveness. The aim of this study is to clarify the clinical effectiveness on wound healing in patients with PU by hydrogen-dissolved water (HW) intake via tube-feeding (TF). Furthermore, normal human dermal fibroblasts OUMS-36 and normal human epidermis-derived cell line HaCaT keratinocytes were examined in vitro to explore the mechanisms relating to whether hydrogen plays a role in wound-healing at the cellular level.
METHODS:
Twenty-two severely hospitalized elderly Japanese patients with PU were recruited in the present study, and their ages ranged from 71.0 to 101.0 (86.7 +/- 8.2) years old, 12 male and 10 female patients, all suffering from eating disorder and bedridden syndrome as the secondary results of various underlying diseases. All patients received routine care treatments for PU in combination with HW intake via TF for 600 mL per day, in place of partial moisture replenishment. On the other hand, HW was prepared with a hydrogen-bubbling apparatus which produces HW with 0.8-1.3 ppm of dissolved hydrogen concentration (DH) and -602 mV to -583 mV of oxidation-reduction potential (ORP), in contrast to reversed osmotic ultra-pure water (RW), as the reference, with DH of < 0.018 ppm and ORP of +184 mV for use in the in vitro experimental research. In in vitro experiments, OUMS-36 fibroblasts and HaCaT keratinocytes were respectively cultured in medium prepared with HW and/or RW. Immunostain was used for detecting type-I collagen reconstruction in OUMS-36 cells. And intracellular reactive oxygen species (ROS) were quantified by NBT assay, and cell viability of HaCaT cells was examined by WST-1 assay, respectively.
RESULTS:
Twenty-two patients were retrospectively divided into an effective group (EG, n = 12) and a less effective group (LG, n = 10) according to the outcomes of endpoint evaluation and the healing criteria. PU hospitalized days in EG were significantly shorter than in LG (113.3 days vs. 155.4 days, p < 0.05), and the shortening rate was approximately 28.1%. Either in EG or in LG, the reducing changes (EG: 91.4%; LG: 48.6%) of wound size represented statistically significant difference versus before HW intake (p < 0.05, p < 0.001). The in vitro data demonstrate that intracellular ROS as quantified by NBT assay was diminished by HW, but not by RW, in ultraviolet-A (UVA)-irradiated HaCaT cells. Nuclear condensation and fragmentation had occurred for UVA-irradiated HaCaT cells in RW, but scarcely occurred in HW as demonstrated by Hoechst 33342 staining. Besides, under UVA-irradiation, either the mitochondrial reducing ability of HaCaT cells or the type-I collagen construction in OUMS-36 cells deteriorated in RW-prepared culture medium, but was retained in HW-prepared culture medium as shown by WST-1 assay or immunostain, respectively.
CONCLUSIONS:
HW intake via TF was demonstrated, for severely hospitalized elderly patients with PU, to execute wound size reduction and early recovery, which potently ensue from either type-I collagen construction in dermal fibroblasts or the promoted mitochondrial reducing ability and ROS repression in epidermal keratinocytes as shown by immunostain or NBT and WST-1 assays, respectively.
Med Gas Res. 2013 Sep 10;3(1):20.
褥瘡患者の栄養チューブからの水素水摂取と
水素水の正常ヒト皮膚細胞に対する復元作用（in vitro）
＜要旨＞
背景
褥瘡（PU）は動くことができない高齢者によくみられるもので、新しい予防や治療を開発するための研究はなされているものの、十分な効果がみられるものがありません。
本研究の目的は、栄養チューブ（TF）から水素水(HW)を摂取することによって、褥瘡患者の傷を治す臨床効果があるかどうかを明らかにすることです。
さらに水素に細胞レベルで傷を癒す働きがあるかどうかのメカニズムを調べるため、in vitroで正常ヒト線維芽細胞OUMS-36と正常ヒト表皮由来角化細胞株HaCaTを用いた研究を行いました。
方法
本研究のために、重度の褥瘡入院高齢患者（日本人）22名が集められ、年齢は71.0～101.0（86.7±8.2）歳、男性12名、女性10名であり、全員が摂食障害を持ち、さまざまな持病の二次障害で寝たきりになっている人たちです。
すべての患者に対して、いつも通りの褥瘡治療を行うと同時に、水分補給の一部を栄養チューブからの水素水（1日600ml）に置き換えて摂取してもらいました。
0.8~1.3ppmの水素濃度と-602mV~-583mVの酸化還元電位を持つ水素水を作り出す水素バブリング装置を使って水素水を供給する一方で、in vitro試験では対照水として逆浸透膜を使った純水を用い、この水素濃度は0.018ppmで酸化還元電位は+184mVでした。
in vitro試験では、OUMS-36線維芽細胞とHaCaT角化細胞を、水素水あるいは純水を使った培養液でそれぞれ培養しました。OUMS-36細胞中の１型コラーゲン合成を検出するために免疫染色を用いました。また、細胞間質の活性酸素種はNBTアッセイで、HaCaTの生存能力はWST-1アッセイでそれぞれ定量しました。
結果
エンドポイントにおける評価や治癒基準などの結果を受けて、22名の患者を効果があった群（EG,n=12）とあまり効果がなかった群（LG,n=10）にそれぞれ分けました。
EGではLGに比べて有意に褥瘡による入院日数が短く（113.3日 vs 155.4日,p<0.05）、短縮比はおおよそ28.1％でした。また、EGとLGのどちらにおいても、水素水を摂取する前と比べて、褥瘡サイズが統計学的に有意差をもって減少しました（EG:91.4%,p<0.05; LG:48.6%,p<0.001）。
一方in vitroのデータによると、UVA照射HaCaT細胞間質の活性酸素量を定量（NBTアッセイ）しましたが、水素水で培養すると活性酸素は減り、純水では減りませんでした。
また、純水で培養したUVA照射HaCaT細胞では核の凝縮や分断（Hoechst33342染色法）が起こりましたが、水素水で培養した細胞にはほとんどおこりませんでした。
UVA照射下では、純水で培養するとHaCaT細胞のミトコンドリア還元能（WST-1アッセイ）やOUMS-36細胞の1型コラーゲン合成（免疫染色法）が低下しましたが、水素水で培養した場合には低下しませんでした。
結論
重度の褥瘡を患った高齢入院患者に、栄養チューブから水素水を摂取してもらうと褥瘡サイズが小さくなり、早く治ることがわかりました。そしてそれらは皮膚線維芽細胞の1型コラーゲン合成やミトコンドリア還元能、表皮角化細胞の活性酸素種抑制の結果として起こります（それらは順に免疫染色法、NTBアッセイ、WST-1アッセイで調べられました）。
＜一言＞
臨床試験の結果はなんとなくわかるけど、細胞レベルの実験結果はなんだか難しい…ような気がしますが、とりあえず水素はお肌のコラーゲン合成を低下させない！活性酸素を増やさない！ということでお肌にいいみたい…という論文です。
ただ、冒頭の褥瘡の方への臨床試験結果もすごいですよね！栄養チューブに入れて水素を摂取してもらうと、褥瘡サイズが小さくなる、治りが早くなるという報告です。アブストラクトしか読んでいないのでどうして水素水がよく効く人と効かない人が出てきたのかは不明ですが…。あと、いつも通り褥瘡治療のみを行った場合のデータがないので、水素水を加えたことによる効果がよくわからないのも残念です。
