Attenuation of cigarette smoke-induced airway mucus production by hydrogen-rich saline in rats. | ラットに水素を豊富に含んだ生理食塩水を与えると、 喫煙による気道粘液の過剰産生を抑える
PLoS One. 2013 Dec 20;8(12):e83429. doi: 10.1371/journal.pone.0083429.
Attenuation of cigarette smoke-induced airway mucus production by hydrogen-rich saline in rats.
Department of Respiratory Medicine, Changhai Hospital, the Second Military Medical University, Shanghai, China.
Abstract
BACKGROUND:
Over-production of mucus is an important pathophysiological feature in chronic airway disease such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and asthma. Cigarette smoking (CS) is the leading cause of COPD. Oxidative stress plays a key role in CS-induced airway abnormal mucus production. Hydrogen protected cells and tissues against oxidative damage by scavenging hydroxyl radicals. In the present study we investigated the effect of hydrogen on CS-induced mucus production in rats.
METHODS:
Male Sprague-Dawley rats were divided into four groups: sham control, CS group, hydrogen-rich saline pretreatment group and hydrogen-rich saline control group. Lung morphology and tissue biochemical changes were determined by immunohistochemistry, Alcian Blue/periodic acid-Schiff staining, TUNEL, western blot and realtime RT-PCR.
RESULTS:
Hydrogen-rich saline pretreatment attenuated CS-induced mucus accumulation in the bronchiolar lumen, goblet cell hyperplasia, muc5ac over-expression and abnormal cell apoptosis in the airway epithelium as well as malondialdehyde increase in the BALF. The phosphorylation of EGFR at Tyr1068 and Nrf2 up-regulation expression in the rat lungs challenged by CS exposure were also abrogated by hydrogen-rich saline.
CONCLUSION:
Hydrogen-rich saline pretreatment ameliorated CS-induced airway mucus production and airway epithelium damage in rats. The protective role of hydrogen on CS-exposed rat lungs was achieved at least partly by its free radical scavenging ability. This is the first report to demonstrate that intraperitoneal administration of hydrogen-rich saline protected rat airways against CS damage and it could be promising in treating abnormal airway mucus production in COPD.
PLoS One. 2013 Dec 20;8(12):e83429. doi: 10.1371/journal.pone.0083429.
ラットに水素を豊富に含んだ生理食塩水を与えると、
喫煙による気道粘液の過剰産生を抑える
上海第二軍大学 上海病院 呼吸器内科
＜要旨＞
背景
ＣＯＰＤや気管支ぜんそくといった慢性気道疾患では、粘液の過剰産生がみられます。喫煙はＣＯＰＤの原因であり、喫煙による酸化ストレスは気道粘液の異常分泌の重要なファクターとなっています。
一方、水素はヒドロキシラジカルを消去することにより、酸化ストレスから細胞や組織を守ります。そこで、私たちは喫煙により粘液を過剰産生するラットを使って、水素の効果を調べました。
方法
ＳＤ雄ラットを4グループに分けました。
・非喫煙／水素生理食塩水非投与グループ
・喫煙／水素生理食塩水非投与グループ
・喫煙／水素生理食塩水投与グループ
・非喫煙／水素生理食塩水投与グループ
肺の構造と組織の生化学変化は免疫染色、アルシアンブルー／ＰＡＳ染色、ＴＵＮＥＬ染色、ウェスタンブロット法、リアルタイムＰＣＲ法で調べました。
結果
事前に水素生理食塩水を与えた場合、喫煙により惹起される細気管支腔の粘液蓄積、杯細胞過形成、muc5acの過剰発現、気道上皮細胞のアポトーシス異常に加え、気管支肺胞洗浄液（BALF）のマロンジアルデヒド増加（過酸化物質の増加）を抑えました。
また、喫煙によりラット肺にTyr1068 位のEGFRリン酸化とNrf2アップレギュレーションがおこりますが、水素生理食塩水を事前投与するとそれらが抑えられました。
結論
ラットに水素生理食塩水を事前に投与すると、喫煙で誘発される分泌液産生と気道表皮のダメージが抑えられます。この喫煙ラットに対する水素の保護効果は、水素が持つフリーラジカル消去能で一部説明がつくと考えられます。
本研究は、ラットに水素生理食塩水を腹腔内投与することにより、喫煙の害から気道を守ることを証明した初めての論文です。ＣＯＰＤ患者の気道粘液の異常産生に対する治療に将来有望なのではないかと考えられます。
一言
呼吸器系がもともと弱い家系なので咳やたんの苦しさはよくわかりますが、咳やたん、息切れなどを引き起こす肺の生活習慣病「ＣＯＰＤ」に水素が効果的かもしれないとする論文がでています。喫煙すると、たんを分泌する細胞の異常増殖やたんの過剰産生が起こりますが、水素を投与すると抑えられるそうです。
要旨上では、たん（粘液）の主成分ムチンのうち“muc5ac”の過剰産生を抑えたとなっていますが、muc5acを調べてみると胃粘膜に局在しているようです…。muc5acは気管の細胞からも分泌されるのでしょうか？勉強不足でそこまではわかりませんでした。
