Hydrogen-rich water protects against ischemic brain injury in rats by regulating calcium buffering proteins. | 高濃度水素水はカルシウム結合タンパク質の調節を介して、 ラット虚血性脳障害に対する保護作用を示す
Brain Res. 2015 Apr 25. pii: S0006-8993(15)00334-0. doi: 10.1016/j.brainres.2015.04.038. [Epub ahead of print]
Hydrogen-rich water protects against ischemic brain injury in rats by regulating calcium buffering proteins.
Department of Neurology, Liyuan Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology
Abstract
Hydrogen-rich water (HRW) has anti-oxidant activities, and it exerts neuroprotective effects during ischemia-reperfusion brain injury. Parvalbumin and hippocalcin are two calcium buffering proteins, which are involved in neuronal differentiation, maturation and apoptosis. The aim of this study was to investigate whether HRW could moderate parvalbumin and hippocalcin expression during ischemic brain injury and glutamate toxicity-induced neuronal cell death. Focal brain ischemia was induced in male Sprague-Dawley rats by middle cerebral artery occlusion (MCAO). Rats were treated with H2O or HRW (6ml/kg per rat) before and after MCAO, and cerebral cortical tissues were collected 1, 7 and 14 days after MCAO. Based on our results, HRW treatment was able to reduce brain infarct volume and improve neurological function following ischemic brain injury. In addition, HRW prevented the ischemia-induced reduction of parvalbumin and hippocalcin levels in vivo and also reduced the glutamate toxicity-induced death of neurons, including the dose-dependent reduction of glutamate toxicity-associated proteins in vitro. Moreover, HRW attenuated the glutamate toxicity-induced elevate in intracellular Ca2+ levels. All these results suggest that HRW could protect against ischemic brain injury and that the maintenance of parvalbumin and hippocalcin levels by HRW during ischemic brain injury might contribute to the neuroprotective effects against neuron damage.
Brain Res. 2015 Apr 25. pii: S0006-8993(15)00334-0. doi: 10.1016/j.brainres.2015.04.038. [Epub ahead of print]
高濃度水素水はカルシウム結合タンパク質の調節を介して、
ラット虚血性脳障害に対する保護作用を示す
華中科技大学同済医学院附属梨園医院 神経科
＜要旨＞
高濃度水素水（HRW）は抗酸化活性を有し、虚血再灌流脳障害に対して神経保護作用を発揮します。パルブアルブミンやヒポカルシンはカルシウム濃度を一定に保つタンパク質であり、神経の分化や成熟、アポトーシスに関与しています。
本研究は、HRWが脳虚血再灌流時のパルブアルブミンやヒポカルシンの発現とグルタミン神経毒性による神経細胞死を調節することができるかどうかを調べるために行いました。
雄SDラットに対して中大脳動脈閉塞（MCAO）を行い、局所性脳虚血を引き起こしました。ラットはMCAO処置前後に水またはHRW（6mL/kgBW）を与え、MCAO処置後1、7、14日目に大脳皮質を採取しました。
その結果、HRWを投与した場合、脳梗塞部位が減少し、脳虚血障害後の神経機能を改善することがわかりました。さらにin vivoにてHRWは虚血後のパルブアルブミンとヒポカルシンの減少を防ぎました。またin vitroにおいてグルタミン神経毒性関連タンパク質を用量依存的に減少させることによって、グルタミン酸神経毒性を減少させました。さらにHRWはグルタミンによる細胞内Ca2＋値の上昇を抑えることが分かりました。
以上の結果から、HRWは虚血性脳障害に対して保護作用を発揮することが強く示唆されます。そして虚血性脳障害時にパルブアルブミンやヒポカルシンがHRWによって減少しないことで、神経障害の保護に役立っているのではないかと考えられます。
＜一言＞
この論文は水素が神経保護作用を示すメカニズムについて調べています。検証の方法は2つあるのですが、どちらにしてもカルシウムの関与があるみたいですね。こんなことを言ったら怒られるかも知れませんが、ここで明らかになったメカニズムはまだ下流のほうなんじゃないかと。もっと上流に作用していて、その結果が虚血再灌流時のカルシウム結合タンパクの維持なんじゃないかな～なんて思います。どうなんですかね。
