Molecular hydrogen as a novel antioxidant: overview of the advantages of hydrogen for medical applications. | 新しい抗酸化物質としての分子状水素 医療用水素に関する利点の概要
Methods Enzymol. 2015;555:289-317. doi: 10.1016/bs.mie.2014.11.038. Epub 2015 Jan 21.
Molecular hydrogen as a novel antioxidant: overview of the advantages of hydrogen for medical applications.
Department of Biochemistry and Cell Biology, Institute of Development and Aging Sciences, Graduate School of Medicine, Nippon Medical School
Abstract
Molecular hydrogen (H2) was believed to be inert and nonfunctional in mammalian cells. We overturned this concept by demonstrating that H2 reacts with highly reactive oxidants such as hydroxyl radical ((•)OH) and peroxynitrite (ONOO(-)) inside cells. H2 has several advantages exhibiting marked effects for medical applications: it is mild enough neither to disturb metabolic redox reactions nor to affect signaling by reactive oxygen species. Therefore, it should have no or little adverse effects. H2 can be monitored with an H2-specific electrode or by gas chromatography. H2 rapidly diffuses into tissues and cells to exhibit efficient effects. Thus, we proposed the potential of H2 for preventive and therapeutic applications. There are several methods to ingest or consume H2: inhaling H2 gas, drinking H2-dissolved water (H2-water), injecting H2-dissolved saline (H2-saline), taking an H2 bath, or dropping H2-saline onto the eyes. Recent publications revealed that, in addition to the direct neutralization of highly reactive oxidants, H2 indirectly reduces oxidative stress by regulating the expression of various genes. Moreover, by regulating gene expression, H2 functions as an anti-inflammatory, antiallergic, and antiapoptotic molecule, and stimulates energy metabolism. In addition to growing evidence obtained by model animal experiments, extensive clinical examinations were performed or are under way. Since most drugs specifically act on their specific targets, H2 seems to differ from conventional pharmaceutical drugs. Owing to its great efficacy and lack of adverse effects, H2 has potential for clinical applications for many diseases.
Methods Enzymol. 2015;555:289-317. doi: 10.1016/bs.mie.2014.11.038. Epub 2015 Jan 21.
新しい抗酸化物質としての分子状水素
医療用水素に関する利点の概要
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＞
かつて、哺乳動物細胞にとって分子状水素（H）は不活性であり、全く機能性を持たないと信じられてきました。しかしながら私たち研究グループは、H2が細胞中のヒドロキシラジカル（・OH）やペルオキシナイトライト（ONOO-）といった非常に反応性の高い活性酸素種と反応することを証明し、その常識を塗り替えました。
水素には、医療用ガスとして大きな効果を発揮するためのいくつかの利点があります。それは代謝に必要な酸化還元反応や活性酸素種によるシグナリングに影響を与えない程度に抗酸化作用がマイルドであるという点です。そのおかげで、水素には副作用がほとんどありません。
H2はH2選択制電極またはガスクロマトグラフィーによってモニターできます。水素は速やかに組織や細胞に拡散し、効果を発揮します。また本文では、予防または治療手段としての水素の可能性を報告します。
H2を体に取り込んだり、消費したりする方法はいくつかあり、H2ガスの吸入、H2が溶けた水（H2-水）の飲用、生理食塩水に溶かしたH2（H2-生理食塩水）の注射、H2風呂に入ること、目にH2-生理食塩水を滴下することなどが挙げられます。
最近の論文によると、反応性の非常に高い活性酸素種を直接消去するだけでなく、H2はさまざまな遺伝子の発現を調節することで間接的に酸化ストレスを緩和することがわかってきました。
さらに遺伝子の発現を調節することで、抗炎症、抗アレルギー、抗アポトーシス分子として働き、さらにエネルギー代謝を活発化させるのです。
また、モデル動物によるエビデンスが積み重ねられる一方で、多くの臨床試験も実施されたり、実施中であったりします。
多くの薬は特定のターゲットに対して限られた作用を発揮しますが、H2はそれら治療薬とは異なるように思います。H2は広範囲に及ぶ効果と副作用がないという特長から、さまざまな病気に対する治療法として期待されています。
