Simultaneous oral and inhalational intake of molecular hydrogen additively suppresses signaling pathways in rodents. | 分子状水素の経口・吸入同時投与は 齧歯目のシグナル経路を相加的に抑制する
Mol Cell Biochem. 2015 Feb 24.
Simultaneous oral and inhalational intake of molecular hydrogen additively suppresses signaling pathways in rodents.
Department of Biomedical Sciences, College of Life and Health Sciences, Chubu University
Abstract
Molecular hydrogen (H2) is an agent with potential applications in oxidative stress-related and/or inflammatory disorders. H2 is usually administered by inhaling H2-containing air (HCA) or by oral intake of H2-rich water (HRW). Despite mounting evidence, the molecular mechanism underlying the therapeutic effects and the optimal method of H2 administration remain unclear. Here, we investigated whether H2 affects signaling pathways and gene expression in a dosage- or dose regimen-dependent manner. We first examined the H2 concentrations in blood and organs after its administration and found that oral intake of HRW rapidly but transiently increased H2 concentrations in the liver and atrial blood, while H2 concentrations in arterial blood and the kidney were one-tenth of those in the liver and atrial blood. In contrast, inhalation of HCA increased H2 equally in both atrial and arterial blood. We next examined whether H2 alters gene expression in normal mouse livers using DNA microarray analysis after administration of HCA and HRW. Ingenuity Pathway Analysis revealed that H2 suppressed the expression of nuclear factor-kappa B (NF-κB)-regulated genes. Western blot analysis showed that H2 attenuated ERK, p38 MAPK, and NF-κB signaling in mouse livers. Finally, we evaluated whether the changes in gene expression were influenced by the route of H2 administration and found that the combination of both HRW and HCA had the most potent effects on signaling pathways and gene expression in systemic organs, suggesting that H2 may act not only through a dose-dependent mechanism but also through a complex molecular network.
Mol Cell Biochem. 2015 Feb 24.
分子状水素の経口・吸入同時投与は
齧歯目のシグナル経路を相加的に抑制する
中部大学 生命健康科学部生命医科学科
＜要旨＞
分子状水素（H2）は酸化ストレス関連した病気、あるいは炎症性疾患への臨床応用が期待される物質です。H2は通常H2を含んだ空気（HCA）を吸入したり、高濃度H2水（HRW）を経口摂取したりすることによって投与されます。
しかしながら水素のエビデンスが積み重ねられる一方で、その治療効果の分子メカニズムや理想的なH2の投与方法がいまだに明らかになっていません。そこで私たちは、H2が用量あるいは用法の違いによってシグナル経路や遺伝子発現に影響を与えるかどうかを調べました。
私たちはまず水素投与後の血中および組織のH2濃度を測定し、HRWの経口摂取により肝臓と動脈血の水素濃度が一瞬だけ急激に上昇することを確認しました。一方HCAの吸入は動脈・静脈血ともにH2が増加しました。
次に私たちはHCAとHRWの投与した後に、水素がマウスの肝臓の遺伝子発現を変えるかどうかをDNAマイクロアレイ分析法で調べました。なお、IPA（インジェニュイティー パスウェイ アナリシス）によって、NF-kB制御遺伝子の発現が抑えられたことが分かりました。また、ウエスタンブロット分析でH2はマウス肝臓中のERK、p38、MAPK、NF-kBシグナルを弱めることが分かりました。
最後に私たちはH2の投与方法によって遺伝子発現の変化に影響を与えるかどうかを評価しました。その結果、HRWとHCAの両方を投与した場合に臓器中のシグナル経路と遺伝子発現に最も影響を与えることがわかりました。このことは、H2は用量依存的なメカニズムだけでなく、複雑な分子ネットワークを介したメカニズムも持ち合わせることを示唆しています。
＜一言＞
私の訳が悪いから、何やらくどくどと書いてあるな…と思われるかもしれませんが、話は単純。水素を摂取するなら、水素水として飲むことに加えて、水素を吸入したほうが体にいいかも…という話です。
どうやら水素を吸入した場合に体に与える作用メカニズムと、水素を水に溶かして飲んだ場合の作用メカニズムが違うので、違う経路から水素を取り入れたほうがいいという話みたいなんですね。同じ成分なのに働き方が違うなんて不思議だな、へ～って思うだけでいいかもしれません。
