水素吸入が血圧と炎症を軽減—肺高血圧症モデルでの画期的発見

2023年、Kuropatkina教授率いる研究チームは、スポーツや健康科学の分野で注目される研究結果を発表しました。この研究は、肺高血圧症モデルラットを用いて、水素吸入が血圧や炎症に与える効果を検証したものです。その結果、水素吸入が血圧を低下させ、肺組織の線維化や炎症を軽減する可能性が示唆されました。

研究の背景

近年、水素の抗酸化作用や抗炎症効果が注目されており、心血管系の病態改善に役立つ可能性が示されています。特に、酸化ストレスや炎症が進行性の肺高血圧症に及ぼす悪影響に対して、水素がどのように作用するのかは重要な研究課題です。

研究の目的

本研究の目的は、モノクロタリン誘発性肺高血圧症モデルラットにおいて、水素吸入が血圧、肺組織の炎症、および線維化に与える影響を評価することです。

実験方法

研究には、生後2カ月の雄ラット24匹が用いられ、以下の3グループに分けられました：

1. 対照群（60%エタノールのみ投与）
2. モノクロタリン投与群（肺高血圧を誘発）
3. モノクロタリン＋水素吸入群（モノクロタリン投与後に4%水素吸入）

水素吸入は、1日3時間、21日間行われました。主要な評価項目は以下の通りです：

• 血行動態パラメータ：平均血圧（MAP）と右心室収縮期圧（RVSP）
• 形態計測：右心室（RV）肥大と肺質量の測定
• 組織学的評価：肺組織の線維化、炎症性細胞の増加、およびTGF-βやトリプターゼの発現

主な研究結果

1. 血行動態
   • 水素吸入群では、対照群およびモノクロタリン投与群に比べてMAPが有意に低下しました。
   • RVSPはモノクロタリン投与群で上昇しましたが、水素吸入による改善は見られませんでした。
2. 組織学的変化
   • モノクロタリン投与群では、肺組織の線維化や炎症細胞の増加が顕著でした。
   • 水素吸入群では、TGF-β陽性細胞の減少およびトリプターゼ発現の低下が認められました。
3. 肺の炎症軽減
   • 水素吸入群では、肺組織の炎症が有意に軽減されました。

考察

この研究は、水素吸入が肺高血圧症モデルラットにおいて、特に血圧の低下と肺の炎症軽減に有効であることを示唆しています。RVSPや右心室肥大に対する直接的な効果は見られませんでしたが、線維化や炎症の抑制は病態の進行を遅らせる重要な要素と考えられます。

今後の課題

サンプルサイズが小さいことや、雄ラットのみを対象にしている点が本研究の限界として挙げられます。今後は雌ラットや他の動物モデルを用いた研究、さらには臨床試験が必要です。

用語解説

• モノクロタリン: 肺高血圧を誘発するアルカロイド。
• 肺高血圧症: 肺動脈圧が異常に上昇し、肺血管の炎症や線維化を伴う病態。
• TGF-β: 線維化を促進するサイトカイン。
• トリプターゼ: マスト細胞から放出される酵素で、炎症や組織リモデリングに関与。

水素吸入がスポーツ医学や呼吸器疾患の治療に新たな選択肢を提供する可能性があります。この画期的な研究成果により、将来的な応用が期待されます。

参考文献

Hydrogen Inhalation Reduces Lung Inflammation and Blood Pressure in the Experimental Model of Pulmonary Hypertension in Rats