水素ガス吸入時における人体内での分子水素消費量の定量的評価
Molecular hydrogen consumption in the human body during the inhalation of hydrogen gas.
要約
本研究では、低濃度水素ガス（160 ppm）吸入時における人体内の水素消費速度（H2消費率）を定量的に評価した。呼気中のH2濃度を半導体センサー付きガスクロマトグラフィーで測定し、換気方程式を用いてH2消費率を算出した結果、約0.7 μmol/min/m²（体表面積）と算出され、水素水摂取時の既報値と概ね一致した。また、結腸発酵を抑制するための絶食前処置を行わない場合、呼気中の基礎水素濃度が10 ppm以上となり、消費率の変動が大きくなることが示された。本手法はヒドロキシルラジカル産生の非侵襲的モニタリングへの応用可能性が示唆された。
メカニズム
吸入された水素ガスは体内で消費され、その消費速度は体表面積あたり約0.7 μmol/min/m²と算出された。消費の一部は結腸発酵由来の内因性H2と競合するため、絶食による前処置が測定精度に影響する。
書誌情報
- 著者
- Shimouchi A, Nose K, Mizukami T, Che DC, Shirai M
- ジャーナル
- Adv Exp Med Biol
- 発行年
- 2013
- PMID
- 23852510
- DOI
- 10.1007/978-1-4614-7411-1_42
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投与経路に関する解説
水素は空気中で **約 4%（LFL・爆発下限）から約 75%（UFL・爆発上限）** までが燃焼可能な濃度範囲とされています。高濃度水素吸入器のうち 66% 出力はこの範囲内にあり、100% 純水素出力でも装置と外気の境界面で必ず 4–75% の濃度勾配層が生じます（UFL 75% パラドックス）。設計原則上は LFL 未満（古典値 4% 以下）が想定されますが、これは閉鎖系・予混合・静止条件での値であり、開放系・動的条件である吸入環境では実証値として **10%** が文献で報告されており、実務上はこちらを上限の目安とします。66% / 100% 出力機については消費者庁事故情報データバンクに事故事例が記録されており、これらの観点から推奨されません。
安全性注意
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