心臓手術後の腎障害に対する分子状水素の保護効果：豚モデルを用いた検討
Molecular hydrogen: prospective treatment strategy of kidney damage after cardiac surgery.
動物実験
吸入
有効
4%
要約
心臓手術後急性腎障害は酸化ストレスを主因とする術後合併症である。本研究では、心臓移植を模した豚の体外循環モデルにおいて、4%水素ガス吸入（麻酔中および体外循環中の血液酸素化時）が腎機能に与える影響を検討した。血漿クレアチニン・尿素・リン値は手術後に上昇したが、水素投与群ではいずれも対照レベルへの正常化が認められた。腎組織のウエスタンブロット解析では、Nrf2/Keap1経路の活性化およびSOD1タンパク質発現の増加が水素投与群で確認された。
メカニズム
水素ガス吸入がNrf2/Keap1シグナル経路を活性化し、SOD1発現を増加させることで酸化ストレスを軽減し、腎組織を保護すると考えられる。
書誌情報
- 著者
- Kalocayova B, Kura B, Vlkovicova J, Snurikova D, Vrbjar N, Frimmel K ほか
- ジャーナル
- Can J Physiol Pharmacol
- 発行年
- 2023 (2023-10-01)
- PMID
- 37463517
- DOI
- 10.1139/cjpp-2023-0098
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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
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。
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