水素吸入による前頭前野酸素化ヘモグロビン非対称性と自律神経調節の一過性変化
Hydrogen inhalation is associated with a transient rightward shift in prefrontal oxyhemoglobin asymmetry and autonomic modulation.
要約
健康成人を対象に、99.9%水素を鼻カニューレで300 mL/minにて30分間吸入した際の急性脳酸素化および自律神経応答を検討した。時間分解近赤外分光法（TD-NIRS）で両側前頭前野の酸素化・脱酸素化ヘモグロビン濃度と半球間非対称指数を測定し、心電図による心拍変動（LF、HF、LF/HF比）で自律神経活動を評価した。吸入中に右前頭前野の酸素化ヘモグロビン非対称性が一過性に増大し、同時にLF/HF比の上昇（交感神経活性化）が認められ、吸入後には心拍数低下（副交感神経回復）が観察された。これらの結果は、水素吸入が神経血管・自律神経連関を介して前頭前野酸素化の側性化と自律神経トーンを一過性に調節することを示唆する。
メカニズム
水素吸入が交感神経を一過性に活性化しつつ右前頭前野の酸素化ヘモグロビン非対称性を増大させ、吸入後に副交感神経が回復する神経血管・自律神経連関が示唆された。
書誌情報
- 著者
- Moriya M, Oyama K, Den Y, Yamada Y, Sakatani K
- ジャーナル
- Sci Rep
- 発行年
- 2026 (2026-01-25)
- PMID
- 41582106
- DOI
- 10.1038/s41598-026-36599-8
- PMC
- PMC12905198
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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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