宇宙航空環境医学 Vol. 51, No. 4, 57, 2014

一般演題

1.　クラッシュ症候群ラットモデルを用いた高圧水素療法の基礎的検討

藤田　真敬1,2，石原　雅之3，渡邉　定弘4，高田　邦夫2，金谷　泰宏5，立花　正一2

1航空自衛隊　航空医学実験隊　第 2 部
2防衛医学研究センター　異常環境衛生研究部門
3防衛医学研究センター　医療工学研究部門
4防衛医科大学校　放射線医学講座
5国立保健医療科学院　健康危機管理研究部

The Effect of Hyperbaric Hydrogen Therapy for Rat Model of Crush Syndrome

Masanori Fujita1,2, Masayuki Ishihara3, Sadahiro Watanabe4, Kunio Takada2, Yasuhiro Kanatani5, Shoichi Tachibana2

1Second Division, Aeromedical Laboratory, Japan Air Self-Defense Force
2Division of Environmental Medicine, National Defense Medical College Research Institute
3Division of Biomedical Engineering, National Defense Medical College Research Institute
4Department of Radiology, National Defense Medical College
5Department of Health Crisis Management, National Institute of Public Health

　【目的】クラッシュ症候群は災害時に多発し重症例では集学的治療にも抗して致死率が非常に高い。被災地の医療収容能力を超える場合には広域患者空輸の適応となる。重症例においては集学的治療が必要となるが，医療チームは治療に難渋する。本疾患の増悪機序の一つは虚血再灌流傷害である。水素が脳梗塞の虚血再潅流障害において生じる活性酸素を中和し，症状が緩和するという動物実験の報告（Ohsawa, et al, Nat Med, 13, 688-694, 2007）がなされ，我々はクラッシュ症候群ラットモデルへの治療応用を試みた。
　【方法】　光学実験機器を組合せ，ラットの後肢に正確な荷重を行う装置を作成しクラッシュ症候群ラットモデル（体重300 gの雄性SDラットの両後肢に各々3.6 kgの荷重を6時間負荷した後解除する。（Nakayama, Fujita, Ishihara, et al, J Surg Res, 188（1）, 250-259, 2014））を開発した。このクラッシュ症候群ラットモデルを作成後，人工空気（21%酸素，79%窒素)，1.3%水素ガス（1.3%水素，20.8%酸素，77.9%窒素)，100%酸素を用いて，吸入による治療効果を検証した。1気圧暴露は麻酔ボックスにより行い，3気圧暴露は高圧タンクを用いて行い2時間の暴露を行った。治療効果はラット後肢圧迫解除から3時間後及び，4時間後の動脈血による血液検査，後肢筋の湿乾重量比による浮腫の評価等により行った。水素ガス濃度は，精密水素ガス濃度計により行った。
　【結果】　外傷や各種疾患の重症化の指標である動脈血のpHについて，空気，水素ガス，酸素ともに3気圧治療でアシドーシスを改善した。急性期脳障害マーカーとしての血液中のS100B蛋白の測定を行った。水素ガスが1気圧および3気圧治療で血中S100B濃度の抑制効果が有ることが分かった。外傷後の筋や軟部組織の浮腫により組織圧の上昇，神経麻痺を生じるコンパートメント症候群の指標としての後肢筋の湿乾重量比を測定した。水素ガス3気圧治療で圧挫肢の浮腫を抑制することが示された。
　クラッシュ症候群ラットモデルの腎，肺，後肢筋の組織には活性酸素による障害指標の1つとされるニトロチロシンに染色される部分があり，水素治療の効果を裏付けている。
　【結論】　クラッシュ症候群ラットモデルを用いた水素の治療効果の検証を行った。水素療法がクラッシュ症候群急性期において動脈血のアシドーシスを改善し，遠隔臓器である脳の障害を抑制する可能性が示唆された。また挫滅筋の浮腫抑制に有効な可能性が示唆された。四肢の重篤な運動麻痺，神経麻痺を生じるコンパートメント症候群の予防効果が期待される。
　放射線障害をはじめ，活性酸素を増悪機序とする外傷や疾患は数多く，水素治療の応用と効果が広く期待される。水素ガスは濃度4%未満では引火や爆発の危険，副作用も無く安全に使用可能である。航空宇宙医学分野における応用や効果の検証を幅広く行いたい。