JP2019052103A

JP2019052103A - 爆風由来の脳障害防御剤

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Publication number: JP2019052103A
Application number: JP2017176425A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　泰司; Taiji Sato; 泰司佐藤; 伸一平野; Shinichi Hirano; 文平佐藤; Bunpei Sato; 亮介黒川; Ryosuke Kurokawa
Original assignee: Jason Madison Miller; Miz Co Ltd
Current assignee: Jason Madison Miller; Miz Co Ltd
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-04-04
Also published as: WO2019055748A8; WO2019055748A1; US20200230170A1; US20230111180A1

Abstract

【課題】より一層効果的な爆風由来の脳障害の防御剤を提供する。【解決手段】水素を含有する気体または液体を含む脳障害防御剤であり、この水素を含有する気体または液体を、生体に吸入、飲用または点滴させる。【選択図】なし

Description

本発明は、軍事衝突やテロリズムの現場において生じる爆風由来の脳障害を改善させる脳障害防御剤に関するものである。

簡単に作製された爆発装置が軍事衝突やテロリズムにおいて使用されているので、近年の戦闘地域やテロリズムが発生する地域では爆風障害が大きな脅威となっている。また、この爆風により生じる軽度脳障害（ｂｍＴＢＩ）は、精神心理学的な影響を及ぼすことが知られている。

一方、げっ歯類を用いたｂｍＴＢＩモデルで過剰な活性酸素種（ＲＯＳ）が生成されることが報告されている。近年、還元剤である水素分子が、反応性の高いＲＯＳであるヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）やペルオキシナイトライト（ＯＮＯＯ⁻）と選択的に反応し、これらを還元して消去することが示された。また、水素分子は副作用のない最小の分子であり、電気的に中性であるため、容易に標的臓器に到達して、細胞膜を通過して細胞内で急速に拡散し、さらに神経を防御する機能を持つ血液脳関門を通過することが示されている。

虚血再灌流障害及び脳梗塞の疾患治療のための有効な抗酸化剤として、水素分子を含む気体が使用可能なことが、知られている（特許文献１）。水素ガスを肺から吸入すると、水素は拡散や血液を介して全身に分布し、活性酸素に関連した病気を抑制し、細胞障害を引き起す酸化力の強いフリーラジカルを還元して消去することから、虚血再灌流障害と脳梗塞に有効というものである。

特許第５１０６１１０号公報

ｂｍＴＢＩは、イラクやアフガニスタンでの紛争で注目されるようになった。また、軍事衝突だけでなくテロリズムや民間人が関わる災害においてもｂｍＴＢＩの危険性が増加している。特に、アメリカ合衆国における退役軍人ではｂｍＴＢＩによる明らかな精神心理学的な影響が深刻化している。しかし、爆風衝撃波が精神心理学的な影響を与えるメカニズムは知られておらず、また効果的な治療法も未だ不十分であるので、新しい治療法の開発が望まれていた。

本発明が解決しようとする課題は、ｂｍＴＢＩによる精神心理学的な影響を改善させるための脳障害防御剤を提供することである。

本発明は、水素を含有する気体または液体からなる爆風由来の脳障害防御剤により、上記課題を解決する。

本発明者らは、水素を含有する気体からなる爆風由来の脳障害防御剤がｂｍＴＢＩの制御において有効に使用できることを示した。すなわち、水素を含有する気体からなる爆風由来の脳障害防御剤はｂｍＴＢＩによる社会行動の障害やうつ様行動を改善させることを確認した。本発明により、動物モデルにおいて水素ガスの吸入が爆風由来の衝撃波の暴露により誘発された長期の行動障害を有意に抑制したことが示された。この簡単な水素ガス吸入は、ｂｍＴＢＩにおいて、副作用がなく予防的に使用できる可能性を示している。

本発明の効果の確認に使用した爆風発生装置の概略図である。本発明の効果の確認における水素ガス吸入と測定日のタイムスケジュールである。Ａは、爆風発生装置で生成された爆風（駆動圧０．８ＭＰａ）の典型的な圧―時間特性の測定記録、Ｂは、爆風発生装置で生成された爆風（駆動圧２．０ＭＰａ）の典型的な衝撃波圧―時間特性の測定記録である。低レベルの爆風暴露を受けたマウス脳の解剖写真である。Ａは、ジヒドロエチジウムを用いた組織化学染色写真（Ｓｈａｍ群）、Ｂは、ジヒドロエチジウムを用いた組織化学染色写真（ｂｍＴＢＩ群）、Ｃは、ジヒドロエチジウムを用いた組織化学染色写真（ｂＭＴＢＩ＋Ｈ_２群）である。Ａは、オープンフィールドテストの結果を示したグラフ、Ｂは、加速ロータロッドテストの結果を示したグラフである。高架式十字迷路テストの結果を示したグラフである。Ｙ迷路テストの結果をしたグラフである。Ａは、社交性テストの結果を示したグラフ、Ｂは、嗅覚テストの結果を示したグラフ、Ｃは、新奇性テストの結果を示したグラフである。Ａは、尾懸垂テストの結果を示したグラフ、Ｂは、強制遊泳テストの結果を示したグラフである。

本発明の実施形態に係る脳障害防御剤は、水素を含有する気体または液体からなり、その使用方法は特に限定されないが、爆風由来の脳障害に用いることができる。

水素を含有した気体としては、空気または吸入麻酔薬が混合され、水素ガス濃度が、爆発下限濃度未満の１０％以下に設定することが望ましい。爆発下限濃度を超える水素ガス濃度の場合は、静電気や火気により、水素爆鳴気や爆発を起こす危険性があるので、好ましくない。また、水素を含有する液体としては、水素分子を水または生理食塩液などの注射用液剤に溶解させることができる。

水素を含有する気体を吸引する方法としては、希釈された水素ガスが満たされたチャンバーまたはカプセルに入って吸入する方法、鼻カニューレを介して吸入する方法（たとえば特許第６１７０６０５号）、吸引用のマスクを介して吸引する方法、人工呼吸器により吸引する方法などを例示できるが、呼吸を介して希釈された水素ガスが生体に適用されればよいので、これらに限定される趣旨ではない。また、水素を含有する液体として摂取する方法としては、水素水として飲用、または輸液として静脈内に点滴することができる。

また、本発明に係る脳障害抑制剤の使用方法は、水素を含有する気体または液体を、呼吸を介して吸引、飲用として経口摂取、または注射液として点滴するものである。本発明の対象になる疾患は、爆風由来の脳障害に限定されず、爆風以外の原因で生じる社会行動の障害やうつ様行動も含まれる。すなわち、心的外傷後ストレス症候群（ＰＴＳＤ）の罹患により生じるうつ様行動も対象疾患として例示できる。水素を含有する気体を吸引させる時間は、患者の症状にもよるが、３０分〜８時間を例示することができる。また、水素水として飲用する場合は1日当たり１〜４回、点滴する場合は１日当たり１〜３回に分けて摂取することが例示できる。

《実施例（材料および方法）》
＜実験動物＞
本発明に関わる動物実験はすべて防衛医科大学校の動物実験倫理ガイドラインに準拠して行われ、また防衛医科大学校の動物実験委員会により承認された。本実験には近交系のＣ５７ＢＬ／６系マウスを用いた。すべての実験に使用したマウスは同年齢で同腹の雄であった。マウスは室温２４±１℃で、１２時間の明暗サイクルの飼育室内で飼育し、飲水と飼料を自由に与えた。

＜衝撃波管の設計＞
本発明者らは研究所に設置可能な圧力ガスで駆動できる衝撃波管を設計した。衝撃波管は駆動部と被駆動部で構成され、これらの部分は図１に示すようなポリエステル製の隔膜で隔てられている。駆動部にはガス流入バルブを通して窒素ガスが充満し圧縮され、このバルブは駆動部にガスが一度、充満されると閉鎖される。トリガーをかけると針がポリエステルの隔膜を破裂させ、駆動部のガスが急速に膨張して被駆動部に沿って移動することにより爆風圧が形成される。

＜衝撃波の暴露＞
１０週齢のマウスに塩酸メデトミジン（０．３ｍｇ／ｋｇ、Ｄｏｍｉｔｏｌ、明治製菓ファーマ社）、ミダゾラム（４．０ｍｇ／ｋｇ、Ｄｏｒｍｉｃｅ、アステラス製薬社）およびブドルファノール（５．０ｍｇ／ｋｇ、Ｖｅｔｏｒｐｈａｌｅ、明治製菓ファーマ社）を含む混合麻酔薬を腹腔内投与し麻酔した。図１に示すように衝撃波管の出口から５ｃｍに位置に頭部がくるように、マウスホルダーでマウスを固定した。マウスの身体の長軸は衝撃波管と平行になるようにした。爆風暴露の終了後にマウスを麻酔から回復させ、その後、飼育ケージに戻した。

＜衝撃波の記録＞
衝撃波の圧力を圧電センサ（ＰＣＢ１１３Ｂ２６、Ｐｉｅｚｏｔｏｒｏｎｉｃｓ社、Ｄｅｐｅｗ、ニューヨーク）を使い０．５ＭＨｚの共振頻度で測定した。圧電センサのアナログ出力を解析しオシロスコープ（ＤＳＯ７１０４Ａ、ＡｇｉｌｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社、ＳａｎｔａＣｌａｒａ、カルフォルニア）に２０ＭＳａ／ｓのサンプリングレートで記録した。

＜水素ガスの吸入＞
爆風暴露の直後から７日間、図２に示すようにマウスに水素ガスを吸入させた。水素ガスを吸引させるため湿度が保たれたチャンバー内に１日当たり６時間、マウスを収容させた。水素ガス供給装置（ＭｉＺ社）により空気で希釈された水素ガス（４％）を２Ｌ／分の供給量でチャンバー内に供給した。チャンバー内でマウスに飲水と飼料を自由摂取させた。

＜ＲＯＳ産生の評価＞
ＲＯＳの産生を評価するためにヒドロエチジン（ジヒドロエチジウム）を用いた組織化学染色を行った。マウスを爆風暴露の６日後に安楽死させ、脳を摘出後、直ちに凍結保存した。脳は１０μｍの凍結切片としてスライドグラス上に乗せ、再蒸留水で３分間洗浄し、１μＭのジヒドロエチジウム（ＤＨＥ）溶液内で暗条件の下、３０分間静置した。酸化産物であるエチジウムはＲＯＳによりＤＨＥから生成され、細胞内に蓄積された。その後、スライドグラスを洗浄し、電子倍増（ＥＭ）ＣＣＤカメラ（ＩｍａｇｅＥＭ、浜松ホトニクス社）を接続させた蛍光顕微鏡（ニコン社）でエチジウム由来の赤色蛍光を観察した。４匹のマウスから得た４スライドの検体を１群当たりの実験に用いた。

＜行動学的解析＞
爆風暴露の７日後に行動学的解析を行った。行動解析に使用したすべてのマウスは同週齢で同腹の雄であった。各々のマウスの行動は、特別に記載しない限りコンピュータ制御のビデオ追跡システム（ＳＭＡＲＴ、Ｐａｎｌａｂ社、バルセロナ、スペイン）でモニターし解析した。アーム装置を使う試験では、マウスの４本の肢が各アームに入った時にアームに入ったとカウントした。各試験の後でこの装置を洗浄した。行動研究には１１〜１２週齢のマウスを用いて行った。

＜オープンフィールドテスト＞
オープンフィールドテストを用いて新しい環境に対する情動反応を測定した。マウスの活動性は１０分間に移動した総距離（メートル）として測定した。

＜ロータロッドテスト＞
ロータロッド（大原社）は回転する棒を使って協調運動と平衡性を評価する方法である。この方法は、他の行動試験において影響が出やすい運動障害をスクリーニングするために行われている。マウスを棒の上に置き、マウスが平衡を保ったら、その棒を４分間かけて２．５〜７０ｒ．ｐ．ｍまで加速させた。マウスは回転する棒の上でバランスを取るが、その後棒を回転させると、マウスが耐え切れなくなり、落下または回転棒の上でマウスが回転する。そこで、マウスが落下または回転するまでの時間を測定した。少なくとも３０分間隔で３回の連続した実験を行った。

＜高架式十字迷路テスト＞
高架式十字迷路テストを常法に従い行った。一般的にマウスは開放された環境よりも閉鎖された環境を好む性質がある。オープンアームで費やした時間の比率（％）を不安様行動の指標として評価した。

＜Ｙ迷路テスト＞
Ｙ迷路テストを常法に従い行った。本テストは空間の作業記憶の評価方法として位置付けられる。１１週齢のマウスを使用した。

＜社交性テスト＞
社交性テストを常法に従い行った。嗅覚と最小限の触覚が得られる２個の円筒状ケージを使ったオープンフィールドを用いて、生きたマウスおよびぬいぐるみのマウスへ近づいた時間を計測した。円筒状ケージの高さ、側面の直径および格子の間隔はそれぞれ１０ｃｍ、９ｃｍおよび７ｍｍであった。

＜嗅覚テスト＞
嗅覚テストを常法に従い行った。すなわち、新しい食物（ブルーベリーチーズ）の風味にマウスを慣れさせた。その後、マウスを４８時間断食させ、ブルーベリーチーズ１個を新鮮なケージの床敷きの下２ｃｍに埋めた。マウスが埋められたブルーベリーチーズを発見するまでの時間を測定した。

＜新奇性テスト＞
新奇性テストを常法に従い行った。マウスの活動度を１０分の間に無生命の新奇な対象物（赤いチューブ）と関わる総時間として測定した。

＜尾懸垂テスト＞
うつ様行動の別の評価方法である尾懸垂テストを行った。すなわち、マウスの尾を接着テープで机の端に貼り付けマウスを吊した。接着テープは尾の先端から約５〜１０ｍｍの位置に取り付けた。懸垂されたマウスは床から６００ｍｍ離した。マウスの無動（頭の下向きを伴う肢の動きの欠如）時間を６分間測定した。

＜強制水泳テスト＞
強制水泳テストは行動的な絶望試験として知られているが、げっ歯類のうつ様行動として評価されている。強制水泳テストを常法に従い行った。すなわち、シリンダー（直径２５ｃｍ、深さ４６ｃｍ）の２／３まで水（２５±１℃）を満たし、その中にマウス１匹を６分間入れた。マウスはシリンダーから逃げることができず、また後肢を底に付けることもできない。マウスは水の中で逃げ道を捜して泳ぐ。この試験は尾懸垂テストの２４時間後に行った。マウスが水の中で浮かぶ時間に対する泳ぐ時間を測定した。遊泳行動は単に頭を水の上に置く行動と比べて活動的な水平行動と位置付け、さらに「希望に満ちた行動」として評価した。マウスが平衡を保ち、水の上に鼻を上げる行動だけでなく、動かないで浮かぶ行動はうつ様行動のサインで、「希望のない行動」として評価した。各試験の後でマウスを軽くタオルで拭き、ケージに戻した。シリンダー内の水は試験毎に交換した。

＜統計学的解析＞
測定値について統計解析ソフト（ＧｒａｐｈＰａｄＰｒｉｓｍ６．０、ＧｒａｐｈＰａｄソフトウェア社、サンジェゴ、カルフォルニア）を用いた統計学的な解析を行った。すなわち、２群間の比較の場合はＳｔｕｄｅｎｔのｔ検定を用い、また多群間の比較の場合はＯｎｅ−ｗａｙＡＮＯＶＡ（一元配置分散分析）またはＴｗｏ−ｗａｙｒｅｐｅａｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｄＡＮＯＶＡ（反復測定二元配置分散分析）を行い、これらの検定で統計学的に有意差があれば、さらに多重比較検定であるＢｏｎｆｅｒｒｏｎｉのＰｏｓｔｈｏｃＴｅｓｔ（事後検定）を実施してＣｏｎｔｒｏｌ群、ｂｍＴＢＩ群、およびｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群の間の統計学的な有意差を調べた。測定データは平均値±標準誤差を求め、各群間の統計学的有意差はｐ＜０．０５の場合を統計学的に有意とした。

《結果》
＜衝撃波の解析＞
図３は０．８ＭＰａと２．０ＭＰａで駆動させた爆風波により、測定ポイント（マウスの頭）に圧力センサで置いて駆動部の圧を測定した圧―時間関係を示している。駆動部で０．８ＭＰａと２．０ＭＰａの圧力を測定した時のピーク圧はそれぞれ２５．０ｋＰａと３８．０ｋＰａであった（図３）。波形は衝撃波に相当する急激な上昇圧とその後に続く圧の減少と陰性相から成り立っていた（図３）。本発明者らは駆動部の圧とピークの平均圧の間の関係が２０〜６０ｋＰａの間にあり、ほぼ直線関係にあることを確認している。生成された圧波形と駆動部における平均ピーク波形が一致し、再現性があった。本発明者らは、０．８ＭＰａで生成された２５ｋＰａの衝撃波を本研究における行動研究に使用した。

＜マウスの脳の肉眼的観察＞
２５．０ｋＰａの衝撃は図４に示すように、明確な脳出血を起こさなかった。しかし、脳浮腫、攣縮、頭蓋内出血、皮質の細胞損失、および軸索変性症の可能性は否定できなかった。

＜ＲＯＳ産生の評価＞
ＲＯＳ産生の評価のため、爆風暴露の６日後にヒドロエチジン組織化学染色を行った。図５は対照（Ｓｈａｍ）（図５Ａ）に比べて爆風暴露（ｂｍＴＢＩ）（図５Ｂ）では、より多くのＲＯＳが産生されていることを示している。これに比べて爆風後に水素を吸入されたマウス（ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２）（図５Ｃ）では爆風単独（ｂｍＴＢＩ、図５Ｂ）に比べてＲＯＳが顕著に減少していた。この結果は衝撃波が脳の酸化ストレスを誘発し、水素ガス吸入がそれを減少させることを示している。

＜一般行動への影響＞
新しい環境での行動の活動度を評価するために、オープンフィールドテストを行った。総移動距離によって評価した結果、偽対照（Ｓｈａｍ）と比較して、爆風暴露をうけたマウス（ｂｍＴＢＩ）は、水素ガス吸入にかかわらず、異常動作を示さなかった。(図６Ａ、一元配置ＡＮＯＶＡのｐ＞０．０５)。

次に総体的な運動機能を評価するためにマウスに加速ロータロッドテストを行った。水素ガスを吸入した場合（ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２）も吸入しない場合（ｂｍＴＢＩ）も爆風暴露により加速ロータロッドテストにおける影響を示さなかった（図６Ｂ、二元配置ＡＮＯＶＡのｐ＞０．０５）。この結果は水素吸入に無関係に爆風暴露により総体的な運動機能が影響を受けないことを示している。

＜不安に関連した行動への影響＞
爆風暴露が不安関連行動に影響を与えるかどうかを調べるために高架十字迷路テストを行った。不安関連行動はオープンアームで費やした時間のパーセントを指標とした。その結果、対照（Ｓｈａｍ）群、ｂｍＴＢＩ群、ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群のマウスはオープンアームで費やした時間のパーセントに有意な差を示さなかった（図７、一元配置ＡＮＯＶＡのｐ＞０．０５）。この結果は、爆風暴露のマウスの不安関連行動が水素ガス吸入に関係なく影響を受けないことを示している。

＜空間作業記憶への影響＞
作業記憶は複雑な認知作業を形成するために一時的に情報を保持することができる能力である。空間作業記憶を評価するためにマウスにＹ迷路試験を行なった。この試験はマウスが先行したアームの位置を覚えているかどうかを試験するものである。元来、げっ歯類は先に選んだものと異なるアームを捜すものである。しかし、作業記憶が損なわれていれば、正しい選択の数が減少する。
その結果、対照（Ｓｈａｍ）群、ｂｍＴＢＩ群、およびｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群における正しい選択はそれぞれ、６２．６±１．８％、６２．３±３．４％、および６０．４±３．４％であった（図８、一元配置ＡＮＯＶＡのｐ＞０．０５）。対照（Ｓｈａｍ）群、ｂｍＴＢＩ群、およびｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群の選択結果はランダムに選択した結果よりも優れていた（ランダム選択＝５０％、上記ケースにおけるｔ検定はｐ＜０．０００１）。

＜社会行動への影響（１）＞
マウスは社会性のある種であり、また社会的な相互作用の行動を示す。社交性テストは無生命的な対象物（ぬいぐるみマウス）に対する社交性対象物（生きたマウス）に近づいた時間を調べるために行った。その結果、対照（Ｓｈａｍ）群に比べて、爆風暴露されたマウス（ｂｍＴＢＩ群）は生きたマウスに近づいた時間が減少した（図９Ａ）。一方、ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群では対照群と同等な生きたマウスに近づいた時間を示した（図９Ａ）。一元配置ＡＮＯＶＡでは統計学的な有意差が確認された（Ｆ=５．０２、ｐ＝０．０１４）。
さらに、対照（Ｓｈａｍ）群に比べて爆風暴露されたマウス（ｂｍＴＢＩ群）はぬいぐるみマウスに近づいた時間が増加した。しかし、ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群では対照群と同等なぬいぐるみマウスに近づいた時間を示した（図９Ａ図、一元配置ＡＮＯＶＡのＦ=５．０６、ｐ＝０．０１３）。
対照（Ｓｈａｍ）群のマウスやｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群のマウスはぬいぐるみマウスよりも生きたマウスに近づいた時間が多かったが（図９Ａ、両者のｔ検定ｐ＜０．００１）、ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群のぬいぐるみマウスと生きたマウスに近づいたそれぞれの時間に差が認められなかった（図９Ａ、ｔ検定ｐ＞０．０５）。

＜社会行動への影響（２）＞
社交性テストで見られたような差は嗅覚テスト（図９Ｂ、一元配置のＡＮＯＶＡのｐ＞０．０５）や新奇性テスト（図９Ｃ、一元配置ＡＮＯＶＡのｐ＞０．０５）では認められなかった。従って、爆風に由来した異常な社会行動は水素ガスの吸入により抑制されたと結論付けられる。

＜うつ様行動への影響（１）＞
爆風暴露がうつ様行動に及ぼす影響を調べるため、うつ様行動の評価法として広く使われている尾懸垂テストにマウスを供した。このテストでは、６分間における不動時間の合計と同様に最初に不動になるまでの時間を評価した。しかし、爆風暴露後に水素ガスを吸入したマウス（ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群）は対照（Ｓｈａｍ）群と同等な時間を示した（図１０Ａ左）。一元配置ＡＮＯＶＡにより統計学的な有意差が認められた（Ｆ＝６．４２、ｐ＝０．００５１）。
さらに、爆風を暴露されたマウス（ｂｍＴＢＩ群）は対照マウス（Ｓｈａｍ）に比べて不動時間を延長させた。しかし、水素ガス吸入マウス（ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群）は対照マウス（Ｓｈａｍ）と同等な不動時間を示した（図１０Ａ1、右、一元配置ＡＮＯＶＡのＦ＝６．９４、ｐ＝０．００３６）。

＜うつ様行動への影響（２）＞
マウスを別のうつ様行動の評価方法である強制水泳テストに供した。爆風を受けたマウス（ｂｍＴＢＩ群）の活動的な遊泳時間は対照マウス（Ｓｈａｍ群）に比べて減少した。しかし、水素ガスを吸入されたマウス（ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群）は対照マウス（Ｓｈａｍ群）と同等の遊泳時間を示した（図１０Ｂ、左、一元配置ＡＶＯＶＡのＦ＝５．９５、ｐ＝０．０５９）。
さらに、爆風を受けたマウス（ｂｍＴＢＩ群）の浮遊時間は対照マウス（Ｓｈａｍ群）に比べて増加した。しかし、水素ガスを吸入されたマウス（ｂｍＴＢＩ＋Ｈ_２群）は対照マウス（Ｓｈａｍ群）と同等の浮遊時間を示した（図１０Ｂ、右、一元配置ＡＮＯＶＡのＦ＝１１．５２、ｐ＜０．０００１）。これらの結果は水素ガス吸入が爆風暴露によるうつ様行動を減弱させることを示している。

《考察》
この研究において、本発明者らは水素ガスの吸入が爆風暴露による社会行動の障害とうつ様行動を顕著に減弱することを示した。この結果は水素ガスの吸入が爆風暴露の酸化ストレスを抑制した免疫組織化学試験からも支持された。すなわち、水素ガスは抗酸化作用により爆風暴露により生じた異常行動を抑制する可能性があることが示された。

本発明者らの研究における衝撃波のピーク圧は３０ｋＰａより低かった。この低レベルの衝撃波が与える行動障害の詳細なメカニズムを本発明における研究では調べなかったが、本発明は酸化ストレスが行動障害のメカニズムにおいて重要な役割を演じていることを示している。低レベル（１０〜６０ｋＰａ）の衝撃波のラットへの暴露が用量依存的に脳内圧を高め、認知機能を損なうことが知られている。そして、１０ｋＰａ程度の衝撃波のラットへの暴露が認知機能の減少を示したことも知られている。脳内圧の上昇と酸化ストレスの関係が不明であるが、これらの低レベル衝撃波が行動障害を引き起こす可能性が考えられる。一方、本発明者らの研究では、衝撃波の暴露がＹ迷路テストにおける作業記憶の障害に影響を与えなかったが、社会行動の障害やうつ様行動に影響を与えることを示した。Ｙ迷路テストは短時間の特別な記憶であり、長時間の記憶とは異なるため、低レベル衝撃波が影響を受けなかった可能性が考えられた。

より高い衝撃波のピーク圧によって誘発された障害を水素ガスの吸入が改善させるかどうかは本発明では検討しなかった。さらに、ヒトに外挿するための種差がある可能性もある。しかし、水素に副作用がないことを治療の観点から考えると、低レベルの爆風暴露後の水素ガス吸入が社会行動の障害やうつ様行動を有意に減少させたことは非常に意義があることである。水素が心臓の虚血再灌流障害、動脈硬化、発癌、神経変性疾患、難聴を含む多くの疾患の治療に有効な抗酸化剤であることを多くの研究が示している。これらの研究において、水素の臨床濃度で重篤な副作用は報告されていない。

戦場において水素ガスの利用を想定すると、水素ガスボンベは砲弾が当たることなどにより爆発の危険性があるので、非常に危険である。しかし、本発明者らは本研究で水素ガスを容易で安全に供給できる方法である水を電気分解による電解法を用いた。さらに、この電解槽は持ち運びをすることが可能である。これらのことより、本発明者らは水素ガスの吸入が爆風由来の脳障害を減弱させる治療戦略に貢献すると結論付けた。

Claims

水素を含有する気体または液体を含む爆風由来の脳障害防御剤。
前記脳障害防御剤は、社会行動の障害やうつ様行動に改善効果を示す請求項１に記載の脳障害防御剤。