低濃度水素吸入と慢性腎臓病・透析合併症― これまでの研究知見を踏まえて ―

MiZ株式会社（神奈川県鎌倉市）は、カリフォルニア大学バークレー校・慶應義塾大学・大阪公立大学医学部の研究グループとともに、酸化ストレスが関与する慢性腎臓病（CKD）・糖尿病性腎臓病（DKD）・透析合併症をめぐる共同研究の知見を、複数の査読論文・学会発表・観察症例として報告してきました。本プレスリリースでは、低濃度水素吸入が血管内皮の酸化ストレス抑制を介して腎機能保全に関与する可能性を整理するとともに、その知見を社会に届ける前提として欠かせない、安全な水素吸入のあり方を改めて提言します。

本リリースの要旨

・腎臓は尿細管でATPを大量消費しミトコンドリアが豊富なため、酸化ストレスと虚血再灌流障害に脆弱な臓器です

・水素はヒドロキシルラジカル（•OH）を選択的に消去し、血管内皮の酸化ストレスを抑制することでCKD・DKDの進展抑制と透析合併症軽減に寄与する可能性が報告されています

・装置出力濃度を吸入環境実証値 10 体積% 以下に保つ低濃度水素吸入は爆発リスクを伴わず、透析現場を含む応用研究の前提となります

背景：腎臓と酸化ストレス、関連する学術成果

腎臓は、血液をろ過して老廃物を尿として排出するだけでなく、体に必要な水分や電解質を尿細管で再吸収し、体内環境を一定に保っています。この再吸収には多くのエネルギーが必要なため、尿細管の細胞にはミトコンドリアが多く存在します。その一方で、腎臓は酸素を多く必要とするにもかかわらず、酸素供給にはあまり余裕がありません。そのため、血流が一時的に低下したあと再び戻る「虚血再灌流」によるダメージを受けやすい臓器です。また、高血圧や糖尿病では、酸化ストレスが増えることで血管内皮に炎症が起こりやすくなります。これが慢性腎臓病（CKD）の発症や進行に深く関わっています。さらに人工透析では、血液が透析膜に接触することで炎症反応が高まり、全身の血管内皮に追加の負担がかかります。

腎臓に関連するMiZ株式会社の主な学術成果は、次の通りです。

2020年には、低濃度水素吸入について、糖尿病性腎臓病、高血圧性腎疾患、および透析に伴う副作用に関する臨床症例に基づき、特許を取得しました。

2021年には、カリフォルニア大学バークレー校および慶應義塾大学との共著論文において、水素がヒドロキシルラジカル（•OH）を選択的に消去し、慢性腎臓病（CKD）の進行抑制に関与する可能性を報告しました。

2023年には、分子状水素がCKDおよび糖尿病性腎臓病（DKD）の研究領域で果たし得る役割について、総説論文として発表しました。また、第34回日本急性血液浄化学会学術集会において、「水素吸入による血液透析合併症軽減の可能性」について口頭発表を行いました。

2025年には、大阪公立大学医学部との共同研究により、水素投与が出血モデルラットの血管内皮グリコカリックスを保護し、生存率を向上させることを報告しました。

さらに2026年には、慶應義塾大学等との共著論文において、高濃度水素吸入器における人体内水素爆発リスクを学術的に検証しました。同論文では、安全性の観点から、爆発リスクのない低濃度水素吸入への転換を提言しています（Ichikawa et al., 2026）。

一方、MiZ株式会社は、2015 年に既存文献の精査および吸入環境を想定した実証的検討に基づき、日常環境下で水素濃度が 10 体積% を超えると爆発の危険性があることを発表しました。10 体積% という数値は、理想的条件下で定義される水素の爆発下限界とは区別される、吸入環境を想定した実証値です（Ichikawa et al., 2026）。

用語の定義

慢性腎臓病（CKD）

腎機能低下（GFR<60 mL/min/1.73m²）または尿蛋白等の腎障害が 3 か月以上持続する病態。高血圧・糖尿病・酸化ストレスが主要リスク因子。

糖尿病性腎臓病（DKD）

糖尿病に起因する慢性腎臓病。微小血管網障害と酸化ストレスを介して尿細管・糸球体機能を低下させる。

血管内グリコカリックス

血管内皮を覆う粘膜層。血管透過性・抗炎症・抗血栓機能を担う。出血・酸化ストレスで崩壊しCKDや臓器障害の悪化要因となる。

ヒドロキシルラジカル（•OH）

最も酸化力が強い活性酸素種。消去する内因性酵素は存在しない。CKD・DKDを含む酸化ストレス関連疾患に共通する原因物質。

水素吸入器

水素吸入器: 水電解を用いて水素ガス（H₂）を生成し、呼吸器を介して体内に取り込むための機器。装置出力濃度の選択が安全性を決める設計変数となる。MiZ株式会社は、装置出力濃度を吸入環境実証値 10 体積% 以下に保つ設計を提唱している（Ichikawa et al., 2026）。

吸入環境実証値（10 体積%）

吸入環境実証値（10 体積%）: 水素吸入環境における爆発リスクの実証閾値（10 体積% 超）。MiZ株式会社が 2015 年に既存文献の精査および吸入環境を想定した実証的検討に基づき発表した値で、装置出口・呼気経路・人体・装置設計などの吸入特有の条件を加味している（Ichikawa et al., 2026）。

古典的爆発下限界（LFL）4 体積%

Coward & Jones (1952) が U.S. Bureau of Mines Bulletin 503 で報告した値。1 気圧・室温の閉鎖された垂直管内に水素と空気を予混合し、静止状態で着火し、上向き火炎伝播が連続し得る最低濃度として測定された理論最小値。容器・配管・坑内など密閉系シナリオを主な対象とする。

LFL 4% と 実証値 10% の関係

水素吸入環境は、常圧で水電解により生成される水素ガスを大気中に連続放出し、室内空気と継続的に拡散・希釈し、流動気体として吸入経路へ供給する開放系であり、容器・配管内の予混合静止気体を前提とした古典 LFL の測定条件とは、空間条件・混合状態・流動状態の三点で根本的に異なる。両者は測定対象とする物理条件が異なる別の指標であり、水素吸入装置の安全性評価は実証値 10 体積% を基準とすることが妥当である。

主要な知見と症例

水素による血管内皮保護と腎機能への作用

水素は、酸化力の強いヒドロキシルラジカル（•OH）と反応して水分子へと変換されることで、生体を酸化ストレスから保護すると考えられています（図1）。

図１ 腎臓は血液浄化におけるろ過と再吸収において多量のエネルギーと酸素を消費することから、酸化ストレスに曝されやすい臓器である。

水素は、吸入や水素水の飲用などによって体内に取り込まれ、拡散や血流を介して全身に広がります。そのため、水素による血管内皮保護作用は腎臓の血管内皮にも及ぶ可能性があり、腎不全の進行や、透析に伴う血管内皮炎症の抑制に寄与することが期待されます。

実際に、水素摂取と腎機能との関係を扱った学術論文は多数報告されています（図2）。その中には、1体積％という低濃度の水素ガス吸入によって生体への作用が観察された研究例も含まれています。

また、当社は、人工透析を受けている