人类科学学术院的原太一教授和人类综合研究中心的矢野敏史研究员，经过与株式会社日本多宁（总部：大阪府大阪市）的联合研究，发表报告指出，“电解氢水*1和高浓度氢水通过作用于酒精和乙醛的代谢酶，减少了细胞内有害物质醛的量，从而对酒精性肝细胞损伤发挥保护作用的机制。”
研究概要
通过饮酒摄入体内的酒精（主要成分是乙醇），在肝脏主要通过两种酶进行代谢和解毒。首先，乙醇通过乙醇脱氢酶（ADH）*2代谢为乙醛，然后，乙醛通过醛脱氢酶（ALDH）*3代谢为乙酸，最后被分解成水和二氧化碳。在此过程中产生的中间代谢物乙醛是一种有毒物质，都知道它通过与蛋白质和DNA等细胞内成分发生反应并产生活性氧而对肝细胞造成损害。
之前曾有报告称，使用小鼠和大鼠的研究表明，摄取氢水可以减轻酒精引起的肝损伤。此外，尽管已知道酒精通过在细胞中产生活性氧而造成细胞损伤，但具有活性氧物质清除活性的电解氢水抑制酒精引起的肝损伤的作用机制却尚未阐明。
本项研究证明，电解氢水和高浓度氢水通过作用于参与酒精代谢的酶来抑制有毒代谢物乙醛和活性氧物质的产生，从而抑制了酒精性肝细胞损伤。
虽然已知氢气能经由肠道吸收，但口服电解氢水如何增强在本次研究中发现的醛降解酶的活性，我们计划在今后的验证实验中搞清楚这一点。
在以往的研究中已知的事项
饮酒时摄入的酒精（主要成分是乙醇）在肝脏中主要通过两种酶来代谢并解毒。首先，乙醇通过乙醇脱氢酶（ADH）代谢为乙醛（图1）。之后，乙醛通过醛脱氢酶（ALDH）代谢为乙酸（图1）。乙醛是一种中间代谢物，是有毒物质，已知它会生成活性氧物质来破坏肝脏中的蛋白质等物质，从而损伤肝脏（图1）。以往对小鼠和大鼠的研究曾报道过，摄入氢水可减轻乙醇对肝的伤害。此外，在试管和其他的细胞实验中也发现了电解氢水具有清除活性氧物质的活性。然而，电解氢水的肝脏保护机制却仍然悬而未决。
图1) 酒（乙醇）在肝脏中的代谢情况
本次研究想要达到的目的和已经明确的事项
在这项研究中，我们报道了电解氢水通过减少乙醇在肝细胞中代谢所产生的有毒乙醛的“量”（图2），抑制了活性氧类的产生（图3），保护了肝细胞免受乙醇的伤害（图4）。
我们明确了它的作用机制（图4）是由于电解氢水对两种代谢酶发挥了作用，一方面“提高了ALDH的活性，从而加速了乙醛的分解”，另方面“降低了ADH的活性，从而抑制了乙醇向乙醛的转化”。并且，试管实验还表明，电解氢水并不直接影响乙醇和乙醛的浓度。这些结果说明，电解氢水是作用于代谢酶在细胞内的调节功能上。此外，我们报道的本次研究的成果就是，溶解在电解氢水中的氢分子在保护肝细胞免受乙醇毒性造成损伤的这个保护作用中起着主要作用。
图4) 对细胞生存率的影响
图5) 电解氢水对相关酒精代谢酶的影响
在本研究中采用的新手段
在这项研究中，我们发现含有高浓度氢分子的氢水（1000 ppb以上）能显著调节细胞中ADH和ALDH的活性。鉴于氢分子逃逸速度快，很难保持高浓度氢水的浓度稳定性，因此，为了再现本研究中观察到的结果，对高浓度氢水进行按需调整就尤为重要。一般在市面上销售的电解式氢水生成装置是不能制备1000ppb以上氢浓度的氢水的。本研究中使用的电解氢水整水器则可以轻松制备含高浓度氢分子的氢水，这个重要特点使我们在研究中发现了氢水对酒精性肝细胞损伤的保护作用。
本项研究的涟漪效应和社会影响
酒精引起的健康问题是主要的社会问题之一，我们认为本项研究结果已经表明，电解氢水和高浓度氢水有助于改善这些问题。我们特别关注在本项研究中发现的，电解氢水和高浓度氢水可增强醛降解酶（ALDH）的活性这一点。乙醇在肝脏中分解时产生的乙醛，同样也是喝大了的时候头痛、恶心和宿醉的原因物质。由于乙醛具有高反应性，因此已知它也会通过损伤细胞内成分和产生活性氧来伤害肝细胞，从而导致酒精性肝损伤。电解氢水和高浓度氢水有望起到预防酒精引起的肝损伤的作用。并且，ALDH 不仅参与醛类的分解，还参与环境中的有害物质和氧化应激引起的过氧化脂质的分解。我们认为，饮用电解氢水和高浓度氢水可能对多种解毒作用和压力缓解也能有所帮助，因此希望通过今后的研究把这些弄清楚。
今后的课题
本研究阐明了电解氢水在肝模型细胞上对乙醇引起的肝细胞损伤的保护作用的部分机制。作为饮用水的电解氢水，是经口服用的，在它抵达肝脏前还要经过胃和肠等消化器官，所以需要通过血液来输送。虽然已知氢气可被肠道吸收，但我们希望在今后的验证中，能够弄清口服的电解氢水是否会增强本次研究中所发现的醛降解酶的活性。
术语含义
*1 电解氢水
对净水进行电解而在阴极侧生成的水，呈碱性，富含氢分子。本研究中使用的电解氢水的特点是，它含有最高1000 ppb以上的高浓度电解氢水。
*2 ADH (乙醇脱氢酶)
对酒精进行氧化并转化成醛的这种反应的一种催化酶。乙醇转化为乙醛。
*3 ALDH (醛脱氢酶)
对醛进行氧化并转化为羧酸的这种反应的一种催化酶。乙醛解毒成乙酸。
发表的论文
·【论文名】Electrolyzed Hydrogen Water Protects against Ethanol-Induced Cytotoxicity by Regulating Aldehyde Metabolism-Associated Enzymes in the Hepatic Cell Line HepG2
·【期刊名】Antioxidants
·【执笔者（所属机构）】：矢野 敏史…(1), 王 縉雲…(1), 樺山 繁…(2),原 太一…(1)
(1) 早稻田大学人类科学学术院, (2) 株式会社日本多宁
·【刊登日】2021年5月19日
·【刊登链接】https://www.mdpi.com/2076-3921/10/5/801/htm
·【DOI】10.3390/antiox10050801
研究资助
这项研究是作为科学研究补助金、武田科学振兴财团和其他研究项目（早稻田大学特定课题、人类综合研究中心）的一部分进行的。
参予联合研究的公司信息
·株式会社日本多宁 NIHON TRIM CO.,LTD.
总部：大阪市北区梅田二丁目2番22号 哈比斯ENT商务大厦22F
代表取缔役社长：田原周夫
主要经营项目：
・家用电解氢水整水器及滤芯的产品开发和销售
・医疗（血液透析）用整水器的产品开发和销售
・农业用整水器的产品开发和销售
・瓶装水的制造和销售
・电解氢水的研发
备注：可同步参考阅读《电解氢水提高肝脏对酒精的耐受并保护肝细胞》、《日媒介绍“日本多宁解开了电解氢水护肝作用机制”》