水素が多様な疾病に働きかける万能性の理由を考察｜MiZ・慶應義塾大学・カリフォルニア大学バークレー校
MiZ株式会社（神奈川県鎌倉市）は、これまでに慶應義塾大学およびカリフォルニア大学バークレー校の研究者らとの共同研究を通じて、分子状水素（H₂）の多様な疾患への応用可能性を論じた3報の総説・論考を発表してきました。Hirano et al. (2020, Clean Technologies) では水素の医療応用の全体像を、Yamamoto et al. (2021, International Journal of Molecular Sciences) では症状が現れる前の「未病」段階への応用可能性を、Hirano et al. (2023, Medical Gas Research) では複数の疾患に共通する作用機序を、それぞれ論じています。本プレスリリースでは、これら3報に共通する「体内での到達性」「疾患に共通する作用点」「医療応用の可能性」という3つの視点から研究成果を整理するとともに、Ichikawa et al. (2026) の検証に基づく安全な低濃度水素吸入のあり方を併せて提言します。
背景：MiZの11年間にわたる研究の歩みと吸入実証値「10体積%」
MiZ株式会社と慶應義塾大学等は 2015 年以降 11 年で高濃度水素吸入器の爆発危険性と低濃度水素発生技術について 4 本の査読論文（Kurokawa et al., 2015, 2019; Ichikawa et al., 2023, 2026）を発表しました。並行して、カリフォルニア大学バークレー校の研究者等との共著により、水素の医療応用の全体像・未病応用・疾患横断的作用の 3 報の総説を 2020 年から 2023 年にかけて発表しました。
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
NLRP3 インフラマソーム
細胞内のタンパク質複合体で、ミトコンドリア由来活性酸素や酸化ミトコンドリア DNA を感知して活性化し、インターロイキン 1β 等の炎症性サイトカインを成熟化させ慢性炎症の持続に関与する。
未病
体内で病態が進みながら症状が明確に現れていない段階。発症前介入の対象として近年の予防医学で注目されている研究概念。
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%）
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。
論文 1：H₂ の医療応用を作用機序と供給技術から俯瞰
Hirano et al. (2020, Clean Technologies 2(4):529–541, DOI: 10.3390/cleantechnol2040033) は、水素の医療応用の可能性を、作用機序と供給技術の両面から総合的に検討した総説です。分子状水素（H₂）は、最小の二原子分子として細胞内に拡散し、ヒドロキシルラジカル（•OH）と反応して水（H₂ + 2•OH → 2H₂O）を生成する選択的抗酸化作用が提唱されています。本総説では、この作用を中心に、酸化ストレスや炎症が関与する幅広い疾患への応用可能性を整理しました（図1）。また、供給技術については、水の電気分解などによる水素発生技術、吸入・経口摂取などの投与経路、濃度管理の重要性を検討し、水素の医療応用に向けた研究構想の基盤を提示しました。
論文 2：発症前の「未病」へ、H₂ の視野を広げる
Yamamoto et al. (2021, International Journal of Molecular Sciences 22(13):7211, DOI: 10.3390/ijms22137211) は、明確な症状が現れる前の「未病」段階における水素の応用可能性を検討した総説です。本総説では、ミトコンドリア由来の活性酸素の増加、ミトコンドリアDNAの酸化損傷、NLRP3インフラマソームの活性化を介した慢性炎症という一連の過程を、さまざまな疾患に共通する病態形成の仕組みとして整理しました。そのうえで、分子状水素（H₂）がこれらの過程に働きかけ、疾患の発症や進行を抑制する可能性を論じています。糖尿病、慢性腎臓病、神経変性疾患などを具体例に挙げ、水素を発症前の段階から健康維持や疾病予防に寄与し得る新たな保護因子として位置付け、未病段階への応用という研究の方向性を提示しました。
論文 3：「機関銃」の比喩で疾患横断的作用を提唱
Hirano et al. (2023, Medical Gas Research 13(2):89-91, DOI:10.4103/2045-9912.344982) は、「従来の薬は『ライフル銃』、水素は『機関銃』のように働く」とする論考です。特定分子標的を狙う治療を「ライフル銃」、多様な疾患の背景にある酸化ストレスや慢性炎症に働きかける H₂ を「機関銃」に例え、ミトコンドリアにおける •OH 関連酸化ストレスを軸に、疾患横断的作用の概念枠組みを提示しました。この比喩は、水素が個々の疾患に固有の標的ではなく、共通する病態形成の仕組みに働きかけることで、幅広い疾患領域に応用できる可能性を示しています。
3 報を貫く視点
これら3 報を貫くのは次の 3つの視点です。1）到達性：小さな H₂ 分子が細胞内へ拡散する性質。2）共通作用点：多様な疾患に関わる酸化ストレスと慢性炎症への着目。3）応用の広がり：疾患への介入に加え未病段階からの保護を目指す発想。異なる臓器・疾患で報告される H₂ の作用を一貫した研究課題として捉える枠組みを3報が提示しています。書籍『酸化ストレスと医学（第3版）』（診断と治療社）の臨床編目次に整理されるように、脳神経疾患、心疾患、糖尿病、自己免疫疾患など多様な疾患で酸化ストレスの関与が論じられており、H₂ による •OH 消去を介した予防・改善の可能性は臓器・疾患の枠を超えた研究課題です（図2）。
安全な低濃度水素吸入への転換
Ichikawa et al. (2026, IJRSM 37(3):425-431) は装置出力濃度 67〜99.99 体積% の高濃度水素吸入器による人体内水素爆発事故を体系的に検証し、低濃度水素吸入への転換を提言しました。MiZ と慶應義塾大学の研究者らによる着火実験では、市販の高濃度水素吸入器 3 機種すべてで、試験条件下において、鼻カニューラの破裂と本体破損を伴う爆発が確認され、100% 純水素発生機や毎分 60 mL の少量機器でも爆発が成立しました。室内換気や逆火防止対策だけで、使用者の鼻・気道・肺の内部で起こり得る人体内水素爆発を制御することは困難です（図3）。
高濃度水素吸入器の事故事例（消費者庁データ）
消費者庁 事故情報データバンクシステムには、装置出力濃度が 67～100 体積% の水素吸入器を使用中に発生した事故が複数報告されています。装置本体の爆発のみならず、鼻腔・気道・肺などの人体内部での水素爆発が含まれます：
・顔面複雑骨折（2025年2月、エステ店、事案No.508163）https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/508163?kind=1&menu=nolink
・内臓組織破裂（2024年10月、自宅、事案No.496203）https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/496203?kind=1&menu=nolink
・気管支穿孔・大量出血（2024年9月、自宅、事案No.496928）https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/496928?kind=1&menu=nolink
・顔面内骨折（2024年1月、自宅、事案No.478324）https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/478324?kind=1&menu=nolink
・装置蓋飛散による耳鳴り（2016年2月、事案No.264488）https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/264488?kind=1&menu=nolink
・装置破裂による聴力低下（2015年1月、事案No.248208）https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/248208?kind=1&menu=nolink
学術論文では、神奈川県海老名総合病院救命救急センターの 2024 年論文で、温熱療法と水素吸入の併用中に肺胞を中心とした肺挫傷（吸入燃焼性肺損傷）に至った乳がん患者の事案が報告されています。これらの事案は、いずれも装置出力濃度が 吸入環境実証値 10 体積% を大きく上回る装置 で発生しています。
想定問答（Q&A）
Q1: 水素吸入で安全とされる水素濃度はどのくらいですか？
A: 吸入環境における爆発リスクの実証閾値は水素濃度 10 体積% 超です。MiZ株式会社が 2015 年に発表した値で、装置出力濃度を 10 体積% 以下に保つことが安全性確保の指標となります（Ichikawa et al., 2026）。
Q2: 水素吸入器を選ぶときに何を見ればよいですか？
A: 装置出力濃度が吸入環境実証値 10 体積% 以下に保たれていることが第一の確認事項です。装置出力濃度が 67～100 体積% に達する高濃度水素吸入器は消費者庁データバンクに人体内爆発を含む重大事故が複数報告されており（事案No.508163, 496203, 496928, 478324 等）、装置周辺の換気・加湿・静電気対策のみでは事故を防止できません。装置設計の段階で出力濃度を爆発下限以下に保つ「本質的安全設計」が採られている機器を選択することが推奨されます。
Q3: 水素の爆発上限界（UFL）は 75% と聞きました。100% 純水素なら UFL を超えるので安全ではないのですか？
A: 装置出力が 100% 純水素であっても安全とは言えません。装置出口で 100% 水素は外気と接触し、出口の境界面では 100% から 0% への濃度勾配が形成されるため、必ず爆発範囲（10 ～ 75%）を通過する層が存在します。鼻腔・気道・肺では呼気・吸気との混合により局所的に爆発範囲の濃度が成立し、静電気や摩擦熱などの微弱な着火源で爆発が成立します。UFL 75% は閉鎖空間の予混合静止気体に対する測定値であり、装置出力 → 大気拡散 → 吸入経路という動的混合下の吸入環境には直接適用されません（Kurokawa et al., 2015; Kurokawa et al., 2019; Ichikawa et al., 2023, 2026）。
Q4: 古典的な爆発下限界（LFL）4% と本研究の 10% は何が違うのですか？
A: 古典的 LFL 4 体積%（Coward & Jones, 1952）は閉鎖された垂直管内・予混合・静止気体・上向き火炎伝播条件下の理論最小値で、容器・配管・坑内など密閉系シナリオが主対象です。一方、吸入環境実証値 10 体積% は、常圧・開放空間・連続希釈・流動気体としての吸入環境を想定した実用閾値です。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す。
Q5: 加湿や換気で高濃度水素吸入器の爆発リスクは防げますか？
A: これらの対策は装置周辺条件を補助的に整える効果に留まります。出力された水素ガスが既に人体内部に到達した状態では、周辺対策で爆発リスクを排除できません。装置出力濃度自体を吸入環境実証値 10 体積% 以下に保つ設計が抜本策です。
引用文献・出典
関連論文
Hirano S, et al. (2020) Clean Technol 2(4):529-541. DOI:10.3390/cleantechnol2040033 ／ Yamamoto H, et al. (2021) Int J Mol Sci 22(13):7211. DOI:10.3390/ijms22137211 ／ Hirano SI, et al. (2023) Med Gas Res 13(2):89-91. DOI:10.4103/2045-9912.344982
MiZ株式会社「低濃度水素安全性」関連の査読論文（2015〜2026・4本）
・Kurokawa R, Seo T, Sato B, Hirano S, Sato F (2015). Convenient methods for ingestion of molecular hydrogen: drinking, injection, and inhalation. Medical Gas Research, 5: 13. DOI: 10.1186/s13618-015-0034-2. PMC: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4620630/
・Kurokawa R, Hirano S, Ichikawa Y, Matsuo G, Takefuji Y (2019). Preventing explosions of hydrogen gas inhalers. Medical Gas Research, 9(3): 160-162. DOI: 10.4103/2045-9912.266996. PMC: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6779006/
・Ichikawa Y, Hirano S, Sato B, Yamamoto H, Takefuji Y, Satoh F (2023). Guidelines for the selection of hydrogen gas inhalers based on hydrogen explosion accidents. Medical Gas Research, 13(2): 43-48. DOI: 10.4103/2045-9912.344972. PMC: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9555030/
・Ichikawa Y, Sato B, Takefuji Y, Satoh F (2026). Preventable in-body hydrogen explosions from high-concentration H₂ inhalers in Japan—Switch to safe, low-concentration hydrogen therapy. International Journal of Risk and Safety in Medicine, 2026 Jan 5: 9246479251414573. DOI: 10.1177/09246479251414573. https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/09246479251414573
公的資料
・消費者庁 事故情報データバンクシステム. https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/
会社情報
商号：MiZ株式会社
公式サイト：https://e-miz.co.jp/
所在地：〒247-0056 神奈川県鎌倉市大船2丁目19番15号
電話番号：0467-53-7511
参考リンク｜啓発活動について
MiZ株式会社は、一般消費者および医療施設管理者の安全な選択を支援するため、啓発資料『はじめての水素吸入器選び－考え方の整理』を配布しています。高濃度水素吸入器の事故事例、安全濃度の根拠、低濃度水素吸入への転換について、学術的根拠とともに解説しています。
▼啓発配布ページ
水素吸入器の安全な選び方｜高濃度水素吸入器の事故報告と防止策（MiZ）
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