一项双盲随机试验：含氢气碱性电解水对粪便类型和肠道微生物群的影响

含有氢气是碱性电解水发挥治疗作用的重要基础，但氢气产生作用的机制并没有最终的解释，肠道菌群是影响生理功能的重要因素，具有类似器官的重要地位，氢气也是细菌代谢的核心物质，许多细菌可以合成氢气或利用氢气，氢水饮用后影响肠道菌群可能是氢气发挥作用的重要途径，因此研究氢水对肠道菌群的影响十分重要。

本研究利用人体研究，对粪便微生物群和饮用电解水的关系进行了分析，结果发现电解水并没有改变肠道菌群，但似乎作用于特定细菌类型，如可以导致双歧杆菌增加，双歧杆菌是经典的益生菌，这可能是电解氢水发挥药理作用尤其是对肠道作用的重要基础。不过人们对肠道菌群的研究仍然存在许多未知，某些非主要组成的益生菌也许能发挥更重要的作用，例如最近比较热的AKK菌，氢气对这些少数益生菌的调节作用也应该重视。另外，为了明确氢气对肠道菌群的影响在氢气效应中的地位，应该对比饮用氢水和吸入氢气后肠道菌群的改变，这有利于明确不同给氢方式的作用模式。

2007年，有报道称，氢气具有一种抗氧化作用，能有效选择性去除羟基自由基。电解产生的含氢碱性水在日本被称为碱性电解水。Naito 等发现电解水具有抗氧化活性。田代等同时对电解水改善胃肠道症状的有效性进行了大规模的临床评价。以腹部症状如胃灼热、胃不适、腹胀、腹泻和便秘的参与者为研究对象，研究了在4周内每天饮用500毫升电解水或非电解纯化自来水的参与者腹部问题的总体改善情况。他们报告说，与饮用自来水的对照组相比，饮用电解水的组看到了更好的结果，而腹泻和便秘等症状也得到了实质性的改善。我们先前研究了饮用电解水对未出现腹部不适的健康参与者的影响，并报道了摄入电解水可使粪便一致性正常化。最近，Shin等也报道了减少碱性饮水对肠易激综合征伴腹泻的影响。高木涉等一直在使用布里斯托尔粪便量表(BSS)调查和研究日本参与者的粪便一致性，这是一种将粪便一致性分为七种类型的评价方法:1型(分离的硬块，如坚果);2型(香肠形状，块状)；3型(像一根香肠，但表面有裂缝)；4型(像香肠或蛇，光滑柔软)；5型(具有清晰的切割边缘的软斑点)；6型(毛绒绒的，边缘粗糙，糊状的凳子)；7型(水状，无固体，完全液体)。

他们报告说，60%的健康男性通常倾向于稀便(BSS 5型或6型)，并讨论了肠道微生物群组成的平衡对粪便一致性趋势有影响的可能性。其他研究也报道了许多影响大便一致性的微生物。我们之前发表过一篇关于小鼠实验的论文，在该实验中，参与者在实验前摄入了氢溶解的电解水。我们发现，抗氧化机制不仅直接和间接地作用于小鼠的氧化应激，而且证实了即使在没有施加氧化应激的非应激条件下，肠道微生物群组成的平衡也发生了改变，活性化合物如短链脂肪酸增加。在一项关于摄入富氢水的人体肠道微生物群的实验中，Sha等人通过长期高强度运动训练的足球运动员摄入富氢水的4周和8周，研究其肠道微生物群的多样性和丰度。他们发现，氧化应激标志物丙二醛下降，总抗氧化能力增加。到目前为止，还没有发表过关于粪便一致性和肠道微生物群组成变化之间的联系的研究，这些变化是由正常健康的人摄入含氢电解水引起的，他们没有受到过度运动等因素导致的强烈氧化应激的影响。本研究调查了饮用了氢溶解的电解水的健康个体的粪便一致性和粪便中肠道微生物群变化之间的联系。

双歧杆菌与排便之间的关系以前曾有报道。本文关于碱性电解水治疗效果的假设，认为摄入具有抗氧化特性的电解水，可以增加肠道内双歧杆菌的数量，改善粪便硬度和胃肠道症状。研究采用双盲、随机试验方法，研究了饮用溶氢电解水后，粪便一致性与肠道微生物群组成变化之间的关系。受试者连续两周每天饮用500毫升净化自来水或电解还原水。研究发现饮用电解水并没有显著改变肠道微生物群，但似乎作用于一种特定细菌物种。饮用电解水可导致双歧杆菌增多。电解水组也发现粪便一致性显著收敛于布里斯托尔粪便量表4型(“正常”)。因此，饮用电解水很可能会改变肠道微生物群。本研究于2020年2月18日在大学医院医疗信息网 (UMIN)临床试验注册中心(UMIN ID: UMIN000039507)回顾性注册，并经山梨县大学伦理委员会批准(批准号:UMIN000039507)。

研究流程

本研究通过双盲比较试验，比较了在2周内饮用氢水或普通水所引起的肠道微生物群和粪便一致性的变化。电解水组双歧杆菌属的相对丰度有所增加，且试验后较试验前显著增加。在双歧杆菌属， OTU的最近亲属为双歧杆菌和双歧杆菌adolescentis，两者都显示出显著增长。此外，电解水组的粪便一致性显著收敛于BSS 4型(“正常”)。Kohno 等报道了肠道菌群与粪便一致性的关系，并报道了通过让人以片剂的形式摄入双歧杆菌，转化肠道菌群组成，使粪便一致性正常化。

曾有学者报告氢水可影响双歧杆菌属相对丰度，但没有提供具体数据。本研究对相对丰度基本相等(即无显著差异)的两组进行了比较，评估饮用氢水对双歧杆菌属的影响，因此能够证实饮用了碱性电解水后肠道中的双歧杆菌数量增加。因此，本研究能支持过去的发现。尽管Sha等的研究结果表明，肠道菌群的多样性变化显著，我们的结果表明，在α-多样性方面没有显著差异，证明了电解水摄入可能不是作用于广泛的细菌，而只作用于特定类型如双歧杆菌属。

The effects of ingestion of hydrogen-dissolved alkaline electrolyzed water on stool consistency and gut microbiota: a double-blind randomized trial

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