高気圧酸素治療と緑内障：その作用機序と生物学的妥当性

はじめに

**高気圧酸素治療（HBOT）**は、加圧されたチャンバー内（通常、通常の気圧の1.5～3倍）で、ほぼ100%の酸素を吸入する医療処置です。これにより、血液や組織中の溶解酸素量が増加します (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。HBOTは、一酸化炭素中毒の治療や創傷治癒などの承認された用途がある他、眼疾患の実験的用途にも用いられますが、緑内障（視神経の病気）に対する効果は十分に確立されていません。緑内障は、しばしば高眼圧や血流不良に関連して、網膜神経節細胞（眼の奥にある神経細胞）とその軸索の進行性の喪失を伴います (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。理論的には、網膜や視神経乳頭の酸素レベルを上げることは、細胞がストレスを乗り切るのに役立つ可能性がありますが、過剰な酸素も害を引き起こす可能性があります。この記事では、HBOTが眼の酸素レベル、血流、細胞代謝をどのように変化させるか、それが緑内障にとって何を意味するかを、潜在的な利点とリスクを比較検討しながら探ります。

HBOTと眼の酸素

網膜（眼の奥を覆う神経層）は代謝が非常に活発で、大量の酸素を必要とします (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。通常の状態では、内網膜（神経節細胞を含む）は網膜の小動脈から酸素を得ており、外網膜（視細胞）は脈絡膜（網膜の下にある血管が密な層）から酸素を得ています。HBOTを受けると、吸入する空気の酸素分圧が非常に高くなります。これにより、血液中に運ばれる酸素量と眼の液体に溶解する酸素量が劇的に増加します (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。例えば、HBOTは硝子体（眼の内部）を酸素で飽和させ、窒素を酸素に置き換えることさえできるため、眼内の酸素レベルは数時間にわたって高まった状態を維持します (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。あるレビューでは、*「治療後最大4時間まで組織酸素レベルが高い状態が観察されている」*と指摘されています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。実質的に、眼は異常に大きな酸素貯蔵能力を持っています。

緑内障の場合、視神経乳頭と網膜の酸素濃度が高いことが細胞の生存に影響を与える可能性があります。酸素が豊富な環境では、細胞はミトコンドリアを介してより多くのエネルギー（ATP）を生成し、低酸素損傷に抵抗するかもしれません。動物モデルでは、HBOTが損傷した網膜ニューロンをアポトーシス（プログラムされた細胞死）から保護することが示されています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。脈絡膜から網膜深部への酸素拡散を促進することで、HBOTは特に血流不良に苦しむ領域を助ける可能性があります (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。しかし、これらの考えは緑内障においては理論的なものです。一般的な目標は、追加の酸素がストレスを受けた神経節細胞を「救う」ことです。とはいえ、酸素は組織内でも反応します。高酸素は、過剰になると細胞を損傷する可能性のある**活性酸素種（ROS）**を生成することがあります。したがって、眼におけるHBOTはバランスです。低酸素を緩和する一方で、酸化損傷のリスクも伴います (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

網膜神経節細胞の生体エネルギーと高酸素血症

**網膜神経節細胞（RGC）**は、高いエネルギー需要を持つニューロンです。これらはミトコンドリアに依存して酸化的リン酸化（酸素を利用してATPを生成する）を行います。通常の酸素レベルでは、RGCのミトコンドリアが必要な細胞エネルギーの大部分を生成します。酸素が低い（低酸素症）場合、細胞は効率の低いプロセス（解糖系）に切り替える必要があり、エネルギー不足に陥る可能性があります (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。緑内障では、RGC損傷につながる一因として、酸素供給の不足（高眼圧や血管調節不全による）が考えられており、慢性的な低酸素ストレスを引き起こします (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。実験的緑内障の研究では、RGCが死に至る前に低酸素（酸素不足）およびエネルギー障害の兆候を示すことが示されています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

HBOTを介して高濃度の酸素を吸入することは、細胞のエネルギー供給を増加させる可能性があります。より多くの酸素が利用可能になることで、ミトコンドリアはより多くのATPを生成し、正常な軸索輸送（RGCが長い線維内で物質を上下に移動させるプロセス）をサポートできるでしょう。RGCがエネルギー要件を満たすのを助けることにより、高酸素状態は理論的にグリアストレス経路を遅らせる可能性があります。実際、動物の視神経損傷モデルにおいて、HBOTが網膜神経節細胞の生存率を改善することが報告されています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。実際には、より多くの酸素はより良い細胞代謝を意味しえます。例えば、網膜動脈の急性閉塞後に酸素補充を行うと、動物研究で酸素代謝が回復しました (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

しかし、その裏側もあります。ミトコンドリアはエネルギー生成の副産物として活性酸素種も生成します。過剰な酸素はROSの生成を増加させる可能性があります (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。ROSが過剰になると、ミトコンドリアDNAやタンパク質を損傷し、酸化的ストレスを引き起こします。緑内障では、酸化的損傷が線維柱帯細胞（眼の排水機能）とRGCの両方に害を及ぼすと考えられています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。したがって、HBOTは感受性の高い眼において、そのストレスを増大させる可能性も考えられます。あるレビューでは、特に酸素が眼の前面に到達する場合、*「HBOTは眼を酸素濃度の上昇と酸化的損傷のリスクにさらす」*と注意を促しています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

要約すると、生体エネルギー学的観点から見ると、HBOTはRGCにエネルギー生成のためのより多くの酸素を与える可能性があり（潜在的な利点）、一方で酸化的ストレスを高める可能性もあります（潜在的なリスク） (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。正味の効果は、酸素の必要性と抗酸化防御の個々のバランスに依存する可能性が高いです。

血流と血管収縮効果

高酸素レベルに対する血管の主要な反応は血管収縮です。網膜動脈は酸素レベルの上昇を感知すると、収縮する傾向があります。これは正常な自己調節メカニズムであり、十分な酸素があるため血流が少なくて済む場合に血管が締め付けられます。研究によると、純粋な酸素を吸入すると網膜血流が減少することが示されています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。例えば、ある報告では、網膜循環において*「HBOT開始後の最初の10分間で、血流が著しく減少する」*ことが判明しました (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。HBOT終了直後、血管は再拡張し（多くの場合、一酸化窒素の急増による）、血流は正常に戻ります (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

これが緑内障にどのように影響するでしょうか？一方では、血流の低下は網膜や視神経への新鮮な血液の供給が少なくなることを意味し、懸念される可能性があります。他方では、血液がより多くの酸素で満たされるため、総酸素供給量は依然として改善される可能性があります。実際、虚血性網膜モデルの研究では、血管収縮にもかかわらず、高酸素状態では酸素供給（DO₂）および代謝（MO₂）さえも回復することが示されています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。例えば、頸動脈が閉塞して眼への血流が減少したラットでは、短時間の100%酸素投与によって内網膜代謝がほぼ正常に回復しました (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

脈絡膜（網膜の下にある厚い血管層）は、高酸素状態では異なる挙動を示します。網膜血管とは異なり、脈絡膜は強力な酸素自己調節機能を持っていません (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。高酸素は脈絡膜血管を強く収縮させることはありません。実際、脈絡膜の血液は安定した酸素供給を継続します。HBOT中、余分な酸素が脈絡膜の血液に溶解し、網膜に拡散できる酸素レベルを高めます (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。実用的な観点から見ると、網膜血管が収縮している間、網膜は脈絡膜からより多くの酸素を受け取ることができるかもしれません。ある研究では、灌流不足の網膜領域における酸素の増加（脈絡膜からの拡散による）が網膜の健康を改善する一方で、それに伴う網膜の血管収縮が体液漏出や浮腫を防ぐのに役立つと指摘しています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

全体として、HBOTが眼に及ぼす血管収縮効果は、血流を減少させる可能性がありますが、同時に血液単位あたりの酸素供給量を増加させる可能性があります。緑内障患者への正味の影響は完全には分かっていません。一方では、灌流がすでに限界状態であった場合、血流の減少は問題となる可能性があります。他方では、血流の減少が腫れを軽減し、余分な酸素が代謝ニーズを満たす可能性があります。灌流圧の程度も重要です。緑内障で眼圧が高い場合、わずかな血流の低下でさえ虚血のリスクを伴う可能性があります。これらの要因は慎重に検討されなければなりません。

眼圧と視神経乳頭貫通圧較差

**眼圧（IOP）**は、眼の内部の液体圧力です。緑内障のリスクはIOPと密接に関連しているため、HBOTがIOPを変化させるかどうかを問うのは当然のことです。あるヒトの研究では、2.5気圧でのHBOT中にIOPが測定されました。その結果、治療中にIOPがわずかに低下し、その後正常に戻ることが判明しました (www.researchgate.net)。平均して、2.5ATAで100%酸素を吸入した患者では、圧力が約2 mmHg低下しました (www.researchgate.net)。この変化は統計的に有意でしたが、小さいものでした。健康な眼では、このようなわずかな低下は臨床的に重要ではありません (www.researchgate.net)。劇的な圧力上昇は報告されていません。実際、通常のHBOTがIOPを上昇させることは知られていません。むしろ、酸素を吸入すること（通常気圧でさえ）は、多くの研究でIOPを低下させる傾向があります。したがって、HBOTがIOPを悪化させる可能性は低いでしょう。一時的にIOPを緩和することさえあるかもしれません。

IOPだけでなく、緑内障の損傷は視神経乳頭貫通圧較差にも依存します。これは、IOP（視神経乳頭を外側に押す圧力）と眼の奥の圧力（通常は脳内の脳脊髄液圧）との差です。この較差が高い場合、視神経線維が眼から出るデリケートな篩状板に機械的ストレスがより多くかかります。高気圧環境は、この較差を複雑な形で変化させる可能性があります。例えば、周囲圧力の増加（HBOTのように）は、全身のあらゆる場所の圧力を上昇させる傾向があります。これにより、静脈圧および頭蓋内圧が上昇する可能性があります。2.4ATAの健康なヒトを対象とした最近の画像研究では、網膜および脈絡膜の層が肥厚しており、これは頭蓋内静脈圧の上昇と排出の減少を反映している可能性が高いとされています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。HBOT中に頭蓋内圧や眼窩静脈圧が上昇すると、眼の奥の圧力が増加する可能性があります。一方でIOP自体はわずかに低下しました (www.researchgate.net)。したがって、視神経乳頭貫通圧較差（IOPから脳圧を引いたもの）は実際に減少するかもしれません。理論的には、篩状板を横切る圧力差が小さくなることで、視神経線維への機械的ストレスが緩和される可能性があります。

しかし、状況は複雑です。静脈圧/脳圧の上昇は、研究で観察されたように (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)、眼の奥の静脈うっ血を引き起こす可能性もあります。篩状板は、神経線維を支持する篩状の構造です。外部圧（血液または脳脊髄液）が上昇すると、高IOPの場合とは異なる方法で篩状板を変形させる可能性があります。HBOTが篩状板の生体力学にどのように影響するかについての直接的なデータはほとんどありません。HBOTがある意味で篩状板のひずみを軽減する（較差の減少による）可能性がある一方で、他のストレス（例：神経乳頭に対する静脈圧の上昇）を導入する可能性もあります。研究されるまでは、このメカニズムによる緑内障性損傷への影響は推測の域を出ません。

潜在的な利点とリスク

これらを総合すると、HBOTは緑内障に対して長所と短所の両方を持つ可能性があります。

• 潜在的な利点： HBOTは網膜神経節細胞および視神経乳頭への酸素供給を改善し、血流が損なわれた場合にそれらの代謝をサポートする可能性があります (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。急性網膜虚血のような眼の状態では、HBOTは迅速に投与された場合に視機能を回復させました (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。同様に、より多くの酸素は、慢性的な低酸素ストレスを軽減することで緑内障における神経変性を遅らせる可能性があります。HBOTに見られる一時的なIOP低下 (www.researchgate.net) も、視神経の負担をわずかに軽減するかもしれません。健康なボランティアでは、HBOTは眼の構造に軽度で一時的な変化しか引き起こさず、生理学的に許容されうることを示唆しています (www.researchgate.net) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

• 潜在的なリスク： 余分な酸素は酸化的ストレスを伴います。レビューでは、眼の隅角における高酸素レベルが線維柱帯（眼液を排出する組織）を傷つけ、損傷を促進する可能性があると警告しています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。実際には、HBOTによる酸化的ストレスは、感受性の高い個人において緑内障を悪化させる可能性があります (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。HBOTのその他の報告されている眼の副作用（まれではあるが）には、可逆性の近視（myopia）や水晶体の変化があります。例えば、患者は複数回のセッション後に一時的な近視性変化を発症することが多く、長期にわたるHBOTは白内障形成と関連付けられています (www.researchgate.net)。2025年のダイビング研究では、高気圧曝露が脈絡膜と内網膜を肥厚させることも発見されており (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)、これは視覚に影響を与える可能性のある体液シフトを示唆しています。緑内障のすべての治療は慎重に使用されなければなりません。実際、専門家は、緑内障患者が他の理由でHBOTを必要とする場合でも、厳重なモニタリングを行うべきであると警告しています (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

バランスの取れた枠組みが必要です。一方で、HBOTは理論的に視神経の酸素欠乏を修正することで助けになる可能性があります。他方で、酸化的損傷や血管ストレスを加える可能性もあります。現在、HBOTが緑内障を治療するという確固たる臨床的証拠はなく、その使用は適応外であり、実験的なものです (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。決定的な研究が不足しているため、いかなる利点も仮説の域を出ません。重要なのは、もし検討されるとしても、HBOTは緑内障患者においては慎重に、眼の注意深いモニタリングのもとでアプローチされるべきであるということです。

結論

高気圧酸素治療は眼内の酸素レベルを大幅に上昇させ、組織代謝を促進する一方で、血管の変化や酸化的ストレスを引き起こす可能性もあります。これらの効果は緑内障に対して明確な理論的意味合いを持ちます。より良い酸素供給は神経節細胞のエネルギー生産を支援するかもしれませんが、酸化的損傷や血流減少に対する防御が重要です。高周囲圧力は、視神経乳頭を横切る液体圧力（視神経乳頭貫通圧較差）を変化させ、機械的負荷を軽減する可能性がある一方で、静脈うっ血を引き起こす可能性もあります。要約すると、緑内障に対するHBOTの影響は生物学的に妥当であるものの、不確実です。神経の酸素化の改善やわずかな圧力緩和といった仮説上の利点と、酸化的損傷、排出障害、血管への負担といったリスクが混在しています。研究がこのバランスを明確にするまで、HBOTは緑内障には推奨できません。いかなる検討も、患者固有の要因の慎重な比較検討と、厳重なモニタリングを必要とします。