水素水

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水素水（すいそすい）は、水素分子のガスを溶解させた水であり、無味、無臭、無色である。水素は水にごくわずかに溶ける。

工業用の水素水は半導体や液晶の洗浄に用いられる[1]。ほか市販の飲料水も販売されている。

生成

水素水の生成は、水素ガスの溶解や、水の電気分解によって容易に調整できる[2]。

洗浄用水素水の製造方法のひとつとして、水は通過しないがガスは通り抜ける高性能の中空糸状の気体透過膜を内蔵したモジュールによる方法がある。これは、高純度の水素水を安全かつクリーンに経済的に製造することを目的としたものである[3]。

他に、アルカリ電解水を生成する過程で水中に水素が過飽和に溶解しており、一部はコロイド状の微小の水素気泡となって存在し、微小の水素気泡は1日放置後にも安定して存在する[4]。 アルカリ電解水に溶存する水素濃度が増加するにつれて、酸化還元電位は低くなる[4]。飲用アルカリ性電解水は安定したpHの生成が主眼に置かれていたが、後に溶存水素量にも着目され研究開発が進んできた、とパナソニックは主張している[5]。

洗浄

半導体や液晶の洗浄に用いられる[1]。超純水に水素ガスを溶解させて作られ、洗剤を使うよりもコストと環境負荷が低い洗浄液となる。水素が微小気泡として存在すれば、これを核としてキャビテーションが発生するため、洗浄効果が高まる[4]。超音波やアルカリと組み合わせて使用される事が多い[3]。同様な洗浄水として炭酸水やオゾン水が存在する。

農業

高等植物では、水素（水素水ではない）によって早くには1964年にライ麦の発芽が早まることが中国で発表された[6]。

水素水では、緑豆植物の成長促進、米の塩分や水不足時のストレス耐性の向上や、バラでは開花を遅らせ、キウイフルーツでは熟成と老化を遅らせることが示された[6]。植物ホルモンのタンパク質遺伝子の発現を調節することが発見されたため、病害や害虫への抵抗性の向上につながる可能性がある[6]。また水素の抗酸化の特性は、農産物の保存に寄与する[6]。

毒性・安全性

国立健康・栄養研究所は、「ヒトに対する安全性については信頼できる十分なデータが見当たらない」、「ヒトに対する有効性については信頼できる十分なデータが見当たらない。」としている[7]。

日本では水素は食品添加物として承認されている[8]から安全であるとの主張[9]があるが、製造用剤として”油脂の硬化等の水素添加”[10]の用途で用いられているのであり、この用途では最終製品には水素は残らない。アメリカでは、水素ガスは、従来の油脂の硬化等の水素添加以外の目的では、2014年に、酸化防止のために飲料への食品添加物としてGRAS（概して安全とみなせる）に認められた[11]。

生体研究

1997年に、現九州大学名誉教授　白畑實隆らは電気分解した水（電解還元水）を使った実験を行い、その作用が、彼が「活性水素」[12]と呼ぶ水素原子によってもたらされていることを示唆しているとの仮説を、Biochemical and Biophysical Research Communicationsにて報告した[13][14]。2000年にも白畑は、そうした作用を起こす原因が「活性水素であろうと推定」し、その検出法の開発に取り組んでいることを記している[15]。とはいえ、水素原子は長い時間体内に存在することはできず、電解水に存在するのは水素分子である[14]。後の研究者は水素分子の作用だとみなしている[14][16]。白畑自身も、彼を含めた研究者らによる最近の研究では、作用の原因として水素分子に言及している[17]。

2007年には太田成男が、動物実験において脳虚血などによって生成されるヒドロキシルラジカル（・OHと表記される）に対して、水素がもつ抗酸化、抗アポトーシス作用によって選択的に保護できることを『ネイチャー メディシン』にて報告し[18]、これ以降、水素の研究が進展している[19][14]。当初の大田らの報告は気体として水素を吸入するものであったが、その後に、水素分子を飽和させた水素水によっても同様の効果が得られることが確認された[20]。当初は、水素ガスの吸引に比べて、水素水の摂取は効果が低いのではないかと考えられていたが、水素水でも様々な報告がなされてきた[2]。水素ガスの吸引に比較して、安全で実用的である[21]。また希釈した水素水でもマウスの肥満を改善したことから、当初の想定よりも低濃度で作用するとされている[21]。

ビブリオメトリックスという手法を用いて、水素医学に関する2007年から2014年までの文献を探索した二次資料によれば、この間に357の論文が出版されており、2007年には3論文、2009年には25論文、2013年には71論文と経時的に増加し、地域では中国で190論文、日本で112論文、アメリカで58論文、投与方法としては注射が多く、水素水として経口から、またガスとして吸入する手法がそれぞれ25%前後を占めており、対象としては動物を用いた生体（in vivo）研究がもっとも多く、研究への出資は日本の文部科学省、アメリカ国立衛生研究所（NIH）、中国国家自然科学基金（NSFC）からが上位3つである[19]。

別の研究は、2007年から2015年6月までで、321の水素の論文があり、年々臨床試験が増加していることを報告している[14]。これらの発見された研究数の違いは、検索した言葉や含めた文献といった研究条件による。

医療研究

2007年から2015年6月までに、ヒトでの研究は年々増加してきている[14]。その半分は日本で実施されている[14]。その時点では19の水素によるヒトでの臨床試験があり、14研究が水素水によるものでこのうち9研究が二重盲検法を採用している[14][22]。 これらの研究の存在を調査した著者らは、通常、（マウスなど）齧歯類モデルで観察されたものほど顕著な効果ではないが、統計的に有意な効果がみられていることと、さらに大規模かつ長期の臨床試験が望まれると述べている[14]。

日本で登録されていた研究中の臨床試験もあり[23]、順天堂大学でのパーキンソン病における大規模臨床試験などがある[14]。

以下に、結果をいくつかを示す。

東北大学病院の中山昌明と整水器メーカー日本トリムは、血液透析用水に水素水を使用することで透析患者の慢性炎症、酸化ストレスを抑制することを見出した[24][25]。

梶山内科クリニックの梶山靜夫らは、ランダム化した二重盲検法で、高LDL血症または耐糖能異常の患者30人に1日900mLの水素水を飲ませたところ、LDL値の顕著な減少がみられ、脂質代謝異常の改善や耐糖能異常の予防に有益であった[26]。中国の山東大学の研究では、水素水を10週間にわたり、メタボリック症候群の予備軍を摂取してもらい、総コレステロールやLDLコレステロールレベルの低下が示された[21]。

順天堂大学医学部では、パーキンソン病治療薬のL-ドパ服用中のパーキンソン病の患者18名に対してランダム化した二重盲検法にて、機器により生成した水素水、あるいはただの水を飲用させ、パーキンソン病の評価基準にて水素水に優位な結果を得たことから、さらなる証明のために、薬を服用していない患者も含めた他施設の同様の試験が2013年に開始されている[27]。他の論文で、予備的なこの結果は有望だと言及されている[28]。

山梨大学教育人間科学部とパナソニック電工株式会社の共同研究で、二重盲検法によるランダム化比較試験において、水素を溶存させたとされる水素高溶存電解アルカリ水は、単に浄水を飲んだ場合と比較して活性酸素による生体内酸化ストレス値を40%と有意に低下させた[29][30]。

岡山大学病院における臨床試験では歯周病治療に加えて、7人に水素水を、比較対象として6人にただの水を飲んでもらい、8週間後には、歯周ポケットの深さと体内の体内の活性酸素の量は、水素水を投与したグループのほうが低かった[31]。

電解アルカリ水の臨床（医療）への応用は、2004年に台湾で始まっているが、水素分子のデータはとられておらず、福島県立医科大学の研究者らは水素分子を中心的な役割にあるとみなして、データ化のための指標とし、電解水を人工透析の際の透析液として利用し、2015年時点で多施設での観察研究が実施されていることを報告している[16]。

基礎研究

ある研究は2015年6月までに水素による321の研究を数えており、これによりほぼすべての疾患モデルが仮定されている[14]。そのため、ヒトにおける研究やメカニズムの解明という次のステップを追求すべきだと結論している[14]。

日本医科大学の太田成男らは、ストレスを与えたラットの脳細胞の増殖がストレスによって抑制された状態を改善した[32]。九州大学とパナソニック電工の研究グループは水素入りの水がマウスの脳細胞の破壊を抑え、細胞を壊す原因とされる活性酸素も減ったことを確認し、パーキンソン病などの予防の治療につながるのではないかとコメントした[33]。

水素水の飲用によって胃からグレリンが分泌され、脳の神経を保護していることが発見され、大学のサイトでは、腸内細菌由来の水素の産生を増やしても効果がないという知見にも矛盾しない発見であると言及されている[34]。ラットでは、腸内細菌による水素の産生量を増加させるラクチュロース（食物繊維）の摂取や継続的な水素への暴露ではなく、水素水の飲用や断続的な暴露による水素濃度の変化が神経保護の要因であると発見されている[35]。腸内細菌の産生する水素を欠乏したマウスとの比較では、腸内細菌による水素は炎症を抑制したが、水素を摂取したほうがその効果は高かった[36]。

動態

水素は分子が小さいために迅速に生体膜を通過し、細胞の核とミトコンドリアまで達し、また血液脳関門も通過する[21]。水素水を摂取したマウスの血液からは水素が検出され、ヒトでは呼気中の水素が摂取後10分で最高濃度に達し、60分以内に元に戻る[21]。うち40パーセントが体内で消費されているために、その一部が体内で捕捉されたことを示していると考えられている[21]。

保存

水素は、ガラスやプラスチックを短時間で通過してしまうため、長時間の保存にはアルミニウム製の容器が向いている[21]。

販売

企業によって種々の名称で販売されている。ペットボトルやプラスチック容器によって販売されている商品もある。ニュースサイトの「ねとらぼ」によれば、伊藤園は2015年7月に、2008年から販売していた高濃度水素水を封入した商品をリニューアルし、物議をかもした[37]。

一方で、水道水から電気分解を経て直接水素水を生成する装置も商品展開されている。パナソニックの「還元水素水生成器」やSHARPの同様の製品など、メーカーからも販売されている。

健康を謳う水素水を扱った商品は、小売の他、「ネットワークビジネス」と呼ばれるマルチ取引を中心にした訪問販売業によっても流通している。

商品テスト結果

2016年3月10日、水を電気分解して水素を発生させる2製品で、広告中に、水の中のヒドロキシルラジカルを抑制する水であり、同時に人体での効果をあらわしたものではないと記載されていた[38]。国民生活センターにて実験し、その通り再現し、その通り発表した[38]。これは臨床試験ではない。

国民生活センターは「人体への効果と関連付けて考えないようにしましょう。」と記載している[38]。

は、活性酸素の量を抑制するとどうなるのか明確化するよう事業者に要望した[39]。

商品テスト結果による企業への影響

国民生活センターによる商品テスト結果は数多くのメディアで取り上げられ、水素水へのネガティブなイメージを消費者に与え大きな話題を呼んだ。これにより国民生活センターに商品テストをされた企業が経営に大打撃を受けた[40] 。2017年1月20日、商品テストを掲示した国民生活センターウェブページにて「業界の意見」[41] と題してテストを受けた19社のうち6社から受け意見表明を公表した。内容は商品テスト結果について「水素水に関する相談が11年度以降増え続けているとの相談内容への割合の明確化、水素の水素濃度測定方法、薬事効果で言及するのに薬事法通り管轄行政機関から発表前に事前に通達されていない、商品の表示改善を主とした報道なのに水素水には効果がないとメディアや消費者が受け取っているのはどうするのか、測定機器への疑問や、水素水研究の進展がありうる事」などの反論を展開した。またこれとは別に同ページ同日にて「業界の対応」[42]として商品テストに記載されている「事業者への要望」を受けて2社が水素水関連商品のページやパッケージの商品説明を訂正した事を発表した。

特定商取引法違反(不実告知)

2016年3月上旬、消費者庁から特定商取引法違反で一部業務停止命令が出されている[43]。会員に対して「病気が治る」といった虚偽の説明が行われたり、強引な勧誘が行われた[43]。

景品表示法違反(優良誤認)

2017年3月、消費者庁は効能を謳う同商品について効果を裏付ける明確な根拠がなく、景品表示法に違反するとして、再発防止を命じる行政処分を行った。[44]

脚注

  1. ^ a b 『よくわかる水素技術』日本工業出版、2008年、173頁。ISBN 978-4819020015。 
  2. ^ a b 大澤郁朗「水素分子の疾患予防・治療効果」『日本透析医学会雑誌』第28巻第2号、2013年、261-267頁。 
  3. ^ a b 『平成17年度 標準技術集』「2-2-3 機能性洗浄水 2-3-3-3 水素水」
  4. ^ a b c 峠有利子「アルカリ電解水の特性とその製法」『防錆管理』第53巻第12号、2009年12月、468-475頁。 
  5. ^ 田中喜典ほか「飲用アルカリ性電解水のpH・水素溶解特性と効率」『松下電工技報』第56巻第11号、2008年3月、72-77頁。 
  6. ^ a b c d Zeng, Jiqing; Ye, Zhouheng; Sun, Xuejun (2014). “Progress in the study of biological effects of hydrogen on higher plants and its promising application in agriculture”. Medical Gas Research 4 (1): 15. doi:10.1186/2045-9912-4-15. PMC 4177722. http://medicalgasresearch.biomedcentral.com/articles/10.1186/2045-9912-4-15. 
  7. ^ 国立健康・栄養研究所 「健康食品」の素材情報データベース　水素水 2016年6月30日閲覧。
  8. ^ 既存添加物名簿収載品目リスト（日本食品化学研究振興財団、平成26年2月6日更新）2016年6月30日閲覧。
  9. ^ 水素は食品として認可されています。 日本医科大学 先端医学研究所 2017年3月11日 12:04閲覧
  10. ^ 総合食品安全事典編集委員会『食品添加物事典 (食品安全のための物質・事典シリーズ)』産業調査会、1999年。ISBN 978-4882822004。 
  11. ^ Agency Response Letter GRAS Notice No. 520 FDA, November 28, 2014.
  12. ^ しかし、「活性水素水」の呼び方では別のものをさしている。「大学長距離ランナーの酸化ストレスに及ぼす活性水素水摂取の影響」という文献では、マグネシウムのスティックにより、水中に活性水素を発生させたとされている。
  13. ^ Shirahata S, Kabayama S, Nakano M, et al. (1997). “Electrolyzed-reduced water scavenges active oxygen species and protects DNA from oxidative damage”. Biochem. Biophys. Res. Commun. 234 (1): 269–74. doi:10.1006/bbrc.1997.6622. PMID 9169001. 
  14. ^ a b c d e f g h i j k l Ichihara M, Sobue S, Ito M, Ito M, Hirayama M, Ohno K (2015). “Beneficial biological effects and the underlying mechanisms of molecular hydrogen - comprehensive review of 321 original articles”. Med Gas Res 5: 12. doi:10.1186/s13618-015-0035-1. PMC 4610055. PMID 26483953. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4610055/.  二次資料
  15. ^ 白畑實隆 (2000). “還元水による動物細胞の機能制御と医療への応用”. 日本農芸化学会誌 74 (9): 994-998. doi:10.1271/nogeikagaku1924.74.994. https://www.jstage.jst.go.jp/article/nogeikagaku1924/74/9/74_9_994/_article/-char/ja/. 
  16. ^ a b 中山昌明「電解アルカリ水 (水素水) を用いた透析液 (基礎・臨床)」『日本透析医学会雑誌』第48巻第2号、日本透析医学会、2015年2月、94-98頁、doi:10.4009/jsdt.48.94、NAID 130004880139。 
  17. ^ Shah, Vishal; Hamasaki, Takeki; Nakamichi, Noboru; Teruya, Kiichiro; Shirahata, Sanetaka (2014). “Removal Efficiency of Radioactive Cesium and Iodine Ions by a Flow-Type Apparatus Designed for Electrochemically Reduced Water Production”. PLoS ONE 9 (7): e102218. doi:10.1371/journal.pone.0102218. ISSN 1932-6203. 
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  19. ^ a b 李強、田中良晴、田中博司、三羽信比古「水素医学研究概況及び関連文献のビブリオメトリックス解析」『大阪物療大学紀要』第3巻、2015年3月、31-40頁、NAID 110009914847。  二次資料
  20. ^ 市原正智、祖父江沙矢加、竹内環「分子状水素の臨床応用に向けた研究の現状について」『生命健康科学研究所紀要』第2009巻第5号、2009年、37-44頁、NAID 120004256604。 
  21. ^ a b c d e f g 太田成男「水素医学の創始、展開、今後の可能性 : 広範な疾患に対する分子状水素の予防ならびに治療の臨床応用へ向かって」『生化学』第87巻第1号、日本生化学会、2015年、82-90頁、NAID 40020383640。  二次資料
  22. ^ 既出の文献 PMID 26483953 の 表4の臨床試験一覧には、19の臨床試験が既に論文となっている。水素水14研究（うち9研究が二重盲検法）、静脈内注入が2研究、透析（電解水）1、ガス1、錠剤1
  23. ^ 既出の文献 PMID 26483953 の 表5
  24. ^ 日本トリム 研究開発
  25. ^ Nakayama M, Nakano H, Hamada H, Itami N, Nakazawa R, Ito S. (2010). “A novel bioactive haemodialysis system using dissolved dihydrogen (H2) produced by water electrolysis: a clinical trial.”. Nephrol Dial Transplant 25 (9): 3026-33. PMID 20388631. 
  26. ^ Kajiyama S, Hasegawa G et al. "Supplementation of hydrogen-rich water improves lipid and glucose metabolism in patients with type 2 diabetes or impaired glucose tolerance." Nutr Res. 2008 Mar;28(3), pp137-43. PMID 19083400
  27. ^ 頼高朝子、高梨雅史、平山正昭、中原登志樹、太田成男、服部信孝「パーキンソン病患者における水素水の無作為化二重盲検試験」『運動障害』第24巻第1号、2014年、19-23頁。 
  28. ^ Nicolson, Garth L.; de Mattos, Gonzalo Ferreira; Settineri, Robert; Costa, Carlos; Ellithorpe, Rita; Rosenblatt, Steven; La Valle, James; Jimenez, Antonio et al. (2016). “Clinical Effects of Hydrogen Administration: From Animal and Human Diseases to Exercise Medicine”. International Journal of Clinical Medicine 07 (01): 32–76. doi:10.4236/ijcm.2016.71005. ISSN 2158-284X. http://file.scirp.org/Html/5-2101253_62945.htm.  二次資料
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  30. ^ パナソニック、電解アルカリ水が運動によるストレスを抑制すると発表（2009年7月17日、家電Watch）
  31. ^ Azuma, Tetsuji; Yamane, Mayu; Ekuni, Daisuke; et al. (2015). “Drinking Hydrogen-Rich Water Has Additive Effects on Non-Surgical Periodontal Treatment of Improving Periodontitis: A Pilot Study”. Antioxidants 4 (3): 513–522. doi:10.3390/antiox4030513. ISSN 2076-3921. 
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外部リンク

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