水素水

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水素水(すいそすい)は、水素ガスを溶解させた水であり、無味、無臭、無色である。

工業用の水素水は超純水を元に生成され、炭酸水やオゾン水と同様に半導体や液晶の洗浄に用いられる[1]。その他、飲料としても販売されているが、明確な定義は存在せずメーカー自称である[要出典]

生成[編集]

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[2]

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[3]。 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[3]。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[4]

洗浄[編集]

超純水に水素ガスを溶解させることで、高濃度の水素水が生成され、洗剤を使うよりもコストと環境負荷が低い洗浄液として利用でき、半導体工場や液晶工場で用いられている[1]。水素が微小気泡として存在すればキャビテーションの核となり、キャビテーションが発生するため、洗浄効果は高まる[3]。超音波やアルカリと組み合わせて使用される事が多い[2]

水素による生体研究[編集]

水素水を含めた水素医学について概説する。

1671年にはロバート・ボイルによって、水素ガスが生成され水素はガスであると認識され、生理的に不活性なガスだと考えられ注目されなかった[5]

初期には、水素分子の生物学的効果は小規模に研究されてきた[6]。1975年に、Doleらは水素ガスが動物の皮膚腫瘍が退縮するという研究結果を『サイエンス』にて報告したが[7]、注目はされなかった[5]。肝臓に慢性の炎症をもつマウスでの高圧水素の抗炎症効果は、2001年に報告された[6]。こうした研究は数が限られている[6]

続いて、アルカリ性電解水における研究である[6]。1997年に、白畑らは電気分解した水を使った実験を行い、その作用が彼が「活性水素」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 [8][6]。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[9]。とはいえ、原子水素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分子水素である[6]。後の研究者は水素分子の作用だとみなしている[6]

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OH・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[10]、これ以降、水素の研究が進展している[5][6]

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[5]。別の研究は、2007年から2015年6月までで、321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[6]

体内の活性酸素の過剰発生は、動脈硬化や心筋梗塞、がんなどに原因となっているのではないかとも考えられている[11]

日本医科大学の中村成夫によれば、水素水は3つの特徴が期待される[12]

医療研究[編集]

2007年から2015年までに、ヒトでの研究は年々増加してきている[6]。以下にいくつかを示す。

東北大学病院のNakayama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[13][14]

梶山内科クリニックの梶山靜夫らは、ランダム化二重盲検法で、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[15]

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[16][17]

基礎研究[編集]

2015年6月までにある研究は水素による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[6]。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[6]

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[18] 九州大学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[19]


保存[編集]

水素の溶け込んだ水をペットボトル等のプラスチック容器に封印したとしても、水素の分子は小さいため、プラスチックや、金属でも単層の蒸着膜程度なら通り抜けてしまう[要出典]。水素水を保存・保管するには、ガラス瓶や金属缶、金属積層フィルムのパックなどが必要になる[要出典]。健康食品として販売されているものは、金属積層フィルムのパッケージに充填されている[要出典]

販売[編集]

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[20]。一方で、パナソニックの「還元水素水生成器」など、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。

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。

業務停止命令[編集]

2016年3月、水素水で心筋梗塞や動脈硬化が治る等、事実に基づかない虚偽の説明をしたとして特定商取引法違反で販売業者に業務停止命令が出されている[21][22]

国民生活センターは、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[11]

脚注[編集]

  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 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
  3. ^ 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。
  4. ^ 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。
  5. ^ a b c d 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
  6. ^ 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
  7. ^ Dole M, Wilson FR, Fife WP. (1975). “Hyperbaric hydrogen therapy: a possible treatment for cancer”. Science 190 (4250): 152-4. PMID 1166304. 
  8. ^ Shirahata S, Kabayama S, Nakano M, et al. (1997). “還元水による動物細胞の機能制御と医療への応用”. Biochem. Biophys. Res. Commun. 234 (1): 269–74. doi:10.1006/bbrc.1997.6622. PMID 9169001. 
  9. ^ 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/. 
  10. ^ Ohsawa, Ikuroh; Ishikawa, Masahiro; Takahashi, Kumiko; et al. (2007). “Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals”. Nature Medicine 13 (6): 688–694. doi:10.1038/nm1577. ISSN 1078-8956. 
  11. ^ a b 「水素水生成器」の効果は? 国民生活センター、明確化を要望” (2016年3月11日). 2016年3月12日閲覧。
  12. ^ 中村成夫「活性酸素と抗酸化物質の化学」、『日本医科大学医学会雑誌』第9巻第3号、2013年、 164-169頁、 doi:10.1272/manms.9.164
  13. ^ 日本トリム 研究開発
  14. ^ 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. 
  15. ^ 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
  16. ^ 水素を含んだ電解アルカリ水の飲用により、運動による体内ストレスを抑制する効果を検証[リンク切れ](2009年7月17日、パナソニック電工株式会社)
  17. ^ 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)
  18. ^ Nagata K, Nakashima-Kamimura N, et al. "Consumption of molecular hydrogen prevents the stress-induced impairments in hippocampus-dependent learning tasks during chronic physical restraint in mice." Neuropsychopharmacology. 2009 Jan;34(2):Epub 2008 Jun 18, pp501-8. PMID: 18563058
  19. ^ Mami Noda, Yusaku Nakabeppu et al. "Hydrogen in Drinking Water Reduces Dopaminergic Neuronal Loss in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine Mouse Model of Parkinson's Disease" PLoS ONE 4(9): e7247. September 30 2009, doi:10.1371/journal.pone.0007247
  20. ^ “伊藤園「高濃度水素水」販売で物議 ネットでは「伊藤園はもう買わない」など“不買表明”も”. ねとらぼ. (2015年11月25日). http://nlab.itmedia.co.jp/nl/articles/1511/24/news118.html 2015年12月9日閲覧。 
  21. ^ 水素水などを販売する会社に9カ月間の一部業務停止命令 - FNN”. FNN (2016年3月10日). 2016年3月11日閲覧。
  22. ^ マルチ取引大手に一部業務停止命令へ 消費者庁が方針朝日新聞デジタル 2016年3月8日