水素療法とは
今日，一般に「酸化ストレス」と言われる様々な活性酸素（活性酸素種）による障害が種々の疾患に関与することが
明らかになってきています.我々が生きていくために酸素を使う中で，活性酸素種は発生します.
他方，これまで生体にとって不活性で機能を持たないと考えられてきた分子状水素
（水素分子H 2 ）がヒドロキシラジカルやペルオキシナイトライトなど，特定の活性酸素種
と反応することが発見されて以来，多くの研究成果が蓄積されつつあります．
水素療法研究会では活性酸素種と水素療法に関する現状をお伝えすることで水素療法理解
の理解を深めて頂くと共に、これまでの水素療法に関する世界中で行われた研究の紹介、
我々が行っている研究の紹介、水素療法に使用される機器や器具などの紹介などを発信し
ていきます．
水素療法
Hydrogen Therapy
基礎と世界の学術論文の要旨
Contents
01 はじめに・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・p02
02 水素（分子状水素または水素分子）とは・・・・・・・p03
03 生命維持に必要な酸素・・・・・・・・・・・・・・・p04
04 活性酸素（活性酸素種）・・・・・・・・・・・・・・p05
05 主な活性酸素種・・・・・・・・・・・・・・・・・・p06
06 活性酸素の体内での有益な働き・・・・・・・・・・・p07
07 活性酸素の体内での有害な働き・・・・・・・・・・・p08
08 活性酸素による障害の原因・・・・・・・・・・・・・p09
09 活性酸素の体内での除去・・・・・・・・・・・・・・p10
10 活性酸素種の発生原因の多様性・・・・・・・・・・・p11
11 活性酸素の除去：抗酸化物質・・・・・・・・・・・・p12
12 水素療法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・p13
13 心血管系と水素・・・・・・・・・・・・・・・・・・p14
14 心血管系・代謝疾患と水素・・・・・・・・・・・・・p15
15 認知機能と水素・・・・・・・・・・・・・・・・・・p16
16 パーキンソン病と水素・・・・・・・・・・・・・・・p17-p18
17 関節リウマチと水素・・・・・・・・・・・・・・・・p19-p20
18 メタボリック症候群・糖尿病と水素・・・・・・・・・p21
19 アトピー性皮膚炎と水素・・・・・・・・・・・・・・p22
20 虚血再灌流と水素・・・・・・・・・・・・・・・・・p23
21 腎臓移植と水素・・・・・・・・・・・・・・・・・・p24
22 血液透析と水素・・・・・・・・・・・・・・・・・・p25
23 社交不安障害・鬱と水素・・・・・・・・・・・・・・p26
24 その他，水素の効果が研究されている疾患・・・・・・p27
25 あとがき・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・p28
はじめに
水素ガス吸入療法が厚生労働省の先進医療Bとして2016年に承認されました（jRCT登録ID番号
：jRCTs031180352）．これは心停止した患者の蘇生後に２％の水素ガスを吸入させることで，特
に脳機能の回復を目指す治療法です．
水素ガスは人体にとって安全です
1969年のLevittによる報告(N Eng J Med 281: 122-127)以来約50年間，分子状水素（水素ガス）は
人体にとって無害であるとみなされています．1992年のStepan Uらの報告（Gastroenterology,
102: 1269-1277）によると，水素は大腸内での細菌による炭水化物の発酵で生成されており，呼気
や腸内ガスとして排泄されています．呼吸によって排泄される水素は，健康な成人一日当たり
200ｍLとされます．このように分子状水素がヒトの体内で産生されることは水素の無害性を立証と
されています（大澤郁郎：基礎老化研究 35：1−7，2011）．また潜水作業に従事する潜水夫が
吸うガスボンベに酸素と窒素以外に水素を10％混合すると，いわゆる潜水病を予防することが知ら
れています(Abraini et al., J Appl Physiol 76: 1113-1118, 1994; Fontanari et al., Eur J Appl Physiol
81:325-328, 2000). このことは高濃度水素ガス吸引が人体にとって無害であることの根拠になって
います（大田成男：J Jap Biochem Soc 87:82-90, 2015）. また, これまでの水素ガスによる多くの
研究結果からも分子状水素はヒトに対して安全とされています（Lemaire M and Barbier F: J Aging
Res Cli Prac 6: 14-22, 2017）.
大腸内で水素ガスが発生し血中に入るなら，水素ガスは摂取する必要はないのでは？
個人の持つ腸内細菌との関係が知られています．腸内環境が良くないと分子状水素が充分に生成
されず，パーキンソンの発症率が高くなり(Ohno et al. Oxid Med Cell Longev 2012:353152, 1012),
心血管系の障害が増大する（入江潤一郎ら：心臓 44:1498-1503, 2012）ことが知られています．
このため，健康維持には腸内環境を整えることが重要な一つであると言われていますが，なかなか
困難なことです．
水素ガス吸引療法は心停止後の脳機能回復に効果があると考えられており，臨床研究が進められて
います．本稿では神経機能回復以外に応用可能と考えられる効果はあるのか，水素ガス療法全般に
ついて解説します．また，水素療法に関して科学的に認められている効果について，これまで発表
された世界の研究論文から，そのエビデンスのいくつかを紹介します．
水素（分子状水素または水素分子）とは
水素 hydrogenは原子番号１で，最も小さい元素です．
原子核は+電荷を持つ１つの陽子だけで構成され，
その周囲を−電荷を持つ１つの電子が周回しています（図1）．
水素原子の電子が周回するK軌道は電子が２個で安定するので，
水素は水素分子H ２ として安定した状態となります．水素分子（水素ガス）は無色・無臭で，
地球上で最も軽い気体です．水素は水素分子の状態で存在することはほとんどなく，
水のように酸素と結合して，あるいは他の元素と結合して，化合物として大量に存在します．
体内でも水をはじめ，タンパク質, 脂質, 炭水化物などの
化合物のほとんどは水素原子を含んでいます．
水素原子の原子核は，１つの陽子からできていますが，ごく一部，
陽子のほかに中性子を１個持つもの（重水素）や
中性子を２個もつもの（三重水素）も存在します．
水素分子（水素ガス）は天然には非常に少なく，他の元素と結合して存在しますが，
水を電気分解したり，亜鉛と塩酸を混ぜたりすると水素ガスが発生します．
水素はよく燃える性質があります．燃えるというのは酸素と結合することで，
水素と酸素の混合気体に点火すると爆発的に燃えます．
水素ガスは酸素と結合しやすいという性質があります．
これが水素ガスを医療目的に使用する理由です．
生命維持に必要な酸素
人間は生命を維持するために酸素を必要とします．我々の多くが生活している地表付近の大気に
は窒素が約７８％，酸素が約２１％含まれています．その他，アルゴンや二酸化炭素，ネオンなど
の微量成分が残りの１％を占めます．
呼吸によって酸素は肺の内部まで吸い込まれます．気管や気管支を通って肺に入ってきた酸素は
，最終的に肺胞という薄い膜でできた部屋に入ります．肺胞の壁である薄い膜は，肺に静脈血を運
んできた血管の薄い膜と接しています．ここで血液中の二酸化炭素と酸素O 2 が肺胞の膜と毛細血管
の膜（内皮）を通り抜けることで交換されます．
血液中に入った酸素は，赤血球に含まれるヘモグロビンと結合して，全身に運ばれます．全身に
運ばれた酸素は，毛細血管から細胞周囲の液（細胞外液）の中に溶け込み，細胞膜を通過して細胞
内に入ります．細胞内で酸素はミトコンドリアに運ばれ，そこでブドウ糖（グルコース）などを分
解して，エネルギーを取り出し，水と二酸化炭素になって細胞外に排出されます（細胞内呼吸
cellular respiration）．このように，酸素は生命維持に必須であるエネルギー産生に必要です．
活性酸素（活性酸素種）
酸素O2は生命維持に必要なエネルギー産生に必須ですが，
体内の酸素の1〜３％程度はさまざまな条件
（エネルギー代謝，紫外線暴露，放射線暴露，公害，感染，運動，ストレス等）によって
「活性酸素種」と呼ばれる化合物に変化します．活性酸素種には次のようなものがあります．
活性酸素種
活性酸素種はラジカルと非ラジカルに分けられます．上記の赤色で示した活性酸素種がラジカルです．
ラジカルとは不対電子を持つ化学種を指します．酸素原子はK軌道に２個の電子，
８個入るL軌道に６個の電子を持っています（図3）．
酸素分子はO2ですからL軌道の電子を示すと図４のようになります．
酸素分子（図4）のL軌道に電子が１つ加わると１つの不対電子が出来ることになります．
これが酸素ラジカル（スーパーオキサイド・O2-）（図5）です．ヒドロキシラジカルは・OHで，
安定した水分子に比べて水素原子が１つ少ないので，不対電子が出来ます．
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主な活性酸素種
【スーパーオキサイド】・O2- で示されるように通常の酸素分子に電子が１個取り込まれることで，
１個の不対電子を持ったラジカルです．スーパーオキサイドは生体内で恒常的に産生されている活性酸素種で，
ほとんどは細胞内にあるミトコンドリアの電子伝達系により産生されます．
【過酸化水素】H2O2で示されるように水分子よりも酸素原子が１つ多い化合物です．
不対電子がないため，ラジカルではありませんが，生体内の細胞外液では
鉄イオンFe３+の存在下でスーパーオキサイド・O2- と反応してヒドロキシラジカル・OHを生成します．
また，細胞内ではH2O2がFe２+と反応してヒドロキシラジカル・OHを生成します．
ヒドロキシラジカルは活性酸素の中でも最も反応性が高いため，細胞に与える影響は大きいものとなります．
【一重項酸素】酸素分子O2には不対電子が２つありますが，普通の状態では安定しています（基底状態）．
この酸素を三重項酸素といいます．一重項とか三重項というのは電子の状態を示す用語で，
三重項酸素よりも一重項酸素の方がエネルギーの高い状態（励起された状態）にあります．
励起された状態は不安定で，エネルギーを放出して安定な状態（基底状態）に戻ろうとするため，
反応性が高いのです．特に紫外線が当たる皮膚や眼で生成されます．
【一酸化窒素NO】生体内で作られるラジカル種の活性酸素です．
血管の内面で産生されるNOは血管拡張作用や血管平滑筋細胞の増殖抑制作用があります．
また，神経細胞で産生されるNOには情報を伝達する作用があり，
また細胞内ではシグナル伝達にも関与するなど，多くの生理作用を有しています．
【オゾンO3】オゾンは酸素原子が３つ結合した気体です．オゾンは強力な酸化作用を持つため，
脱臭や殺菌に用いられます．オゾンは相手を酸化すると酸素分子に戻るため，クリーンな殺菌剤と言えます．
しかし，高濃度（0.1ppm: １ppmは百万分の１）では独特のオゾン臭を感じ，人体に有害となります．
【ペルオキシナイトライト】スーパーオキサイドと一酸化窒素が反応して生成します．
二酸化炭素の存在下でさらに反応が強くなり，
タンパク質・核酸・脂質を酸化したり色々な酵素の働きを変化させたりすることで，
病気や老化を引き起こす活性酸素です．窒素を含むので，活性窒素種に分類されることもあります．
活性酸素の体内での有益な働き
活性酸素は体内でいくつかの重要な働きをしています．
１ 免疫
細菌や腫瘍細胞などから体を守る働きを担っているのが免疫系です．
ヒトにはないものが体内に侵入してくると白血球の仲間であるマクロファージ，
樹状細胞，好中球，NK細胞などが攻撃・排除します．
マクロファージ，樹状細胞，好中球は，
異物を食べて消化してしまう食作用と言う方法で攻撃します．
NK細胞は異物を認識すると補体やサイトカインと呼ばれる武器を使って相手を攻撃します．
好中球は食作用で自分の体内に取り込み，
消化してしまうことで異物を処理しますが，もう一つの手段として，
好中球は活性酸素（スーパーオキサイド・O2- ）を産生して細菌や腫瘍細胞を攻撃します
．これは活性酸素が有益に働いている例です．
２ シグナル伝達
神経細胞や内分泌細胞は，他の細胞の働きを変化させるために特別な化学物質を使います．
これをシグナル伝達と呼びます．
活性酸素である過酸化水素H2O2はホルモンであるインスリンの作用に関与しており，
一酸化窒素NOも前頁で述べたように血管拡張作用や血管平滑筋細胞の増殖抑制作用があります．
また，神経細胞で産生されるNOには情報を伝達する作用があり，
また細胞内ではシグナル伝達にも関与しています．
神経の伝達や細胞内のシグナル伝達など，
活性酸素種の哺乳動物における重要な働きについては，現在，研究が進行中です．
しかし，微量の活性酸素種が生体にとって重要な働きをしているようです．
しかしながら，これらに関しても，産生量が過剰になると人体に害を及ぼします．
活性酸素の体内での有害な働き
好中球で生成される活性酸素は，異物処理に効果がある一方で，
様々な正常組織を傷害することが明らかになっています．
好中球が過剰な活性酸素を生成すると，虚血再灌流障害，
自己免疫疾患，潰瘍性大腸炎，急性胃粘膜病変，
ベーチェット病などに関与していることが知られています．
このほか，体中の様々な細胞や組織で活性酸素が産生されており，
多くの疾患や老化を早める原因となっています．
表１に活性酸素が原因とされる疾患を示します文献１）．
これ以外の疾患もあり，病気の90％が活性酸素によると考えられています．
表１．活性酸素が原因となる病気
心筋梗塞 |
脳梗塞 |
がん |
動脈硬化症 |
心不全 |
アルツハイマー病 |
関節リウマチ |
花粉症 |
肺気腫 |
パーキソン病 |
膠原病 |
白内障 |
気管支喘息 |
逆流性食道炎 |
口内炎 |
皮膚炎 |
腎不全 |
胃潰瘍 |
アルコール性肝疾患 |
|
糸球体腎炎 |
炎症性腸疾患 |
非アルコール性脂肪性肝炎 |
文献１ 吉川敏一，フリーラジカルの医学 京府医大誌 120：381-391, 2011.
活性酸素による障害の原因
活性酸素はどのようにして正常な細胞や組織に障害を与えるのでしょうか？
１ 細胞膜の破壊
ヒトの体を作っている生命的な最小単位は細胞です．
細胞は細胞膜で包まれています．細胞膜は脂質で作られていて，
その脂質には多くのタンパク質などが埋め込まれています．
活性酸素によって細胞膜が破壊されると細胞は死に至ります．
また，活性酸素によって脂質が酸化されると，細胞内シグナル伝達が障害され，
細胞の働きがおかしくなります．
２ タンパク質の変性文献２）
活性酸素の中でも，ヒドロキシラジカルが生成すると，
タンパク質を変性させることが知られています．
体内での様々な物質代謝に必要な酵素もタンパク質です．
３ DNAの損傷
DNAは細胞の中にあって，タンパク質を作る設計図となっています．
DNAは放射線，紫外線，化学物質などによっても損傷されますが，
活性酸素も損傷の原因となります．
DNAが損傷されると癌をはじめとした様々な病気が引き起こされます．
４ 炎症文献３）
炎症は本来，傷や感染などを治すために起こる生体防御反応ですが，
慢性の炎症は, 例えば関節リウマチのような疾病の原因ともなります．
炎症は免疫細胞が産生・分泌するサイトカインが関与しますが，
免疫細胞（好中球やマクロファージ）が産生される活性酸素も炎症を引き起こします．
文献２ 浅田浩二 活性酸素によるタンパク質の損傷． Nippon Nogeikagaku Kaishi 62: 1100-1104,1988.
文献３ 吉川敏一ら，炎症と活性酸素，フリーラジカル． 炎症 13：413-421, 1993.
活性酸素の体内での除去
活性酸素を除去するシステムは体内にはないのでしょうか？
活性酸素が生成して様々な悪さをする前に，すぐにその場で活性酸素を消去するシステムが体内に備わっています．
１ SODスーパーオキサイドディスムターゼ
SODはスーパーオキサイドに水素を反応させることで過酸化水素と酸素分子に変える酵素です．
O2- + O2- + 2H+ → O2 + H2O2
過酸化水素も活性酸素の仲間ですが，スーパーオキサイドよりもずっと反応性が低いです．
ヒトのSODはSOD1, SOD2, SOD3の三種があり，それぞれ細胞質，ミトコンドリア，細胞外に存在します．
２ カタラーゼ
カタラーゼは過酸化水素を酸素と水に変える酵素です．
2H2O2 → 2H2O + O2
３ グルタチオンペルオキシダーゼ
心臓ではカタラーゼ活性が低いため，グルタチオンペルオキシダーゼが活性酸素を除去する主な酵素となっています．
この酵素は微量元素のセレンを含んでおり，セレンの欠乏はこの酵素の活性を低下させることになり，
心筋障害を引き起こすと考えられています文献４）．
文献４ 黨 康夫他．セレン欠乏症によると思われる心症状を呈した慢性呼吸不全症例の検討．
日胸疾会誌 34:1406-1410, 1996.
活性酸素の発生原因の多様性
活性酸素を消去する物質には食事やサプリメントとして摂取できる様々なものがあります．
１ ビタミンC
ビタミンC（アスコルビン酸）は多様な働きをする重要なビタミンですが，我々の体はビタミンCを作れません．強力な活性酸素除去能力はビタミンCの重要な働きの１つです．
２ ビタミンE
ビタミンE（αートコフェロール）の抗酸化作用は，これに含まれる水素原子の活性によります．この水素原子が活性酸素を捕捉します．
３ β―カロチン
カロテノイドの一種であるβ―カロチンは特に一重項酸素を無害な三重項酸素に変える働きがあります．
４ ポリフェノール
ポリフェノールはベンゼン環に-OH基（ヒドロキシル基）が2個以上結合した化合物の総称で，フラボノイド類，アントシアニン類，タンニン類などが含まれます．ポリフェノールは活性酸素を除去する効果もありますが，反対に活性酸素を生成する作用もあります．
食品に含まれる抗酸化物質の安全性に関しては問題ありませんが，最近の研究によれば，これらをサプリメントとして摂取しても心血管系の疾患や，癌，白内障などの予防効果はないことが報告されています．むしろ，βーカロチンやビタミンEなどの多量摂取はある種の病気のリスクを高めることが知られています文献５）．
活性酸素の除去：抗酸化物質
活性酸素を発生させる原因には様々なものがあります．
１ 紫外線
特に皮膚において問題となります．
いわゆる「日焼け」は短波長の紫外線で生じる活性酸素（スーパーオキサイド）によって起こります．
長波長の紫外線ではスーパーオキサイドに加えて，一重項酸素が生成されます．
２ 放射線
放射線は水分子に衝突して，活性酸素（ヒドロキシラジカル）を生成します．
日常生活でも天然放射線を我々は常に浴びています．
３ 大気汚染
工場から出る煤煙や自動車の排ガスには窒素酸化物が含まれ，
これが皮膚に接触したり，体内に取り込まれたりして活性酸素が生成されます．
４ 薬を含む化学物質
薬といっても，医薬品の大部分は化学物質です．
様々な薬を含めた化学物質を体内に取り込むと活性酸素が生成されます．
５ 食物
特に不飽和脂肪酸を多く摂取すると，細胞膜に取り込まれます．
不飽和脂肪酸そのものは活性酸素を生成しませんが，活性酸素の影響を受けやすくなります．
食物として過酸化脂質を摂取すると，活性酸素が生成されます．
６ ストレス
強いストレスを受けると，一時的に血流が悪くなり，血流が回復するときに活性酸素が生成されます．
７ 過度な運動
運動時には酸素を多く消費するため，活性酸素の生成量も上昇します．
また，筋肉以外の多くの内臓は，運動にエネルギーを費やすために，血流が悪くなり，
血流が回復するときに活性酸素を生成します．特に，緊張した運動はストレスともなります．
文献５）
水素療法
活性酸素種の中でも，非常に強い酸化力を持つものは，細胞や組織を傷害することで様々な病気の原因となります．
特にヒドロキシラジカル・OHとペルオキシナイトライト（ONOO-）は悪玉活性酸素といっても過言ではありません．
水素分子H2は，ヒドロキシルラジカルと反応して水に変えます．
H2 + 2(・OH) ＝ ２H2O
またH2は，ペルオキシナイトライトを消去することが確認されています．
水素を摂取する方法
1 水素ガスとして吸入する（高濃度2万ppmの水素が吸引できる）
水の電気分解によって水素ガスを発生させる水素ガス吸引装置によって肺から血中に取り込めます．
先進医療では2万ppm（2％）の水素を18時間吸引させます．
水素ガス吸引は特に作用が速く現れるため緊急の酸化ストレスに際しては最も有効な方法とされています文献６)．
水素ガス発生吸引装置は，高価ではありますが安全で優良な製品が市販されるようになっています．
現在，多くの水素ガス吸引装置が市販され，病院，クリニック，整骨院，スポーツクラブ，エステサロンなどで
数多く使用されています．しかし，水素ガスは無臭であり，引火性で静電気によっても爆発する危険性があります．
水素ガスの燃焼反応に関してはこれまでに詳細な研究が行われています文献7)．
これによれば，水素ガスの爆発に関しては爆発限界があり，
アメリカ鉱山局による値では空気中で4.0〜75ｖ％，酸素中で4.0〜94ｖ％とされています．
現在市販されている水素ガス発生吸引装置で４％水素ガス濃度を下回って安全確保がなされているのは(株)ジャストリンク社のH2Air+だけです．
文献６）Ohsawa I et al.: Nat Med 13: 688-694, 2007. 文献7）三宅淳巳：エネルギーシステム22：9-17，1997
2 水素水として飲む （加圧したもの以外は最高濃度1.6ppm）
水素は20°C,1気圧で最高1.62ppmまで水に溶け込みます．アルミ製の容器であれば長期間保てます．
家庭用に安価に市販されている水素水作成機は水素濃度が非常に低くppmの1/1000であるppbのオーダーですので注意が必要です．
3 水素水を静脈内に点滴投与する
水素を点滴用の生理的食塩水に溶かした形で，静脈内や腹膜腔内に投与できます．また，点眼することも可能です．
心血管系と水素
Ohsawa I et al.: Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nat Med 13:688-694, 2007.
水素は選択的に細胞障害性の酸素ラジカルを消去することで治療に役立つ抗酸化剤として作用する．
○ 虚血再灌流や炎症によって引き起こされる急性の酸化ストレスは組織に重大なダメージを与え，慢性的な
酸化ストレスは癌を含む多くの病気の原因となる.
○ 培養細胞に急性の酸化ストレスを与えて検討した．
○ H2は最も反応性の高い活性酸素種であるヒドロキシラジカルとペルオキシナイトライトを減少させたが，他の活性酸素種であるスーパーオキサイド，H2O2, NOなどには作用しなかった．
○ H2は細胞膜を速やかに通過し，細胞障害性の活性酸素種と反応することで酸化障害を防ぐ効果的な抗酸化治療に用いうる．
この論文は世界的に権威のある雑誌，Nature Medicineに2007年に発表されたもので，この発見が契機となって水素ガス療法が始まりました．
【参考】ペルオキシナイトライト
スーパーオキサイドと一酸化窒素から生成される活性酸素で，発がん作用を持つとともに，パーキンソン病への関与が考えられています。
心血管系・代謝疾患と水素
Zhang Y et al.: Hydrogen therapy in cardiovascular and metabolic diseases: from bench to bedside. Cell Physiol Biochem 47: 1-10, 2018.
心血管系と代謝疾患の水素治療：実験室からベッドサイド
○ H2は心血管系の恒常性と代謝活性を調節するのに非常に重要であることがここ10年で示されている.
○ H2はアテローム性動脈硬化，虚血性あるいは肥大性の心室リモデリング，血管損傷，間欠的低酸素や心移植で引き起こされる心臓損傷，肥満や糖尿病などを改善することが動物実験や臨床研究で示されている．
○ H2は心血管系の恒常性と代謝活性を調節するのに重要であることが認められている．
【参考】アテローム性動脈硬化
動脈の内側に粥状（じゅくじょう；アテローム）の盛り上がり（プラーク）が出来ることで血流障害を起こしたり，プラークが原因の血栓で動脈が詰まったりします.
【参考】心室リモデリング
心臓に負荷がかかったり，心筋の収縮力が低下したりするなどで，心室の構造が変化することです．
認知機能と水素
Nagata K et al.: Consumption of molecular hydrogen prevents the stress-induced impairments in hippocampus-dependent learning tasks during chronic physical resistant in mice. Neuropsychopharmacol 34: 501-508, 2009.
拘束ストレスによって引き起こされたマウスでの海馬関連学習障害を分子状水素が予防する
○ マウスを拘束すると，酸化ストレスが起こり，学習や記憶能力が低下する.
○ 水素水を好きなように飲ませたマウスでは，学習や記憶能力，空間認知機能といった認知機能障害が予防
できた．
○ 水素水は拘束ストレスによって減少した海馬歯状回の神経増殖を回復させた.
○ 水素水は精神障害の改善にも有用と考えられる．
【参考】海馬
脳の一部である海馬は記憶や学習に重要な働きを持っています
パーキンソン病と水素 (1)
Fu Y et al.: Molecular hydrogen is protective against 6-hydroxydopamine-induced nigrostriatal degeneration in a rat model of Parkinson’s disease. Neurosci Lett 453: 81-85, 2009.
分子状水素は6-hydroxydopamineで惹起されたパーキンソン病モデルラットの黒質線条体変性を予防する
○ パーキンソン病は，ミトコンドリアの機能障害と関連する酸化ストレスが黒質のドパミン作動性ニューロン消失の主な原因であると考えられている.
○ ヒドロキシドパミン（6-OHDA）によって黒質線条体を変性させるパーキンソン病のラットモデルで，6-OHDA投与前もしくは投与後に水素水を飲ませると，ラットでの黒質線条体変性の形成と進行の両方が防止された．
【参考】パーキンソン病
中脳の黒質にあるメラニン色素を含んだ細胞が大脳の線条体と連絡しており，この神経細胞がドパミンという神経伝達物質を放出することで，筋肉の運動がスムーズになるよう調節しています．パーキンソン病は黒質のドパミン産生細胞が壊れることで発症します．
パーキンソン病と水素 (2)
Yoritaka A et al.: Pilot study of H2 therapy in Parkinson’s disease: a randomized double-blind placebo-controlled trial. Mov Disort 28: 836-839, 2013.
パーキンソン病の水素療法のパイロット研究：無作為化二重盲検試験
○ パーキンソン病患者に水素水を48週間投与すると，パーキンソン病の臨床指標であるUPDRSによる判
定で，有意の改善効果を示した.
【参考】無作為化二重盲検試験
被験者を無作為に治療群と対照群に割り振って，2つのグループに分け，治療（主に薬物）の効果を調べる方法です.
関節リウマチと水素 (1)
Meng J et al.: Molecular hydrogen decelerates rheumatoid arthritis progression through inhibition of oxidative stress. Am J Transl Res 8: 4472-4477, 2016.
分子状水素は酸化ストレスを阻害することで関節リウマチの進行を抑える
○ 関節リウマチ（RA）は自己免疫疾患で，好中球などの免疫細胞によって炎症が引き起こされ，酸化ストレ
スがかかることで増悪する.
○ RAの患者の血中にはヒドロキシラジカルやペルオキシナイトライトなどの細胞障害性の強い活性酸素種
が見出されている.
○ RAモデルマウスで水素を投与した群と対照群で検討した結果，水素は病状の進行を抑制した．
○ ヒトの線維芽細胞様滑膜細胞を，過酸化水素を含む培養液で培養実験を行った結果，水素は細胞分裂を抑
制した.
○ 水素の作用はMAPKとNF-ｋBの活性を抑えたことによると考えられた．
【参考】MAPKとNF-ｋB
これらは細胞分裂のシグナル伝達に係わります．従って，筆者は水素がこれらの働きを抑えた結果，滑膜の細胞分裂が抑えられ，関節リウマチの進行が抑制されたと考えています．滑膜の肥厚は関節リウマチの症状の一つです.
関節リウマチと水素 (2)
Ishibashi T et al.: Therapeutic efficacy of infused molecular hydrogen in saline on rheumatoid arthritis: a randomized, double-blind, placebo-controlled pilot study. Int Immunopharmacol 21：468-473, 2014.
生理食塩水に溶かした分子状水素の関節リウマチの治療効果：無作為二重盲検法
○ 関節リウマチの患者に，水素を1ppmの濃度で溶かした生理食塩水を5日間，毎日500mL静注した.
○ 水素の効果は関節リウマチのマーカーで検討した.
○ この研究の結果，水素は関節リウマチの改善に効果のあることが示された.
【参考】関節リウマチ
慢性関節リウマチは膠原病の一つです．関節内の滑膜が異常に増殖して，慢性の炎症が生じます．進行すると観察が破壊されます．病状悪化にはマクロファージや好中球から生成される活性酸素も原因であることが知られています．
メタボリック症候群・糖尿病と水素
Kamimura N et al.: Molecular hydrogen improves obesity and diabetes by inducing hepatic FGF21 and stimulating energy metabolism in db/db mice. Obesity 19: 1396-1403, 2011.
分子状酸素は2型糖尿病モデルマウスで肝FGF21の誘導とエネルギー代謝を促進することで肥満と糖尿病を改善する
○ 水素水は肥満の2型糖尿病モデルマウスであるdb/dbマウスの脂肪肝を改善した.
○ 水素水の長期飲用は，体脂肪や体重を有意に低減させた．
○ 水素水は酸素の消費量と二酸化炭素の排出量を増加させ，エネルギー代謝を賦活化させることで血漿中のブドウ糖レベルやインスリン，トリグリセリドレベルを低下させた．
○ これらの水素の効果はFGF21の発現を増加させるためと考えられた．
【参考】FGF21
線維芽細胞増殖因子21のことで，脂肪酸とブドウ糖（グルコース）の消費を促進させる働きがあります．
アトピー性皮膚炎と水素
Yoon YS et al.:Positive effects of hydrogen water on 2,4-dinitrochlorobenzene-induced atopic dermatitis in NC/Nga mice. Biol Pharm Bull 37: 1480-1485, 2014.
マウスに2,4-dinitrochlorobenzeで発症させたアトピー性皮膚炎に対する水素水の効果
○ 水素水は実験的に発症させたマウスのアトピー性皮膚炎の症状を軽減させた.
○ 水素水はグルタチオンペルオキシダーゼの活性を上昇させた.
○ 水素水はこれによって炎症性サイトカインを減少させた.
○ 水素水は血清中の免疫グロブリンEのレベルも低下させた.
○ 水素水は免疫反応を緩和させたと考えられる.
【参考】 グルタチオンペルオキシダーゼ
生体内に備わる過酸化水素を還元する酵素群．哺乳類では5種類あります．
【参考】 免疫グロブリンE（IgE）
免疫グロブリン（Immunoglobulin）とは抗体のことです．IgG, IgA, IgM, IgD, IgEの5種類があります．IgEは喘息，花粉症，アトピー性疾患などのアレルギーを起こす抗体です．
虚血再灌流と水素
野田百美: 虚血再灌流障害に対する分子状水素の保護作用. 脳循環代謝 26: 77-81, 2015.
虚血再灌流に対する分子状水素の保護作用
○ 脳白質のモデルとしてマウスの視神経を用いて，水素水の効果を検討した.
○ マウスに水素水を約2週間飲ませた後，視神経を取り出して実験した.
○ 水素水を飲ませたマウスの視神経は，普通の水だけを飲ませたマウスの視神経よりも状態が良かった．
【参考】脳白質
脳は断面で見ると灰色の部分（灰白質）と白色の部分（白質）に分けられます.灰白質には神経細胞体がありますが，白質は主に神経細胞体から延びて，信号を伝える役割をする神経線維からなります．この研究は，水素が神経線維の保護に役立つ可能性を示したものです．
腎臓移植と水素
Cardinal JS et al.: Oral hydrogen water prevents chronic allograft nephropathy in rats. Kidney Int 77: 101-109, 2010.
水素水の経口摂取はラットの同種腎移植による腎障害を予防する
○ Lewis ラットの両側の腎臓をBrown Norwayラットに移植した.
○ 水素水を０から150日まで飲用させた.
○ 水素水を飲用させたラットでは腎移植の予後が良好であった.
○ 水素は抗酸化剤としての作用に加えて，炎症予防の作用があると考えられる.
【参考】 同種移植
臓器移植は同種の動物間で行うのを同種移植といい，異なる動物種の間で行うのを異種移植といいます．この研究ではラットからラットへの移植ですが，ラットの系統が違うため（同系移植ではないため），拒絶反応によって腎障害が生じます．
血液透析と水素
Nakayama M et al.: Novel haemodialysis (HD) treatment employing molecular hydrogen (H2)-enriched dialysis solution improves prognosis of chronic dialysis patients: A prospective observation study. Scientific Reports 8: 254, 2018.
水素を付加した透析液を用いた血液透析療法は長期透析患者の予後を改善する
○ 透析患者の死亡率は5年で39.2％，10年で64.1％，そ の主な死因は心脳血管合併症とされている.
○ 国内7施設，患者309名を対象とし，水素を 付加した血液透析療法「電解水透析」（161件）と通常透析（148件）の予後を比較した.
○ 電解水透析治療を行うことで，死亡および心脳血管病（うっ血性心不全，虚血性心疾患， 脳卒中，虚血による下肢切断等）の発症リスクが，通常透析と比べ41％抑制された．
【参考】 電解水透析
（株）日本トリムが東北大学慢性腎臓病透析治療共同研究部門との共同研究で開発しました．水素含有水を安定的かつ大量に作成するために水の電気分解システムを組み込んだ血液透析システムを用いる透析法です．
社交不安障害・鬱と水素
Mizuno K et al.: Hydrogen-rich water for improvements of mood, anxiety, and autonomic nerve function in daily life. Med Gas Res 7: 247-255, 2017.
水素水は日常生活において気分や不安を和らげ，自律神経を調製する
○ 生活の質QOLを上げるためには，健康を維持し，病気を予防することが重要である.
○ 慢性的な酸化ストレスと炎症は神経細胞の死を起こすことで中枢神経系（脳と脊髄）の不調を来たしQOL
を低くする.
○ 健康なヒトでも，加齢や仕事のストレス，長時間頭を使う事は酸化ストレスを引き起こす．従って，活性
酸素を除くことが重要である．
○ 水素水を4週間摂取すると交感神経活動が抑えられ，気分が改善し，QOLが向上した．
○ 社交不安，鬱，不安症などは酸化ストレスによるとされている．水素水の投与は精神状態の不安定を改善
する．
【参考】自律神経
自律神経は交感神経と副交感神経に分けられます．様々なアクティブな活動時にはエネルギーを供給するために交感神経の働きが優位になりますが，交感神経が働きすぎるとストレスを引き起こします．この時に活性酸素が作用すると言われています．ゆったりとしているときは交感神経の働きが抑えられ，副交感神経の働きが増します．自律神経は特に内臓の働きを調節しています．従って，自律神経のバランスが崩れると，体調不良となります．
その他，水素の効果が示されている疾患
１ 緑内障 (ラット網膜の培養実験)
Yokota T et al.: Protective effect of molecular hydrogen against oxidative stress caused by peroxynitrite derived from nitric oxide in rat retina. Clin Exp Ophthalomol 43: 568-577, 2015.
２ 軟骨障害 （ブタ・ラット軟骨の培養実験）
Hanaoka et al.: Molecular hydrogen protects chondrocytes from oxidative stress and indirectly alters gene expressions through reducing peroxynitrite derived from nitric oxide. Med Gas Res 4:18, 2011.
３ 癌 （ヒト舌癌細胞・線維肉腫細胞の培養実験）
Saitoh Y et al.: Neutral pH hydrogen-enriched electrolyzed water achieves tumor-preferential clonal growth inhibition over normal cells and tumor invasion inhibition concurrently with intracellular oxidant repression. Oncogene Res 17: 247-255, 2008.
４ 癌 （エーリッヒ腹水癌細胞の培養実験）
Asada R et al.: Antitumor effects of nano-bubble hydrogen-dissolved water are enhanced by coexistent platinum colloid and the combined hyperthermia with apoptosis-like cell death. Oncol Rep 24: 1463-1470, 2010.
５ 高血圧 （ヒト）
Nakao A et al.: Effectiveness of hydrogen rich water on antioxidant status of subjects with potential metabolic syndrome?An open label pilot study. J Clin Biochem Nutr 46: 140-149, 2010.
６ 心筋梗塞 （動物実験）
Hayashida K et al.: Inhalation of hydrogen gas reduces infarct size in the rat model of myocardial ischemia-reperfusion injury. Biochem Biophys Res Commun 373: 30-35, 2008.
７ 慢性閉塞性肺疾患 （先行研究からの仮説）
Liu SL et al.: Hydrogen therapy may be a novel and effective treatment for COPD. Front Pharmacol 2: 19, 2011.
８ 急性紅斑性皮膚炎 （ヒト）
Ono H et al.: Hydrogen (H2) treatment for acute erythematous skin diseases. A report of 4 patients with safety data and non-controlled feasibility study with H2 concentration measurement on two volunteers. Med Gas Res. ２: １4, 2012.
あとがき
これまでに水素（H2）が様々な病気に対して効果のあることが動物実験やヒトによる研究で示されています. 水素の効果の１つは，細胞や組織を傷害する反応性の強い活性酸素種であるヒドロキシラジカルを消去することにあります．しかしながら，水素の作用は活性酸素の除去だけではなさそうです．抗炎症作用，抗アレルギー作用，エネルギー代謝促進効果など多様な効果を示すことが明らかにされつつあります．また，遺伝子発現制御や生体内シグナルの伝達にも水素が関与していることが明らかにされています．まだまだ動物による研究段階で，今後の詳細な水素の作用機序の解明が期待されます.水素療法は多くの病気に効果が認められていますが，水素のみで病気が予防されたり，治癒したりするのではありません．あくまで，補完療法と考えるべきでしょう.
ネット上では水素療法について色々な情報が飛び交っています．多いのは「水素水は効果があるのか？」というものです．一時，ペットボトルに詰められた水素水が市販されていましたが，水素はペットボトルを容易に通過します．従って，消費者の手元に届くころには，ほとんど水素は含まれていません．最近，アルミボトルに詰めた水素水が発売されました．近年では，水素水を店頭で販売しているところもあります．この場合，水素を逃がさない，特製のアルミ製ボトルを用いています．
医療効果を求めるのであれば，高濃度（2万ppm程度）の水素ガスを吸入する必要もあります．
手軽で安全で，害の無い水素が，ヒトではっきりとしたエビデンスを持って多くの人々の健康に役立てば良いと思います．
【追記】
我々と医療系大学および短大3校との共同研究によると、水素ガス吸引によって、吸引後直ちに末梢血流の増加が認められました。これにより、皮膚を始めとする血流改善によって、全身の皮膚の新陳代謝の改善や活性酸素除去による肌の老化抑制効果が期待できます。また、女性にとって大きな問題である生理時の辛い現象が大きく軽減される効果も認められました。順次、学会発表や論文発表で公表の予定です。
2019年12月
医療法人社団日翔会 理事長・医師
渡辺克哉
株式会社 ジャストリンク 代表取締役
築山邦男
株式会社 フィトメディカル研究所 代表取締役
関西福祉科学大学名誉教授 医学博士
渡辺正仁
