수소수
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1. 개요
수소수는 수소 가스를 물에 용해하거나 물을 전기 분해하여 생성하며, 세척, 농업, 생체 연구 등 다양한 분야에서 활용된다. 수소는 식품 첨가물로 안전성이 인정받았지만, 인체에 대한 안전성 및 효능에 대한 충분한 데이터는 부족하다. 수소수의 효능에 대한 연구는 활발히 진행 중이며, 항산화 작용을 통해 다양한 질병에 대한 개선 효과를 기대하지만, 상업적 이용과 관련된 과장 광고 및 법적 문제도 발생하고 있다.
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| 수소수 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 이름 | 수소수 |
| 로마자 표기 | susoso |
| 일본어 표기 | 水素水 (すいそすい) |
| 영어 표기 | hydrogen water |
| 설명 | 물에 수소 기체를 녹인 물 |
| 특성 | |
| 용존 수소 농도 | 포화 상태 이하 (일반적으로 낮음) |
| 맛과 향 | 일반 물과 유사 (수소 농도에 따라 약간의 차이) |
| 제조 방법 | |
| 수소 기체 용해 | 물에 수소 기체를 주입하여 용해 |
| 전기 분해 | 물을 전기 분해하여 수소 기체를 발생시켜 용해 |
| 마그네슘 반응 | 마그네슘과 물의 반응을 이용하여 수소 기체를 발생시켜 용해 |
| 논란 | |
| 효능 | 과학적 근거 부족 (항산화 효과 등 주장) |
| 안전성 | 일반적으로 안전하다고 여겨지나 과다 섭취 시 부작용 우려 |
| 규제 | 건강기능식품으로 인정받지 못함 (일반 식품으로 분류) |
| 관련 정보 | |
| 유사 용어 | 환원수, 알칼리 이온수 |
| 참고 문헌 | 平田賢、大橋一彦. よくわかる水素技術(初歩と実用シリーズ). 日本工業出版. 2008-01-01. p. 173. |
2. 생성
수소수는 수소 가스를 용해하거나 물을 전기 분해하여 만들 수 있으며, 마그네슘과 물의 화학 반응으로도 생성할 수 있다[1][48]。
세척용 수소수는 물은 통과하지 않지만 가스는 통과하는 고성능 중공사 형태의 기체 투과막 모듈을 이용하여 만들 수 있다. 이 방법은 고순도 수소수를 안전하고 깨끗하며 경제적으로 제조하기 위한 것이다[2]。
알칼리 이온수를 만드는 과정에서 물속에 수소가 과포화 용해되며, 일부는 콜로이드 형태의 미세한 수소 기포로 존재한다. 이 미세 기포는 하루 동안 방치해도 안정적으로 존재한다[3]。 알칼리 전해수의 수소 농도가 증가하면 산화 환원 전위는 낮아진다[3]。 파나소닉(パナソニック)은 음용 알칼리성 전해수의 안정적인 pH 생성에 주력했으나, 이후 용존 수소량에도 주목하여 연구 개발을 진행하고 있다[4]。
2. 1. 제조 방법
수소수는 수소 가스를 용해하거나 물을 전기 분해하여 생성할 수 있다[1]。 마그네슘과 물의 화학 반응으로도 생성할 수 있다[48]。세척용 수소수는 물은 통과하지 않지만 가스는 통과하는 고성능 중공사 형태의 기체 투과막 모듈을 이용하여 제조할 수 있다. 이 방법은 고순도 수소수를 안전하고 깨끗하며 경제적으로 제조하기 위한 것이다[2]。
알칼리 이온수 생성 과정에서 물속에 수소가 과포화 용해되며, 일부는 콜로이드 형태의 미세한 수소 기포로 존재한다. 이 미세 기포는 하루 동안 방치해도 안정적으로 존재한다[3]。 알칼리 전해수의 수소 농도가 증가하면 산화 환원 전위는 낮아진다[3]。 파나소닉(パナソニック)은 음용 알칼리성 전해수의 안정적인 pH 생성에 주력했으나, 이후 용존 수소량에도 주목하여 연구 개발을 진행하고 있다[4]。
2. 2. 보존
수소는 유리나 플라스틱을 짧은 시간 안에 통과해 버리기 때문에, 장시간 보존에는 알루미늄으로 된 용기가 적합하다.[22]하지만, 알루미늄 용기에 넣더라도 수소는 대기압에서 쉽게 물 밖으로 빠져나가 용기 내에서 물과 기체 수소로 분리되지만, 용기 내에서 수소를 발생시켜 용기 내부를 가압하면 헨리의 법칙에 의해 물속에 고농도의 수소를 존재시킬 수 있다.[5]
3. 활용
수소수는 반도체 및 액정 세정과 농업 분야에서 활용된다. 세정 분야에서는 초순수에 수소 가스를 용해시켜 만들어, 세제를 사용하는 것보다 비용과 환경 부하가 낮은 세정액으로 사용된다.[6] 농업 분야에서는 식물 성장 촉진, 스트레스 내성 향상, 농산물 보존 등에 기여한다.[7]
3. 1. 세정
반도체나 액정 세정에 사용된다.[6] 초순수에 수소 가스를 용해시켜 만들며, 세제를 사용하는 것보다 비용과 환경 부하가 낮은 세정액이 된다.[6] 수소가 미세 기포로 존재하면 이를 핵으로 하여 캐비테이션이 발생하기 때문에 세정 효과가 높아진다.[3] 초음파나 알칼리와 조합하여 사용되는 경우가 많다.[2] 이와 유사한 세정수로 탄산수나 오존수가 있다.3. 2. 농업
고등 식물에서는 수소(수소수가 아님)에 의해 1964년에 중국에서 호밀의 발아가 빨라진다는 것이 발표되었다.[7]수소수에서는 녹두 식물의 성장 촉진, 쌀의 염분 및 물 부족 시 스트레스 내성 향상, 장미의 개화 지연, 키위의 숙성과 노화 지연이 나타났다.[7] 식물 호르몬의 단백질 유전자 발현 조절이 발견되었기 때문에 병해 및 해충에 대한 저항성 향상으로 이어질 가능성이 있다.[7]
또한 수소의 항산화 특성은 농산물 보존에 기여한다.[7] 오사카부립대학 대학원 생명환경과학연구과의 연구자는 채소와 과일을 수소수에 10분간 담그면 산화 및 수분 감소가 억제되는 것을 확인하고, 식품 물류에 활용하고 싶다고 밝혔다.[8]
4. 안전성 및 독성
일본에서는 수소가 식품 첨가물로서 제조용제로 용도가 승인되어 있다.[9]。제조용제로서 "유지의 경화 등 수소 첨가"에서는[10] 최종 제품에 수소가 남지 않는다. 미국에서는 수소 가스가 기존의 유지 경화 등 수소 첨가 이외의 목적으로 2014년에 산화 방지를 위해 음료에 식품 첨가물로 GRAS(대체로 안전하다고 간주)에 인정되었다.[11]。
국립건강·영양연구소는 안전성 검토는 질병 환자에 대한 예비 연구가 많아 "인체에 대한 안전성에 대해서는 신뢰할 수 있는 충분한 데이터를 찾을 수 없다"고 밝히고 있다.[12]。
수소수는 아니지만, 수소 50%를 포함하는 포화 잠수용 가스에는 독성 및 안전성 문제가 보이지 않았다.[13]。
5. 생체 연구
수소의 생체 연구는 1975년에 처음 보고되었으나, 당시에는 큰 주목을 받지 못했다.[23] 이후 1997년 시라하타 사네타카 등의 연구와 2007년 오타 시게오의 연구를 통해 수소 연구가 본격적으로 진행되기 시작했다.[15][16][20]
2007년부터 2014년까지 비블리오메트릭스 기법을 이용한 연구에 따르면, 수소 의학 관련 논문은 총 357편이 출판되었으며, 특히 2013년에는 71편으로 크게 증가했다. 국가별로는 중국(190편), 일본(112편), 미국(58편) 순으로 많은 연구가 진행되었다. 연구 자금은 일본 문부과학성, 미국 국립 보건원(NIH), 중국 국가 자연 과학 기금(NSFC)에서 주로 지원했다.[23] 다른 연구에서는 2007년부터 2015년 6월까지 321개의 수소 논문이 발표되었고, 임상 시험이 매년 증가하고 있음을 보고했다.[16]
5. 1. 초기 연구
1671년, 로버트 보일에 의해 수소 가스(물이 아님)가 생성되었고, 수소는 가스로 인식되었으며 생리적으로 불활성 가스로 여겨졌다. 1975년에는 수소 가스에 관한 연구가 보고되었지만 주목받지 못했다.[23]1997년, 시라하타 사네타카 등은 전기 분해한 물(전해 환원수)을 사용한 실험을 진행하여 활성 산소종에 의한 DNA 손상을 억제하는 것을 보고했다. 이 작용은 활성 수소[14]라고 불리는 수소 원자에 의해 일어난다는 것을 시사하는 가설을 ''Biochemical and Biophysical Research Communications''에 보고했다.[15][16] 2000년에도 시라하타는 이러한 작용을 일으키는 원인이 "활성 수소일 것으로 추정"하고, 그 검출법 개발에 힘쓰고 있다고 기록했다.[17] 하지만 수소 원자는 오랫동안 체내에 존재할 수 없고, 전해수에 존재하는 것은 수소 분자(즉, 수소)이므로,[16] 2002년에는 시라하타는 수소 원자가 물속에 장시간 존재하기 어렵지만, 전해 환원수의 활성 산소 제거 능력이 1개월 이상 안정적으로 나타나는 것을 보고, 물의 전기 분해 시, 전기 분해를 위한 백금 전극봉의 금속과 결합하여 흡장된 것으로 생각했다.[18] 이후 연구자들은 수소 분자의 작용으로 간주하고 있다.[16][29] 시라하타 자신을 포함한 연구자들의 최근 연구에서는 작용의 원인으로 수소 분자를 언급하는 논문도 있다.[19] 그러나 2017년의 연구에서는 전해 수소수는 단순히 수소를 용존시킨 것보다 활성 산소 제거 능력이 높고, 백금 나노 입자 등 다른 요인이 가설로 세워질 수 있다고 여겨진다.[44]
2007년에는 오타 시게오가 동물 실험에서 뇌 허혈 등으로 생성되는 히드록실 라디칼(・OH로 표기)에 대해, 수소가 가지는 항산화, 항아폽토시스 작용에 의해 선택적으로 보호할 수 있음을 『네이처 메디슨』에 보고했고,[20], 이 이후 수소 연구가 진전되고 있다.[23][16] 처음 오타 등의 보고는 기체로서 수소를 흡입하는 것이었지만, 나중에 수소 분자를 포화시킨 수소수에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.[21] 처음에는 수소 가스 흡입에 비해 수소수 섭취가 효과가 낮을 것으로 생각되었지만, 수소수에 대해서도 다양한 보고가 이루어졌다.[1] 수소 가스 흡입에 비해 안전하고 실용적이다.[22] 또한 희석한 수소수로도 마우스의 비만을 개선한 것으로부터, 처음 예상했던 것보다 저농도에서 작용한다고 생각하게 되었다.[22]
비블리오메트릭스라는 기법을 사용하여, 수소 의학에 관한 2007년부터 2014년까지의 문헌을 탐색한 2차 자료에 따르면, 이 기간 동안 357개의 논문이 출판되었으며, 경시적으로 증가했다. 지역별로는 중국에서 190편, 일본에서 112편, 미국에서 58편이 출판되었다. 투여 방법으로는 주사가 많았으며, 수소수로서 경구 투여, 가스 형태로 흡입하는 방법이 각각 25% 정도를 차지하고 있으며, 대상으로는 동물을 이용한 생체 (in vivo) 연구가 가장 많았다. 연구에 대한 출자는 일본 문부과학성, 미국 국립 보건원(NIH), 중국 국가 자연 과학 기금(NSFC) 순으로 상위 3개국이었다.[23]
{| class="wikitable"
|+ 2007년부터 2014년까지 수소 의학 논문 출판 및 연구 현황[23]
|-
! 구분 !! 내용
|-
! 연도별 논문 수
|
| 연도 | 논문 수 |
|---|---|
| 2007년 | 3편 |
| 2009년 | 25편 |
| 2013년 | 71편 |
|-
! 국가별 논문 수
|
| 국가 | 논문 수 |
|---|---|
| 중국 | 190편 |
| 일본 | 112편 |
| 미국 | 58편 |
|-
! 연구 출자
|
| 국가 | 기관 |
|---|---|
| 일본 | 문부과학성 |
| 미국 | 미국 국립 보건원(NIH) |
| 중국 | 국가 자연 과학 기금(NSFC) |
|}
다른 연구는 2007년부터 2015년 6월까지 321개의 수소 논문이 있으며, 해마다 임상 시험이 증가하고 있음을 보고하고 있다.[16] 이러한 발견된 연구 수의 차이는, 검색한 단어와 포함된 문헌 등 연구 조건에 따른다.
5. 2. 연구 동향
1671년 로버트 보일에 의해 수소 가스(물이 아님)가 생성되었고, 수소는 가스로 인식되었으며 생리적으로 불활성 가스로 여겨졌다. 1975년에는 수소 가스에 관한 연구가 보고되었지만 주목받지 못했다.[23]1997년, 시라하타 사네타카 등은 전기 분해한 물(전해 환원수)을 사용한 실험을 진행하여 활성 산소종에 의한 DNA 손상을 억제하는 것을 보고했다. 이 작용은 활성 수소[14]라고 불리는 수소 원자에 의해 일어난다는 것을 시사하는 가설을 ''Biochemical and Biophysical Research Communications''에 보고했다.[15][16] 2000년에도 시라하타는 이러한 작용을 일으키는 원인이 "활성 수소일 것으로 추정"하고, 그 검출법 개발에 힘쓰고 있다고 기록했다.[17] 하지만 수소 원자는 오랫동안 체내에 존재할 수 없고, 전해수에 존재하는 것은 수소 분자(즉, 수소)이므로,[16] 2002년에는 시라하타는 수소 원자가 물속에 장시간 존재하기 어렵지만, 전해 환원수의 활성 산소 제거 능력이 1개월 이상 안정적으로 나타나는 것을 보고, 물의 전기 분해 시, 전기 분해를 위한 백금 전극봉의 금속과 결합하여 흡장된 것으로 생각했다.[18] 이후 연구자들은 수소 분자의 작용으로 간주하고 있다.[16][29] 시라하타 자신을 포함한 연구자들의 최근 연구에서는 작용의 원인으로 수소 분자를 언급하는 논문도 있다.[19] 그러나 2017년의 연구에서는 전해 수소수는 단순히 수소를 용존시킨 것보다 활성 산소 제거 능력이 높고, 백금 나노 입자 등 다른 요인이 가설로 세워질 수 있다고 여겨진다.[44]
2007년에는 오타 시게오가 동물 실험에서 뇌 허혈 등으로 생성되는 히드록실 라디칼(・OH로 표기)에 대해, 수소가 가지는 항산화, 항아폽토시스 작용에 의해 선택적으로 보호할 수 있음을 『네이처 메디슨』에 보고했고,[20] 이 이후 수소 연구가 진전되고 있다.[23][16] 처음 오타 등의 보고는 기체로서 수소를 흡입하는 것이었지만, 나중에 수소 분자를 포화시킨 수소수에 의해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.[21] 처음에는 수소 가스 흡입에 비해 수소수 섭취가 효과가 낮을 것으로 생각되었지만, 수소수에 대해서도 다양한 보고가 이루어졌다.[1] 수소 가스 흡입에 비해 안전하고 실용적이다.[22] 또한 희석한 수소수로도 마우스의 비만을 개선한 것으로부터, 처음 예상했던 것보다 저농도에서 작용한다고 생각하게 되었다.[22]
비블리오메트릭스라는 기법을 사용하여, 수소 의학에 관한 2007년부터 2014년까지의 문헌을 탐색한 2차 자료에 따르면, 이 기간 동안 357개의 논문이 출판되었으며, 2007년에는 3편, 2009년에는 25편, 2013년에는 71편으로 경시적으로 증가했고, 지역별로는 중국에서 190편, 일본에서 112편, 미국에서 58편이었다. 투여 방법으로는 주사가 많았으며, 수소수로서 경구 투여, 가스 형태로 흡입하는 방법이 각각 25% 정도를 차지하고 있으며, 대상으로는 동물을 이용한 생체 (in vivo) 연구가 가장 많았다. 연구에 대한 출자는 일본 문부과학성, 미국 국립 보건원(NIH), 중국 국가 자연 과학 기금(NSFC) 순으로 상위 3개국이었다.[23]
다른 연구는 2007년부터 2015년 6월까지 321개의 수소 논문이 있으며, 해마다 임상 시험이 증가하고 있음을 보고하고 있다.[16] 이러한 발견된 연구 수의 차이는, 검색한 단어와 포함된 문헌 등 연구 조건에 따른다.
6. 의료 연구
2007년부터 수소수의 의료적 효능에 대한 연구가 활발히 진행되었으며, 특히 일본에서 많은 연구와 임상시험이 이루어졌다.[16][25] 순천대학교에서는 파킨슨병에 대한 대규모 임상시험을 진행하기도 했다.[16]
초기 연구에서는 쥐를 이용한 실험에서 보인 뚜렷한 효과만큼은 아니지만, 사람에게도 통계적으로 유의미한 효과가 나타나 더 크고 장기적인 임상시험이 필요하다는 의견이 제시되었다.[16] 그러나 2016년 국립건강·영양연구소는 건강한 사람에게는 수소수의 효과에 대한 신뢰할 만한 데이터가 부족하다고 결론 내렸다.[12]
도호쿠 대학 병원과 일본트림의 연구에서는 혈액 투석 환자에게 수소수를 사용하여 만성 염증 및 산화 스트레스를 억제하는 효과를 확인했고,[27][28] 야마나시 대학과 파나소닉 전공의 공동 연구에서는 전해 알칼리수가 체내 산화 스트레스를 감소시키는 것으로 나타났다.[32][33] 반면, 순천대학교의 파킨슨병 환자 대상 임상시험에서는 수소수와 일반 물 사이에 유의미한 차이가 없었고,[26] 수영 선수 대상 실험에서도 수소수가 운동 능력 향상에 영향을 주지 않았다.[37]
쥐를 이용한 기초 연구에서는 수소수가 간의 과산화 지질 감소,[38] 뇌세포 파괴 억제,[39][40] 염증 억제[43] 등에 효과가 있는 것으로 보고되었다. 또한, 수소수 음용이 위에서 그렐린 분비를 촉진하여 뇌 신경을 보호한다는 사실도 밝혀졌다.[41]
한편, 전기 분해된 전해 환원수는 일반 수소수보다 활성산소 제거 능력이 뛰어나며, 백금 나노 입자 등 다른 요인이 작용할 가능성도 제기되고 있다.[44]
6. 1. 임상 시험 결과
2007년부터 2015년 6월까지 인체를 대상으로 한 연구가 해마다 증가했으며, 그 중 절반이 일본에서 실시되었다.[16] 당시 수소를 이용한 인체 대상 임상시험은 19건이었고, 14건이 수소수에 관한 연구였으며, 이 중 9건은 이중맹검법을 사용했다.[16][24] 이 연구들을 조사한 저자들은 설치류 모델에서 나타난 만큼 뚜렷한 효과는 아니지만, 통계적으로 유의미한 효과가 있었으며, 더 크고 장기적인 임상시험이 필요하다고 말했다.[16]일본에서는 등록 후 진행 중인 임상시험도 있고,[25] 순천대학교에서 파킨슨병에 대한 대규모 임상시험 등이 있다.[16] 2016년 5월, 국립건강·영양연구소는 6건의 무작위 비교 시험을 바탕으로 질병 환자를 대상으로 한 예비 연구이므로 건강한 사람에게는 효과가 있는지 "신뢰할 만한 충분한 데이터가 없다"고 결론지었다.[12]
다음은 몇 가지 임상시험 결과이다.
- 순천대학교 의학부 등은 2015년부터 2017년까지 파킨슨병 치료제 L-도파를 복용 중인 파킨슨병 환자(여성 93명, 남성 85명)를 대상으로 이중맹검 시험을 했지만, 수소수 그룹과 대조군 사이에 유의미한 차이가 없어 효과를 확인하지 못했다.[26]
- 도호쿠 대학 병원의 나카야마 마사아키와 정수기 제조사 일본트림은 혈액 투석 용수에 수소수를 사용해 투석 환자의 만성 염증, 산화 스트레스를 억제하는 것을 발견했다.[27][28] 전해 알칼리수의 임상(의료) 적용은 2004년 대만에서 시작되었지만, 수소 분자에 대한 자료는 수집되지 않았다. 후쿠시마 현립 의과대학 연구자들은 수소 분자가 중심 역할을 한다고 보고 데이터화를 위한 지표로 삼아 전해수를 인공 투석 시 투석액으로 활용했고, 2015년 시점에 다기관 관찰 연구가 진행 중임을 보고했다.[29] 2016년 보고에서는 산화 스트레스와 염증, 혈압 억제, 혈압 강하제 사용량 감소 등이 관찰되었다.[30]
- 카지야마 시즈오 등은 무작위 이중맹검법으로 고LDL혈증 또는 내당능 이상 환자 30명에게 하루 900mL의 수소수를 마시게 한 결과, LDL 수치가 뚜렷하게 감소했으며, 지질 대사 이상 개선 및 내당능 이상 예방에 도움이 되었다.[31] 중국 산둥 대학 연구에서는 수소수를 10주 동안 대사 증후군 예비군에게 섭취하게 한 결과, 총 콜레스테롤 및 LDL 콜레스테롤 수치가 감소했다.[22]
- 야마나시 대학 교육인간과학부와 파나소닉 전공의 공동 연구에서는 이중맹검법에 의한 무작위 비교 시험에서 수소가 녹아 있는 것으로 추정되는 수소 고용존 전해 알칼리수가 일반 정수를 마신 경우보다 활성산소에 의한 체내 산화 스트레스 값을 40%로 유의하게 감소시켰다.[32][33]
- 오카야마 대학 병원 임상시험에서는 치주 질환 치료와 함께 7명에게 수소수를, 대조군 6명에게는 일반 물을 마시게 한 결과, 8주 후 치주 포켓 깊이와 체내 활성산소량이 수소수를 투여한 그룹에서 더 낮았다.[34]
건강한 사람을 대상으로 한 시험도 진행되었는데, 오사카 시립 대학과 이화학연구소 연구는 생활 피로에 대한 항피로 효과를 보고했다.[35] 축구 선수를 대상으로 한 예비 연구에서도 근육 피로 경감이 관찰되었다.[36] 그러나 수영 선수 8명을 대상으로 한 운동 후 피로 회복 시험에서는 수소수 섭취로 수영 성적이 향상되는 결과는 없었다.[37]
6. 2. 기초 연구
2005년 캘리포니아 주립 대학교는 물을 전기 분해하여 생성된 포화 수소수를 쥐에게 1주일간 먹인 결과, 간의 과산화 지질이 유의하게 감소하여 포화 수소수가 체내의 산화 스트레스를 줄이는 효과가 있음을 보고했다[38]。2015년 6월까지 수소에 관한 321건의 연구가 집계되었으며, 이를 통해 거의 모든 질환 모델이 가정되었다[16]。따라서, 인체에 대한 연구와 메커니즘 해명이라는 다음 단계를 밟아야 한다고 결론 내렸다[16]。
일본 의과대학의 오타 시게오 등은 스트레스를 받은 쥐의 뇌세포 증식이 스트레스에 의해 억제된 상태에서 개선됨을 확인했다[39]。규슈 대학과 파나소닉 전공 연구 그룹은 수소가 함유된 물이 쥐의 뇌세포 파괴를 억제하고, 세포 파괴의 원인으로 여겨지는 활성산소도 감소시키는 것을 확인했으며, 파킨슨병 등의 예방 및 치료에 도움이 될 수 있다고 언급했다[40]。
수소수 음용으로 위에서 그렐린이 분비되어 뇌 신경을 보호한다는 사실이 밝혀졌다. 대학 사이트에서는 장내 세균에서 유래한 수소 생산을 늘려도 효과가 없다는 지견과도 모순되지 않는 발견이라고 언급하고 있다[41]。쥐 실험에서는 장내 세균에 의한 수소 생산량을 증가시키는 락툴로스(식이섬유) 섭취나 지속적인 수소 노출이 아닌, 수소수 음용 및 간헐적인 노출에 의한 수소 농도 변화가 신경 보호의 요인으로 밝혀졌다[42]。장내 세균이 생산하는 수소가 결핍된 쥐와의 비교에서는 장내 세균에 의한 수소가 염증을 억제했지만, 수소를 섭취하는 것이 효과가 더 높았다[43]。
전기 분해된 전해 환원수에서는 동일 농도의 수소를 포함하는 수소수와 비교하여 활성산소 제거 능력이 높으며, 또한 수소를 제거한 후에도 그 능력이 남아있어, 금속 백금 나노 입자 등 다른 요인이 있는 것으로 추정된다[44]。
6. 3. 작용 기전
1671년 로버트 보일에 의해 수소 가스가 생성되었고, 수소는 생리적으로 불활성 가스로 여겨졌다.[23] 1975년 수소 가스에 대한 연구가 보고되었지만 주목받지 못했다.[23]1997년, 시라하타 사네타카 등은 전기 분해한 물(전해 환원수)을 사용한 실험에서 활성 산소종에 의한 DNA 손상을 억제하는 것을 보고했다. 이들은 이 작용이 활성 수소(수소 원자)에 의해 일어난다는 가설을 제시했다.[15][16] 그러나 수소 원자는 체내에 오래 존재할 수 없고, 전해수에 존재하는 것은 수소 분자이므로,[16] 2002년 시라하타는 전해 환원수의 활성 산소 제거 능력이 1개월 이상 안정적으로 나타나는 것은 물의 전기 분해 시 백금 전극봉의 금속과 결합하여 흡장되었기 때문으로 생각했다.[18] 이후 연구자들은 수소 분자의 작용으로 간주하고 있다.[16][29] 시라하타 자신을 포함한 연구자들의 최근 연구에서는 작용 원인으로 수소 분자를 언급하기도 한다.[19] 그러나 2017년 연구에서는 전해 수소수가 단순히 수소를 용존시킨 것보다 활성 산소 제거 능력이 높고, 백금 나노 입자 등 다른 요인이 가설로 세워질 수 있다고 여겨진다.[44]
2007년 오타 시게오는 동물 실험에서 뇌 허혈 등으로 생성되는 히드록실 라디칼(・OH)에 대해 수소가 항산화, 항아폽토시스 작용으로 선택적으로 보호할 수 있음을 보고했고,[20] 이후 수소 연구가 진전되고 있다.[23][16] 처음에는 기체로서 수소를 흡입하는 것이었지만, 나중에 수소 분자를 포화시킨 수소수로도 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것이 확인되었다.[21] 수소 가스 흡입에 비해 안전하고 실용적이며,[22] 희석한 수소수로도 쥐의 비만을 개선한 결과, 예상보다 저농도에서 작용한다고 생각하게 되었다.[22]
일본 의과대학의 오타 시게오 등은 스트레스를 받은 쥐의 뇌세포 증식이 스트레스에 의해 억제된 상태를 개선했다.[39] 규슈 대학과 파나소닉 전공 연구 그룹은 수소가 함유된 물이 쥐의 뇌세포 파괴를 억제하고, 활성산소도 감소하는 것을 확인했으며, 파킨슨병 등의 예방 및 치료에 연결될 수 있을 것이라고 언급했다.[40]
수소수 음용으로 위에서 그렐린이 분비되어 뇌의 신경을 보호한다는 사실이 밝혀졌으며, 장내 세균 유래 수소 생산을 늘려도 효과가 없다는 지견과도 모순되지 않는 발견이라고 대학 사이트에서 언급하고 있다.[41] 쥐 실험에서는 수소수 음용 및 간헐적인 노출에 의한 수소 농도 변화가 신경 보호의 요인으로 밝혀졌다.[42] 장내 세균이 생산하는 수소가 결핍된 쥐와의 비교에서는 장내 세균에 의한 수소가 염증을 억제했지만, 수소를 섭취하는 것이 그 효과가 더 높았다.[43]
전기 분해된 전해 환원수에서는 동일 농도의 수소를 포함하는 수소수와 비교하여 활성산소 제거 능력이 높으며, 수소를 제거한 후에도 그 능력이 남아있어, 금속 백금 나노 입자 등 다른 요인이 가정된다.[44]
수소는 분자가 작기 때문에 신속하게 생체막을 통과하여 세포의 핵과 미토콘드리아까지 도달하며, 혈액뇌관문도 통과한다.[22] 수소수를 섭취한 쥐의 혈액에서 수소가 검출되었고, 사람의 경우 호기 중 수소 농도가 섭취 후 10분 만에 최고 농도에 도달하며, 60분 이내에 원래대로 돌아온다.[22]
2014년에 국립성육의료연구센터는 랫트에 수소 가스 흡입, 고농도 수소수의 경구 투여, 초고농도 수소 생리식염수의 복강 내 및 정맥 내 투여를 실시했을 때 랫트의 혈액 및 조직의 수소 농도를 추정했다.[45]
수소수가 어떻게 작용하는지에 대해서는 아직 충분히 밝혀지지 않았지만, 2015년 시점에서는 수소 분자가 히드록실 라디칼 (・OH)을 직접 환원시키고, 유전자 발현을 조절하기 때문이라는 등의 이유가 제시되고 있다.[22] 연구 결과를 종합해 보면 산화 스트레스 감소라는 결과는 공통적으로 나타나며, 그 항산화 작용에 대해서는 의심할 여지가 없다.[47][48]
7. 상업적 이용
이토엔, 파나소닉, 샤프 등 여러 기업에서 다양한 형태의 수소수 및 수소수 생성 장치를 판매하고 있다. 이토엔은 2008년부터 고농도 수소수 제품을 판매해 왔으며[49], 파나소닉은 '환원 수소수 생성기', 샤프는 '전해 수소수' 등의 제품을 출시했다.[51]
가정용 전해수 생성기는 알칼리 이온수를 생성하는 과정에서 수소가 발생하는 특징이 있어, '위장 증상 개선' 효과를 표시할 수 있도록 인정받고 있다.[50][29] 마쓰시타 전공(현 파나소닉)은 알칼리성 전해수에서 수소 용존 농도 변화에 대한 연구를 진행해 왔다.[4]
수소수 제품은 소매 판매 외에도 네트워크 마케팅을 통한 방문 판매 방식으로도 유통된다.
7. 1. 논란 및 법적 문제
기업에 따라 여러 명칭으로 수소수가 판매되고 있으며, 페트병이나 플라스틱 용기로 판매되는 상품도 있다. 뉴스 사이트 '네토라보'에 따르면, 이토엔은 2015년 7월, 2008년부터 판매해 온 고농도 수소수를 봉입한 상품을 리뉴얼하여 물의를 일으켰다.[49]한편, 수돗물을 전기 분해하여 직접 수소수를 생성하는 장치도 상품화되어 있다. 알칼리 이온수를 생성할 수 있는 가정용 전해수 생성기는, 나중에 수소가 생성되는 특징이 주목받아 왔다.[50][29] 이러한 장치에서는 알칼리성 전해수의 효능으로 '위장 증상의 개선' 표시가 인정되고 있다. 마쓰시타 전공(현 파나소닉)은 알칼리성 전해수에서의 각종 조건에 따른 수소 용존 농도 변화에 대한 연구를 거듭해 왔다.[4] 파나소닉의 '환원 수소수 생성기'나 샤프의 '전해 수소수' 등, 제조사에서도 판매되고 있다.[51]
건강을 내세운 수소수를 취급하는 상품은 소매 외에도 네트워크 마케팅을 중심으로 한 방문 판매업에 의해서도 유통되고 있다. 2016년 3월 10일, 국민생활센터는 "활성산소의 일종을 억제하는 물을 만든다고 주장하는 장치 - 음용에 의한 효과를 나타낸 것은 아닙니다"라는 제목의 보고서를 발표했다. 이는 매우 혼란스럽지만, 동 센터가 허위 기재를 실험으로 폭로했다는 것이 아니라, 원래 그렇게 주장되던 상품에 대해 그 주장을 실험을 통해 확인한 것이다.
물을 전기 분해하여 수소를 발생시키는 2개 제품에서, 광고 속에 물속의 히드록실 라디칼을 억제하는 물이며, 인체에서의 효과는 아니라고 기재되어 있었다.[52] 동 센터는 실험하여, 히드록실 라디칼의 소거를 확인했다. 사업자의 광고 등에 기재되어 있는 수치에는 미치지 못하며, 또한 농도가 높으면 소거율이 저하되고, 일부 실험에서는 소거율이 0이 되었다. 이로부터, 시험 방법이나 조건에 따라 수치는 크게도 작게도 될 수 있으며, "광고에 있는 효과를 나타내는 수치가 어떤 조건에서 얻어진 것인지, 구체적인 효과가 불분명한 경우에는, 제시된 수치에 현혹되지 않도록 합시다"라는 조언을 공표했다.[52] 또한, 국민생활센터의 실험은 사람을 사용한 임상 시험은 아니다. 원래부터 "데이터는 인체에 대한 것이 아니다"라고 기재되어 있던 상품에 대해, 이 상품 테스트 결과를 통해 동 센터는 "인체에 대한 효과와 관련지어 생각하지 않도록 합시다"라는 조언을 공표했다.[52]
동시에, 활성 산소의 양을 억제하면 어떻게 되는지 명확화하도록 사업자에게 요구했다.[52] 법률에서는 특정 기능성 식품 (특정보건용식품)과 (사업자의 책임 하에 효능 표시가 가능한) 기능성 표시 식품, 임상 시험을 실시한 의약품에만 효능 표시가 인정되지만, 현재 표시가 인정된 제품은 존재하지 않는다. 2016년 12월 15일, 국민생활센터는 19개 회사의 제품에 대한 테스트를 실시하고, "용기에 담긴 수소수 및 생성기로 만드는 수소수 - 수소수에는 공적인 정의 등이 없으며, 용존 수소 농도는 다양합니다"라는 제목의 웹 페이지를 공개했으며,[53] 용존 수소가 검출되지 않는 제품도 존재했다.
국민생활센터의 조사 발표에 대해, 수소수를 판매하는 기업들이 반론을 제기했다. 조사 대상이 19개 품목에 불과하며 선정 기준에 의문의 여지가 있다는 점을 지적한 외에도, 공식적인 수소 농도 측정 방법이 없는 상태가 아닌지, 조사에서 발표 사이에 사전 권고나 지도가 없었던 점, 상품의 특성 등을 고려하지 않은 일괄적인 발표였다는 점 등을 주장하고 있다.[53] 2016년 3월 초, 소비자청으로부터 방문판매 등에 관한 법률 위반(허위 고지)으로 일부 업무정지 명령이 내려졌다.[54] 회원에게 "병이 낫는다"는 허위 설명을 하거나, 강압적인 권유가 이루어졌다.[54]
2017년 3월, 소비자청은 효능을 주장하는 해당 상품에 대해 효과를 뒷받침할 명확한 근거가 없고, 경품표시법에 위반된다고 하여 (우량 오인), 재발 방지를 명령하는 행정 처분을 내렸다.[55] 2017년 6월 27일, 경시청 생활환경과는 식품 슈퍼마켓의 남성 사원 3명과 법인을 의약품 의료기기법 위반(승인 전 의약품 광고 금지 등) 혐의로 서류 송치했다.[56]
8. 한국의 수소수 시장 및 정책
(결과물이 제공되지 않았으므로, 수정할 내용이 없습니다.)
참조
[1]
논문
水素分子の疾患予防・治療効果
https://search.jamas[...]
2013
[2]
웹사이트
平成17年度 標準技術集
https://www.jpo.go.j[...]
[3]
논문
アルカリ電解水の特性とその製法
2009-12
[4]
논문
飲用アルカリ性電解水のpH・水素溶解特性と効率
https://dl.ndl.go.jp[...]
門真 : 松下電工R&D企画室
2008-03
[5]
논문
Convenient methods for ingestion of molecular hydrogen: drinking, injection, and inhalation
https://doi.org/10.1[...]
2015-10-26
[6]
서적
よくわかる水素技術
日本工業出版
2008
[7]
논문
Progress in the study of biological effects of hydrogen on higher plants and its promising application in agriculture
http://medicalgasres[...]
[8]
뉴스
野菜・果物、水素水漬けで劣化抑制?大阪府大が効果確認
https://www.nikkan.c[...]
2017-06-14
[9]
웹사이트
既存添加物名簿収載品目リスト
http://www.ffcr.or.j[...]
[10]
서적
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
[11]
웹사이트
Agency Response Letter GRAS Notice No. 520
http://www.fda.gov/F[...]
FDA
2014-11-28
[12]
웹사이트
水素水
"{{Hfnet|3259|水素水}}"
2016-06-30
[13]
논문
Clinical Effects of Hydrogen Administration: From Animal and Human Diseases to Exercise Medicine
http://file.scirp.or[...]
[14]
서적
ベーシック電気化学
https://books.google[...]
化学同人
2000
[15]
논문
Electrolyzed-reduced water scavenges active oxygen species and protects DNA from oxidative damage
[16]
논문
Beneficial biological effects and the underlying mechanisms of molecular hydrogen - comprehensive review of 321 original articles
http://www.ncbi.nlm.[...]
[17]
논문
還元水による動物細胞の機能制御と医療への応用
https://doi.org/10.1[...]
[18]
논문
活性酸素消去能をもつ還元水の科学と医療への応用
http://bunseki.kyush[...]
2002-02
[19]
논문
Removal Efficiency of Radioactive Cesium and Iodine Ions by a Flow-Type Apparatus Designed for Electrochemically Reduced Water Production
[20]
논문
Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals
[21]
논문
分子状水素の臨床応用に向けた研究の現状について
http://elib.bliss.ch[...]
中部大学生命健康科学研究所
2009-03
[22]
논문
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
https://seikagaku.jb[...]
日本生化学会
2015
[23]
논문
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
https://doi.org/10.2[...]
学校法人物療学園 大阪物療大学
2015
[24]
PMID
[25]
PMID
[26]
웹사이트
水素水飲水によるパーキンソン病に対する多施設共同無作為化2重盲検試験
https://kaken.nii.ac[...]
[27]
웹사이트
日本トリム 研究開発
http://www.nihon-tri[...]
[28]
논문
A novel bioactive haemodialysis system using dissolved dihydrogen (H2) produced by water electrolysis: a clinical trial.
2010
[29]
논문
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
2015-02
[30]
논문
The hydrogen molecule as antioxidant therapy: clinical application in hemodialysis and perspectives
https://rrtjournal.b[...]
[31]
PMID
Supplementation of hydrogen-rich water improves lipid and glucose metabolism in patients with type 2 diabetes or impaired glucose tolerance.
2008-03
[32]
웹사이트
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
http://panasonic-den[...]
パナソニック電工株式会社
2009-07-17
[33]
웹사이트
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
https://kaden.watch.[...]
家電Watch
2009-07-17
[34]
논문
Drinking Hydrogen-Rich Water Has Additive Effects on Non-Surgical Periodontal Treatment of Improving Periodontitis: A Pilot Study
[35]
웹사이트
高濃度水素水が日常生活疲労に対する 抗疲労効果を有することを立証
https://www.osaka-cu[...]
大阪市立大学
2015-05-22
[36]
논문
Pilot study: Effects of drinking hydrogen-rich water on muscle fatigue caused by acute exercise in elite athletes
https://www.ncbi.nlm[...]
[37]
논문
[38]
논문
Electrolyzed Hydrogen-Saturated Water for Drinking Use Elicits an Antioxidative Effect: A Feeding Test with Rats
http://www.tandfonli[...]
2005-01
[39]
논문
Consumption of molecular hydrogen prevents the stress-induced impairments in hippocampus-dependent learning tasks during chronic physical restraint in mice.
2009-01
[40]
논문
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
http://www.plosone.o[...]
2009-09-30
[41]
논문
Oral ‘hydrogen water’ induces neuroprotective ghrelin secretion in mice
[42]
논문
Drinking hydrogen water and intermittent hydrogen gas exposure, but not lactulose or continuous hydrogen gas exposure, prevent 6-hydorxydopamine-induced Parkinson’s disease in rats
[43]
논문
Hydrogen from intestinal bacteria is protective for Concanavalin A-induced hepatitis
[44]
논문
Electrochemically reduced water exerts superior reactive oxygen species scavenging activity in HT1080 cells than the equivalent level of hydrogen-dissolved water
http://journals.plos[...]
[45]
논문
Estimation of the hydrogen concentration in rat tissue using an airtight tube following the administration of hydrogen via various routes
https://www.nature.c[...]
2014-06-30
[46]
논문
分子状水素によるマウス肝臓における遺伝子発現変化の解析
http://elib.bliss.ch[...]
中部大学生命健康科学研究所
2016-03
[47]
논문
Electrolyzed Hydrogen-Saturated Water for Drinking Use Elicits an Antioxidative Effect: A Feeding Test with Rats
https://doi.org/10.1[...]
2005-01-01
[48]
논문
水素水は怪しい水でしょうか?
https://doi.org/10.4[...]
2017
[49]
뉴스
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
https://nlab.itmedia[...]
2015-12-09
[50]
논문
電解機能水の特性と応用
日本透析医学会
2015-02
[51]
웹사이트
パナソニックの還元水素水
http://panasonic.jp/[...]
[52]
웹사이트
活性酸素の一種を抑制する水をつくるとうたった装置－飲用による効果を表したものではありません－
https://www.kokusen.[...]
国民生活センター
[53]
웹사이트
容器入り及び生成器で作る、飲む「水素水」－「水素水」には公的な定義等はなく、溶存水素濃度は様々です
https://www.kokusen.[...]
国民生活センター
[54]
뉴스
マルチ取引大手に一部業務停止命令へ 消費者庁が方針
http://www.asahi.com[...]
朝日新聞社
2016-03-08
[55]
뉴스
水素水販売3社に行政処分 ダイエット効果など根拠なし
http://www3.nhk.or.j[...]
日本放送協会
2017-03-03
[56]
뉴스
「水素水でがん予防」宣伝、容疑のスーパー書類送検
http://www.nikkei.co[...]
日本経済新聞
2017-06-27
[57]
서적
よくわかる水素技術(初歩と実用シリーズ)
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
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