수소는 세포 상해성 산소 래디컬을 선택적 환원함으로써 치료에 유효한 항산화제로 작용한다.
허혈-재관류나 염증으로 인해 유도되는 급성 산화 스트레스는 조직에 위독한 손상을 일으키며, 산화 스트레스의 지속은 암 등 많은 일반적인 질환의 한 요인으로 알려져 있다. 본 논문에서는 수소(H2)가 예방 및 치료용 항산화제로서 사용가능하다고 생각됨을 보고한다. 우선 3가지 다른 방법으로 배양세포에 급성 산화 스트레스를 유도한다. H2는 세포 손상성이 극히 높은 활성산소종(ROS)인 히드록시래디컬을 선택적으로 환원하여 세포를 효과적으로 보호하였으나, 생리학적 역할을 가진 다른 ROS와는 반응하지 않았다.

또한 국소허혈과 재관류에 의해 뇌 내에 산화 스트레스로 의한 손상이 유도된 급성 쥐 모델을 사용하여 H2가스를 흡입시키자 산화 스트레스의 영향이 완화되고 뇌손상이 현저히 억제되었다. 따라서 H2는 실효성 있는 항산화 치료로서 사용가능한 것이다. 이것은 H2가 확산에 의해 막을 신속하게 통과할 수 있기 때문에 세포 상해성 ROS가 존재하는 곳에 도달하여 반응을 일으켜 산화적 손상을 막기 때문이다. N&V p.673

※2007년 6월 발행 'Nature Medicine(네이처메디슨) Volume 13 Number 6' 게재
네이처메디슨 온라인 홈페이지 바로가기 :
http://www.nature.com/nm/journal/v13/n6/full/nm1577.html

쥐를 사용한 이 실험에서 수소농도 0.08ppm이상의 물을 이용하여 파킨슨병에서 보이는 흑질 도파민 신경세포의 탈락 억제를 확인하였습니다. 연구 성과는 2009년 9월 30일자 미 온라인 과학지 'PLOS ONE'에 게재됐습니다.

쥐에게 수소농도 0, 0.04, 0.08, 0.5, 1.5ppm의 물을 각각 1주일간 먹인 후 파킨슨병을 유발시켜 검증하였습니다. 그 결과, 흑질 도파민 신경세포 탈락의 원인으로 여겨지는 활성산소에 의한 디옥시리보 핵산(DNA) 산화 손상의 억제를 확인하였습니다.

몸에 나쁜 활성산소만을 선택적으로 제거하는 성질도 판명되어 뇌경색 등의 치료약 개발이 기대된다. 연구 성과는
8일자 과학지 네이처 메디슨(전자판)에 게재된다.

활성산소는 세균 등 외적을 퇴치하는데 효과적인데, 한편으로 신체의 “녹”이라 불리는 노화의 흑막으로 생각되고 있다. 특히 뇌경색에서는 한 번 막혔던 혈류가 재개될 때에 대량의 활성산소가 발생하여 뇌를 손상시킨다. 오오타 교수들은 인공적으로 뇌경색을 만든 쥐를 사용하여 한 편에는 농도 2%의 수소가스를 부여하고 다른 한 편에는 아무것도 주지 않고 혈액의 흐름을 재개하였다. 그 결과, 수소 가스를 부여한 쥐의 뇌손상 정도는 아무것도 주지 않은 쥐의 절반 이하였다. 활성산소에는 몇 가지 종류가 있으며 수소는 가장 산화력이 강한 [히드록시 래디컬]에만 작용한다는 것도 알려졌다. 오오타 교수는 [수소는 좋은 활성산소에는 작용하지 않는다. 기존 뇌경색 치료약보다 효과는 현저하고 유망하다] 라고 말한다.

이 수소 함유수가 정상세포에 대해 거의 무해하다는 것도 실험으로 알아냈다. 일상적으로 마심으로써 구강암이나 구내염, 설염의 예방을 기대할 수 있다. 암 세포는 미량의 활성산소가 증식을 일으키게 된다. 수소 함유수는 이 활성산소를 제거하는 작용을 한다. 제거하면 암 세포는 증식의 계기를 잃는다. 한번 증식을 멈추면 사멸하기 쉬워지는 것이 암 세포의 특징이다. 반대로 정상세포는 증식을 중지시키는 데에 강하다.

실험에서는 포도당, 아미노산, 미네랄, 비타민, 혈청을 섞은 배양액에 수소를 녹였다. 용존 수소의 농도는 0.4~0.8ppm. 사람의 설암 세포가 수소 함유수에 닿으면 세포증식이 6할 전후로 억제되었다. 이 때, 암 세포 증식 덩어리의 사이즈는 약 3분의 2로 축소, 증식 덩어리의 형성률도 54~72%로 감소했다. 사람의 정상 혀 세포는 수소 함유수에 닿아도 세포 증식에 거의 변화가 없고 정상세포 증식 덩어리의 형성률은 91~97%로 약간 줄었지만 증식덩어리의 사이즈는 0.08배로 조금 증가하여, 정상 세포에 대해서 거의 무해하다는 것을 밝혀냈다.

공동연구팀은 연구의 일환으로 담수에 수소를 녹였을 때의 용존 수소 농도를 0.9~1.3ppm이라는 고농도화하는 것에도 성공하였다. 직경 50나노~200나노미터(나노는 10억분의 1) 정도인 수소 나노버블을 대량으로 만들어 고농도를 실현하였다. 보통의 물은 농도가 0.01ppm미만으로 수소가 거의 없는 것과 같다. 종래의 알칼리 정수기로는 0.13~0.29ppm이라는 저농도 수소를 함유한 물밖에 만들 수 없었다. 수소 함유수는 심하게 흔들면 용존 수소가 감소한다. 설암 등 구강암의 발암 예방 및 암 재발의 방지에는 1) 1회당 30초씩 입에 머금고 살짝 입 안을 구석구석 순환시킨다. 2) 소량씩 꾸준히 마시는 것이 좋다고 한다.

스트레스에 의해 기억력이 저하된다는 것은 알려져 있다. 연구팀은 쥐를 좁은 공간에 가두고 먹이를 주지 않는 등 스트레스를 주고, 수소가 대량으로 녹아있는 물과 보통의 물을 먹인 경우에서 기억력이 어느 정도 다른지 10마리씩, 세 가지 방법으로 6주에 거쳐 비교하였다. 그 결과, 세 경우 모두 수소수를 먹인 쪽의 기억력이 현저하게 높고 스트레스가 없는 쥐와 거의 같았다. 기억을 담당하는 뇌의 영역(해마)의 신경 간 세포 증식능력도 같은 경향이었다.

연구팀은 작년, 수소가 활성산소를 없애 뇌경색에 의한 뇌장해를 반감시키는 것을 확인하였다. 인지증은 활성산소 등에 의해 신경세포가 변성하는 질병이라고 하는데, 오오타 교수는 ‘수소수를 마시지 않은 쥐의 해마에는 활성산소에 의해 만들어진 물질이 축적되어 있다. 수소수가 활성산소에 의해 저하된 신경세포의 증식기능을 회복시켜, 기억력 저하도 억제한 것이라고 생각된다’고 말한다.

이 학설은 ‘프랑스, 파라독스’라 불리며 유명해졌다.


우리는 콜레스테롤을 좋은 것과 나쁜 것으로 구분한다. 그러나 악성 콜레스테롤은 ‘활성산소’의 존재 때문에 악성이 되기 시작하는 것이다. 활성산소와 결합한 악성 콜레스테롤이 혈관에 장해를 일으키고 뇌경색 및 심근경색을 일으킨다. 적포도주를 평소에 마시고 있으면 여기에 함유된 폴리페놀에 의해 활성산소가 제거되어 악성 콜레스테롤이 있어도 혈관장해가 쉽게 일어나지 않게 되는 것이다. 활성산소가 관계된 질병은 그 밖에도 당뇨병, 관절 류마티즘, 알츠하이머, 위궤양 등 200종류를 넘는다고 알려져 있다. 활성산소는 그야말로 만병의 근원이라 할 수 있다.

현재 의학계에서는 이 활성산소를 제거하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 그 중 한가지가 활성산소를 제거하는 작용이 있다고 알려진 환원수(전해환원수). 1997년, 큐슈 대학 농학부의 시라하타 교수진이 연구 발표하였다.
환원이란 산화된 것을 원래대로 되돌리는 작용으로, 환원수란 환원력이 뛰어난 물을 가리킨다. 이 환원수는 전용 정수기를 사용하여 전기분해해서 만들어진다. 물을 전기분해하여 음극측에 나온 알칼리성 물에는 활성수소가 포함되어 있는데, 이것이 활성산소와 결합하여 단순한 물로 만들어 버린다. 최근 또 한 가지, 활성산소를 제거하는 물로서 주목받고 있는 것으로 ‘수소수’가 있다. 토호대학의 이시가미 교수와 도쿄 노인종합연구소 등의 연구에 의하면 수소가스를 포화상태까지 녹인 수소수는 쥐의 뇌에 축적된 활성산소를 제거하였다고.
이대로 연구가 진전되면 그 밖에도 항산화작용을 가진 음료수가 차차 등장할 것이다. (인간종합과학대학교수 후지타)

쥐를 사용한 실험에서 수소농도 0.08ppm이상의 물을 이용하여 파킨슨병에서 보이는 흑질 도파민 신경세포의 탈락 억제를 확인하였다.
연구 성과는 30일자 미 온라인 과학지 'PL.S ONE'에 게재된다. 쥐에게 수소농도 0, 0.04, 0.08, 0.5, 1.5ppm의 물을 각각 1주일간 먹인 후 파킨슨병을 유발시켜 검증하였다.
그 결과, 흑질 도파민 신경세포 탈락의 원인으로 여겨지는 활성산소에 의한 디옥시리보 핵산(DNA) 산화 손상의 억제를 확인하였다.
파나소닉 전기공업은 전해 알칼리수에 포함된 수소에 주목하여 2007년부터 큐슈대와 항산화작용 및 메카니즘에 대해 공동 연구하고 있었다.

산화를 초래하기 쉬운 활성산소는 질병이나 노화를 일으킨다고 한다. 활성산소에는 여러가지 종류가 있는데 오오타 연구진이 수소를 녹여 넣은 물의 영향을 배아세포로 조사한 결과, 산화력이 강하고 몸에 유해한 '하이드록시라디칼'이란 활성산소를 제거할 수 있다는 것이 판명되었다.
또한 뇌로 통하는 혈류를 90분간 멈춰서 뇌경색 상태로 만든 쥐에게 농도2%의 수소가스를 마시게 하고, 활성산소에 의한 장해를막을 수 있는지 조사하였다. 그 결과, 수소를 마시지 않은 경우와 비교하여 뇌의 세포가 죽는 정도를 절반 정도로 억제할 수 있었다.

도쿄 노인 종합연구소의 건강장수 게놈 탐색 연구부장 다나카는 "수소로 실제 사람의 질병이나 노화를 막는 것이 가능한지 어느 정도 섭취하면 좋은지 확인하는 데에는 아직 많은 연구가 필요하나, 기대할 만한 연구결과다" 라고 말한다.