JP2007000750A - 活性酸素消去剤、及び活性酸素消去剤の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＲＯＳやフリーラジカルの消去（消滅）に効果的な技術を提供することである。特に、体内で発生したＲＯＳの消去（消滅）に効果的な技術を提供することである。
【解決手段】 酸化還元電位が−１０００ｍＶ〜−２００ｍＶで、かつ、ｐＨが３〜７の水である活性酸素消去剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えば生活習慣病の改善、皮膚特性の改善、或いは疲労の回復に効果的な作用を奏する活性酸素消去剤、及び活性酸素消去剤の製造方法に関する。

好気性生物の多くは、ミトコンドリアの中で、呼吸で取り入れた酸素分子と食物摂取により発生した水素および電子とから水を生成する４電子還元反応（式（１）参照）により、エネルギーを獲得している。
Ｏ_２＋４Ｈ^＋＋４ｅ⁻→２Ｈ_２Ｏ （１）

さて、呼吸で取り入れられた全てのＯ_２がＨ_２Ｏに変換される場合には、問題が生じない。

しかしながら、式（２）に示される如く、一部の酸素に電子が、直接、渡され、酸素分子が１電子還元される場合がある。
Ｏ_２＋４⁻→Ｏ_２ ⁻ （２）

この生成したＯ_２ ⁻は、所謂、スーパーオキシドアニオンと謂われている。そして、Ｏ_２ ⁻は、不対電子を有するラジカルの一種である。このＯ_２ ⁻は、ラジカルである為、他の物質から電子を奪って安定化しようとする傾向が高い。従って、酸化力が高い。

そして、スーパーオキシドアニオンから種々の酸化物が生成する。生成した物の中で酸化力を有している物質が活性酸素と謂われている。この活性酸素としては、例えばスーパーオキシドアニオン（Ｏ_２ ⁻）、一重項酸素（^１Ｏ_２）、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）、ヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）等が挙げられる。又、更には、アルコキシラジカル、ヒドロペルオキシラジカル、ペルオキシラジカル等も挙げられる。これらの活性酸素は反応性が極めて高い。そして、活性酸素は人間に種々の障害をもたらすと謂われている。このようなことから、活性酸素と疾病との関係に注目が集まり始めている。

ところで、脂質は、核酸やタンパク質よりも酸化を受け易い。そして、活性酸素、特にヒドロペルオキシラジカル（ＬＯＯＨ）は、細胞膜を構成する脂質の酸化により生成する。脂質過酸化は、細胞膜の構成成分であるリン脂質の不飽和脂肪酸部分に活性酸素が付加する反応である。そして、脂質部分が酸化されたＬＤＬをマクロファージが取り込み、泡沫細胞化によって動脈硬化が起きると謂われている。動脈硬化は、良く知られた疾病の一つである。ヒドロペルオキシドラジカルからは、更に分解が進んだ二次生成物であるアルデヒド化合物などが生成する。そして、これ等の物質は、タンパク質の求核部位と反応し、複雑な修飾体が形成され、タンパク質の劣化を引き起こす。特に、脂質過酸化の初期に多量に生成するヒドロペルオキシドラジカル類は、酸化ストレスマーカとして近年関心を集めている。そして、臨床検査の分野では、生体内での活性酸素産生や臓器の酸素障害、防御機構の低下などの推測に用いられている。

これら活性酸素種（ＲＯＳ：reactive oxygen species）による障害は、日常的に、細胞内で生じている。ところで、生体は、「（１） ＲＯＳの生成」、「（２） 抗酸化物質による消去」、「（３） 損傷の修復」の三つバランスの上で成り立っている。そして、ＲＯＳや酸化ストレスが老化に関与していることは以前から指摘されている。特に、ＲＯＳによって生じるヒドロペルオキシドラジカル類や過酸化脂質の増加が老化の原因であると大きく主張されている。

従って、老化を防止する為には、ＲＯＳやラジカル類を少なくすることが大事であろう。

又、ＲＯＳやラジカルの消去能力が低下すると、老化や生活習慣病が惹き起こされると謂われている。例えば、活性酸素レベルが増加すると、次の（１）〜（４）の老化現象が現れると謂われている。更には、（５）〜（７）の生活習慣病等の発現にも関与していると謂われている。
（１） 皮膚の皺
（２） 白内障
（３） 関節炎
（４） 痴呆症
（５） 動脈硬化 動脈硬化には、アテローム硬化（粥状硬化）、中膜硬化、細動脈硬化の3つのタイプが有る。フリーラジカルやＲＯＳは、最も危険なアテローム硬化を助長していると謂われている。そして、動脈硬化が進むと、高血圧症、脳卒中、狭心症、心筋梗塞等の病気が発現する可能性が高くなる。
（６） 糖尿病 インシュリンの分泌が悪くなると、血糖をコントロール出来なくなる。この為、高血糖の状態になる。これが糖尿病（インシュリン依存型）である。フリーラジカルやＲＯＳは糖尿病の発病から合併症の進展にまで関っていると謂われている。
（７） 発ガン ＲＯＳはＤＮＡを損傷すると謂われている。ＤＮＡが損傷すると、発ガンの可能性が指摘されている。

さて、
身体中には、生成されたＲＯＳの毒性を消滅させる機能が備わっていると謂われている。酵素やビタミン類はそのような機能を奏すると謂われている。

酵素としては、例えばスーパーオキシドジスムターゼ（スーパーオキシドの分解）、グルタチオンペルオキシダーゼ（過酸化水素や脂質過酸化物の分解）、カタラーゼ（過酸化水素の分解）、ペルオキシダーゼ（過酸化水素の分解）が挙げられる。

ビタミン類としては、例えばビタミンＥ（脂溶性ラジカルや脂質過酸化物の補足）、ビタミンＣ（スーパーオキシドや脂質過酸化物の分解）、βカロチン（一重項酸素の消去）、グルタチオン（スーパーオキシドや脂質過酸化物の分解）、フラボノイド（スーパーオキシドや脂質過酸化物の分解）、ＣｏＱ（脂溶性ラジカルや脂質過酸化物の捕捉）、メタロチオネイン（スーパーオキシドや過酸化水素の分解）が挙げられる。

特に、酵素は、身体固有の物質で、非常に重要であろう。

しかしながら、これら酵素の働きは加齢に伴って低下して行く。例えば、４０歳を過ぎると、酵素活性は急速に衰えると謂われている。そして、歳を経るにつれて、酵素活性が低下する。この活性酸素消去能力を補う方法として、抗酸化性ビタミン等を摂取することが謂われている。確かに、これらの物質は、試験管内ではＲＯＳを消去すると考えられている。

さて、人体の血液中でもＲＯＳを消去できるか否かが問題である。すなわち、体内に摂取された場合において、これらの物質が血管に入り、ＲＯＳを消去できるか否かが問題である。更には、仮に、血管内に吸収されても、全身に行き渡るか否かが問題である。特に、ハイドロペルオキシドラジカルの生成を抑制できるか否かが大事である。

ところで、電解水は浸透性が高く、洗浄剤として有効であると謂われている。このようなことから、人体への応用が考えられている。そして、電解水、例えばアルカリイオン水を飲むことによって、ＲＯＳが低減すると謂われ始めている。因みに、電解によるアルカリイオン水が活性水素水と称されて販売されている。

しかしながら、活性水素の寿命はμ秒以下である。そして、活性水素が水中で安定的に長時間存在することは不可能であろう。従って、活性水素が体内におけるＲＯＳの低減に貢献しているか否かは多いに疑問であろう。

さて、上記電解によるアルカリイオン水は、一般的には、水素分子が溶解した弱アルカリ性還元水である。この還元水は、Ｐｔ製のカソード電極から白金微粒子が溶出し、この白金微粒子に付着したＨ_２が解離したＨを活性水素と称しているのであるかと思われる。しかしながら、Ｈ_２の解離反応速度が小さい。従って、Ｈ_２を利用する場合には、その解離反応速度を大きくして遣らねばならないであろう。

さて、これまで、アルカリイオン水をＲＯＳの消去に効果的なものとする技術は提案されていない。

従って、本発明が解決しようとする課題は、ＲＯＳやフリーラジカルの消去（消滅）に効果的な技術を提供することである。特に、体内で発生したＲＯＳの消去（消滅）に効果的な技術を提供することである。

又、特に、生活習慣病を改善する剤を提供することである。

又、特に、皮膚特性を改善する剤を提供することである。

又、特に、疲労回復の剤を提供することである。

さて、電解還元水の特性を評価する手法として次の事項が考えられる。
（１） ｐＨ
（２） ＯＲＰ（酸化還元電位）
（３） 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl（ＤＰＰＨ）還元能力

ｐＨとＯＲＰとは電気化学的な測定方法によるものである。そして、還元性の評価を簡便に行うことが出来る。

一般的に、電位がマイナス方向にシフトするほど、対象物に電子を与える能力が高い。即ち、還元性が高い。

又、式（３）に示される通り、水に溶解し、酸素が付加した酸化物を還元する時、水素イオンが付随する。
Ｈ_２Ｏ_２＋２Ｈ^＋＋２ｅ⁻→２Ｈ_２Ｏ （３）
式（３）より、還元反応をスムースに進める為には、アルカリ性より酸性のｐＨが好都合であることが理解される。

すなわち、酸性でマイナスのＯＲＰが活性酸素の還元に有効であることを理解できる。

さて、ここで、重要な点は、体内において、ＲＯＳやフリーラジカルの消去（消滅）に還元水が有効か否かと言うことである。一般的に活性酸素は不安定である。還元水の活性酸素消去能力を評価する場合、ＤＰＰＨの還元反応を利用することが考えられる。ＤＰＰＨは、一個の不対電子を有しており、フリーラジカルの一種である。

本発明は上記知見を基にしてなされたものである。

すなわち、前記の課題は、酸化還元電位が−１０００ｍＶ〜−２００ｍＶで、かつ、ｐＨが３〜７の水である
ことを特徴とする活性酸素消去剤によって解決される。

特に、酸化還元電位が−７００ｍＶ〜−４００ｍＶで、かつ、ｐＨが３〜６の水である
ことを特徴とする活性酸素消去剤によって解決される。

更には、酸化還元電位が−６００ｍＶ〜−４５０ｍＶで、かつ、ｐＨが４．０〜５．５の水である
ことを特徴とする活性酸素消去剤によって解決される。

上記活性酸素消去剤（電解還元酸性水）は、ＤＰＰＨを消去する成分が０．００１ミリｍｏｌ／Ｌ以上含まれていることが好ましい。特に、０．０１ミリｍｏｌ／Ｌ以上含まれていることが好ましい。更には、０．１ミリｍｏｌ／Ｌ以上含まれていることが好ましい。上限値には、格別な制約は無いものの、通常、１０ｍｏｌ／Ｌである。

又、活性酸素の還元と言う目的からして、含まれる酸素は少ない方が好ましい。すなわち、溶存酸素濃度は２ｐｐｍ以下であることが好ましい。勿論、０（実質上０）であることが好ましいことは言うまでも無い。尚、溶存酸素を少なくするには、電解水に対して脱気処理を行う。これによって、溶存酸素を少なく出来る。又、電解に供する原料水に対しても、予め、脱気処理を行う。これによっても、得られる電解水の溶存酸素が少なくなる。勿論、電解前と電解後の両方で脱気処理を行えば、それだけ溶存酸素が少なくなる。

さて、上記特徴の活性酸素消去剤（電解還元酸性水）は、生活習慣病の改善に用いることが出来る。すなわち、飲用することで、例えば糖尿病などの生活習慣病に対する改善剤として期待できる。

又、上記特徴の活性酸素消去剤（電解還元酸性水）は、皮膚特性の改善に用いることが出来る。すなわち、飲用することで、例えば皮膚の弾力が増し、又、皮膚の色が明るくなる。又、血管の弾力性が増す。従って、血圧の低下が期待できる。

又、上記特徴の活性酸素消去剤（電解還元酸性水）は、疲労の回復に用いることが出来る。すなわち、飲用することで、例えば運動の前後に飲用することで、体の負荷が軽減される。

上記特徴の活性酸素消去剤（電解還元酸性水）は、電導度が５０μＳ／ｃｍ以下で、かつ、溶存酸素濃度が２ｐｐｍ以下の水を電解還元する
ことを特徴とする活性酸素消去剤の製造方法によって得られる。

本発明になる活性酸素消去剤（電解還元酸性水）は、体内において、ＲＯＳの消去（消滅）に極めて有効である。

そして、飲用した場合、例えば糖尿病などの生活習慣病に対して効果が期待できる。

又、例えば皮膚の弾力が増したり、皮膚の色が明るくなる。

又、血管の弾力性が増す。従って、血圧の低下が期待できる。

又、例えば運動の前後に飲用することで、疲労回復が期待できる。

図１は、本発明になる活性酸素消去剤（電解還元酸性水）製造装置の要部（３室型電解槽）の説明図である。

同図中、１はアノード室、２はアノード室入口、３はアノード室出口、４はアノード電極、５，６は隔膜、７はカソード電極、８はカソード室出口、９はカソード室、１０はカソード室入口、１１は中間室、１２は中間室入口、１３は中間室出口である。尚、この３室型電解槽を備えた電解装置は、例えば特開２００１−９６２７５号公報や特開２００１−１９１０７６号公報にても知られているから、詳細な説明は省略される。

尚、本実施形態において、アノ−ド室１と中間室１１とを隔てる隔膜５、及びカソード室９と中間室１１とを隔てる隔膜６として、フッ素系カチオン交換膜ナフィオン１１７（デュポン社製）を用いた。中間室１１にはフッ素系イオン交換樹脂ＮＲ５０（デュポン社製）を充填した。電極４，７として、白金メッキの８０×６０ｍｍ^２のチタン電極を用いた。電解槽への供給水として、電導度が１μＳ／ｃｍで、溶存酸素濃度が１ｐｐｍ以下のの純水を用いた。電解電流は３Ａとした。カソード電解水の流量は０．２５Ｌ／ｍｉｎ.とした。

そして、上記条件で電解還元水を得た。この電解還元水のｐＨは約４．６であった。ＯＲＰは−５８０ｍＶであった。

この電解還元酸性水の経時安定性を評価した。比較の為に、中間室に微量のＮａＣｌを添加して生成した弱アルカリ性の還元水を用いた。尚、この弱アルカリ性の還元水のｐＨは約９、ＯＲＰは−７８０ｍＶであった。この結果が図２に示される。

次に、上記電解還元酸性水のＤＰＰＨ還元効果を調べた。ＤＰＰＨは難溶性の為、１０^-3ミリｍｏｌ／Ｌのエタノール溶液を調整した。この溶液を上記電解還元酸性水と混合した、ＥＳＲによりＤＰＰＨ特有のスペクトルを測定した。その結果が図３及び図４に示される。これによれば、電解還元酸性水によってＤＰＰＨ特有のスペクトルが消失している。すなわち、ＤＰＰＨの不対電子に起源するフリーラジカルが還元され、消失したことが明らかである。

尚、比較になる上記弱アルカリ性の還元水を用いた場合には、ＤＰＰＨ特有のシグナルは消失していなかった。

さて、次に、上記特徴の電解還元酸性水を飲用した場合、体内で出来た活性酸素を除去（消滅）できるか否かのテストを行った。

測定には、有限会社ウィスマー社から販売されているフリーラジカル分析システムＦＲＡＳを用いた。この分析器を用いると、血液中の酸化ストレスとして代表的な活性酸素であるヒドロペルオキシドと、抗酸化ストレスの指標とて３価鉄から２価鉄への還元力とを分析することが出来る。尚、ヒドロペルオキシラジカル（ＬＯＯＨ）は脂質の酸化によって出来た物質である。

ところで、体の血液中の酸化ストレスは、常に、変動している。従って、電解還元酸性水飲用の効果を評価することは困難である。そこで、運動することによって、故意に、身体の酸化ストレスを上げ、この状態にて電解還元酸性水飲用の効果を評価した。すなわち、運動時にミネラル水を飲んだ場合と、上記電解還元酸性水を飲んだ場合とで、酸化ストレスおよび抗酸化ストレスが如何に変化するかを測定した。

先ず、２０代前半のスポーツ選手をエアロバイクで２０サイクル運動させ、血液中の酸化ストレスと抗酸化ストレスを測定した。測定は、運動前と、運動直後と、運動の一時間後との三点で行った。尚、運動中に５００ｍｌの電解還元酸性水（ｐＨ：４．５，ＯＲＰ：−５６０ｍＶ，ＤＰＰＨ消去活性種の濃度は２×１０^-4ｍｏｌ／Ｌ）を飲用させた。比較の為に、電解還元酸性水の代わりにミネラル水を飲用させた。

血液中の酸化ストレスレベルを図５に示す。血液中の抗酸化ストレスレベルを図６に示す。図５から、運動すると、血液中の酸化ストレスレベルは上昇することが判る。運動に伴い、図６に示す如く、酸化ストレスレベルが上昇する。これに伴い、抗酸化ストレスレベルが上昇し、活性酸素を消去する機能が上昇する。しかしながら、運動中に電解還元酸性水を飲むと、酸化ストレスが上昇せず、逆に、若干、低下した。従って、本発明の電解還元酸性水の効果は明白である。

又、皮膚の弾力性を調べる為、株式会社ジャパンギャルズ製のスキン測定センサーを用いた。このセンサーは、水分量、油分量、弾力性、及び明度を測定できる。尚、測定値は０〜１００の間の数値で表わされる。ここでは、弾力性と明度を調べた。すなわち、電解還元酸性水（ｐＨ：４．５，ＯＲＰ：−５６０ｍＶ，ＤＰＰＨ消去活性種の濃度は２×１０^-4ｍｏｌ／Ｌ）を２カ月間に亘って飲用した後、弾力性と明度を調べた。その結果を表１に示す。

表１

これによれば、本発明になる電解還元酸性水を飲用した場合、皮膚の弾力性が向上し、かつ、明度が向上していることが判る。従って、本発明の電解還元酸性水は老化防止、即ち、若作りに効果的である。

又、血管の柔軟性を調べる為、株式会社フューチャーウェイブ製ＢＣチェッカーを用いた。本方法では抹消血管の脈波を二次微分した波形を利用している。波形によりＡ〜Ｇまで類型化し、年代と波形との相関関係をまとめ、測定値から血管年齢を判定している。尚、ＢＣチェッカー用の波形と年齢との相関関係を図７に示す。そして、本発明になる電解還元酸性水（ｐＨ：４．５，ＯＲＰ：−５６０ｍＶ，ＤＰＰＨ消去活性種の濃度は２×１０^-4ｍｏｌ／Ｌ）を毎日１〜２Ｌ飲用し、１カ月経過した場合の血管年齢を調べたので、その結果を表２に示す。

表２

これによれば、本発明になる電解還元酸性水の飲用により、血管年齢が若返っていることが判る。

又、本発明になる電解還元酸性水（ｐＨ：４．５，ＯＲＰ：−５６０ｍＶ，ＤＰＰＨ消去活性種の濃度は２×１０^-4ｍｏｌ／Ｌ）を毎日１〜２Ｌ飲用し、４カ月経過した場合の血圧を調べたので、その結果を表３に示す。

表３

これによれば、本発明になる電解還元酸性水の飲用により、血圧が低下していることが判る。

尚、上記においては、ｐＨが：４．５，ＯＲＰが−５６０ｍＶ，ＤＰＰＨ消去活性種の濃度が２×１０^-4ｍｏｌ／Ｌの電解還元酸性水によるものであったが、ｐＨが３〜７で、ＯＲＰが−１０００ｍＶ〜−２００ｍＶのものは、かなりの効果が認められるものであった。

但し、ｐＨが３〜６の場合には、より効果的であった。そして、ｐＨが４．０〜５．５の場合には、上記実施形態の場合と殆ど同様な効果が奏されるものであった。

又、ＯＲＰが−７００ｍＶ〜−４００ｍＶの場合には、より効果的であった。そして、ＯＲＰが−６００ｍＶ〜−４５０ｍＶの場合には、上記実施形態の場合と殆ど同様な効果が奏されるものであった。

本発明になる活性酸素消去剤製造装置の要部の説明図 電解還元酸性水の経時安定性を示すグラフ ＥＳＲスペクトル ＥＳＲスペクトル 血液中の酸化ストレスレベルを示すグラフ 血液中の抗酸化ストレスレベルを示すグラフ ＢＣチェッカー用の波形と年齢との相関関係の説明図

符号の説明

１ アノード室
４ アノード電極
５，６ 隔膜
７ カソード電極
９ カソード室
１１ 中間室

代 理 人 宇 高 克 己

Claims (8)

1. 酸化還元電位が−１０００ｍＶ〜−２００ｍＶで、かつ、ｐＨが３〜７の水である
   ことを特徴とする活性酸素消去剤。
2. ＤＰＰＨを消去する成分が０．００１ミリｍｏｌ／Ｌ以上含まれることを特徴とする請求項１の活性酸素消去剤。
3. 溶存酸素濃度が２ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２の活性酸素消去剤。
4. 生活習慣病を改善する剤であることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの活性酸素消去剤。
5. 皮膚特性を改善する剤であることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの活性酸素消去剤。
6. 疲労回復の剤であることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの活性酸素消去剤。
7. 活性酸素の消去に用いられる剤の製造方法であって、
   電導度が５０μＳ／ｃｍ以下で、かつ、溶存酸素濃度が２ｐｐｍ以下の水を電解還元する
   ことを特徴とする活性酸素消去剤の製造方法。
8. 請求項１〜請求項６いずれかの活性酸素消去剤の製造方法であって、
   電導度が５０μＳ／ｃｍ以下で、かつ、溶存酸素濃度が２ｐｐｍ以下の水を電解還元する
   ことを特徴とする活性酸素消去剤の製造方法。
   

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