水素の測定に関する定義と標準、および
認証
2017年9月14日に中国広州において国際分子状水素協会の主催によ
り開催された国際水素産業開発フォーラムにて公表した
国際水素標準化協会 (International Hydrogen Standards
Association: 略語 IHSA) の最初の推奨内容を報告します。
IHSAの中心委員は以下の通り。
Shigeo Ohta (日本)
Gae Ho Lee (大韓民国)
Xue Jun Sun (中華人民共和国)
Shucun Qin (中華人民共和国)
Tyler W. LeBaron (アメリカ合衆国)
はじめに
現在、世界中で、医学および生物学の研究者と一般市民は、様々
な病気の治療、健康維持と病気の予防のために、水素ガス吸入、水
素を溶解した（水素水）などを含む分子状水素を用いた治療につい
て学んでいます。分子状水素の有効性は、発表された科学研究結果
に基づいています。しかし、水素濃度、摂取量、その他の必要条件
に関して、治療や予防のために使われる水素製品の定義または標準
が、科学者によっても公的機関によっても、提唱されていません。
この状況によって、水素製品の産業、メディア、政府とマーケット市場
において、混乱を生じさせることになりました。分子状水素は、 無色
無臭で味もない気体ですので、消費者は、濃度はもちろん、これらの製
品の中に分子状水素が存在しているかさえ、知ることは難しいのです。
そこで、世界中の水素医学に関する専門家の科学者は、分子状水素関
連商品の国際標準を統一的に議論して定めることにしました。私たち
は、2016年9月に国際的水素標準協会（IHSA）を設立しました。IHSAに
よるこれらの定義と標準を定めることによって、科学研究の発展を促
進し、責任ある水素産業を導いて、消費者を保護すること になるで
しょう。このIHSAの文書では、水素水は、分子状水素を溶存している
水または液体と定義します。分子状水素は、化学式ではH2です。以下
の内容は、IHSAによる認証のための水素水の標準についての提唱で
す。この内容は、2017年9月15日に公表されました。
水素濃度を決定する方法
ガスクロマトグラフィー（GC）は、分子状水素を測る主要な方法
と考えています。GCは、化学分析の専門家にとって最も信頼できる
方法です。手短に言えば、この方法では、完全密封容器の中で、水
に溶けている水素を空気相に排出させます。そこで空気相の水素ガ
ス濃度をGCで測定し、水素水の水素濃度を決定します。GCによる測
定の標準的な測定法については、誤差を少なくするために別途、測
定法を定めます。
IHSAは、水素に特異的に反応する電極を用いた方法を第二の方法と
して採用します。いくつかの電極は、現在商業的に販売されていま
す。しかし、各々の電極を調べてみると、利点と欠点があります。
このような理由で、今後、推奨すべき水素濃度測定用の電極は慎重
に選ぶことにします。そして、標準的な測定手順（SOP）がIHSAで決
定されます。IHSA認証の使用目的以外にもIHSAは簡便な測定方 法
を推薦するかもしれません（例えば異なる種類の電極、
センサー、H2Blueなど）。これは、HSA認証のための測定ではなく、
一般の消費者が利用できるように、いくつかの適切な方法も認めま
す。しかし、水の中の水素濃度を測定する方法として酸化還元電位
（ORP） を使うことは認めません。ORPの低下が水素水の特徴の1つで
はありますが、ORP自体は水素濃度を示してはいません。このよう
な理由で、ORPが水素濃度の測定のための方法としては使用すべき
ではないと考えています。
水素濃度を示す単位（Unit）
水中の水素濃度については、IHSAはmg/Lの単位を使用する事を
推奨します。この単位の使用によって、一般に混乱をまねくことを
防ぎます。たとえば、ppm（ppm）は、消費者にはよく知られていて、
よく使われています。しかし、ppmは、様々な濃度を意味することが
あります。そのため、混乱を招く可能性があります。例えば、 化学の
分野では、溶媒の重さに対する水素の重さ（wt/wt）がひとつです。
もうひとつは、気相の体積に対する水素ガスの体積です
（vol/vol）。水素がガス状の分子であるので、これらの2つの方法
がしばしば混同して使われます。また、モル濃度や体積にたいする
重さなども使われるときがあります。同様に、物理の分野では、ppm は
長さの比例現象(α=12 ppm/℃)
や測定の不確実性（正確な場合1ppm）、あるいは分光学におけるケ
ミカルシフト（2 ppm）なども使われており、さらに、ppbは国によっ
ては1/109のほかに1/1012 を意味することがあります。さらに、ppm
は国際的標準単位(SI)と しては使用が認められておらず、ISO推奨に
も使用が認められていません。ここでは、水素水の標準とその認証には
、ミリグラム（mg）、そして、ミリグラム／リットル（mg/L）を、それ
ぞれ、水素の量（重さ）と濃度として採用します。
水素濃度と摂取量
必要水素濃度と必要摂取量については、多くの議論と考慮を
重ねてきました。摂取すべき水素の最小量は、飲む溶液の最大量を
考慮して、1日の摂取量して考えるべきだと、提唱します。最大限
として1 Lの水素水を飲む場合でも、または500 mLの飲料量を摂取
する場合でも、少なくとも1日に0.5mgのH2を摂取することを標準と
します。細胞レベルで最小限の有効量（MED）とH2の最小限の効果
的濃度（MEC）を完全に知るためには、さらに多くの研究が必要で
あることは、よく理解しています。理想的には、その半減期と薬物
動態学/ 薬力学に基づく最適時間要因で、必要服用量は体重あたり
の必要量でmg/kgで示すべきです。しかし、従来の薬物と違って、H2
には一 つの/特定のレセプター/標的または器官機能がないと考え
られるので、この提唱はある意味では将来を見据えた提案です。MED
とMEC は年齢、体重、病気、遺伝学、腸のバクテリア、食事、その
他に基づいて異なります。しかし、IHSA推奨は単に現在の細胞研究
、動物実験と人間の臨床研究に基づき標準を決定しています。現段
階ではまだ完璧でなくて、さらなる生物学的医学的な研究に基づい
て変更 される可能性があることをお断りしておきます。
数値を決定した根拠
分子状水素財団（MHF）によって記しているように、人間に対する
臨床試験の研究では、１日0.5 mg～1.6 mgあるいはそれ以上の濃度
が使われています。この結果をもとにして、MHFあるいは、韓国の水
学会が公に設定した濃度を用いてIHSAでは設定しています。ここで
は、最低限の水素の標準を正当化するための科学的文献を評価しま
した。
従来の薬とは異なり、H2はレセプターに結合しないので、齧歯動物
（マウスやラットなど）と、人間がH2の同程度の等価量を必要とする
と考えることは合理的です。水1リットルで最低0.5 mgの量のIHSA標準
は、動物と人間の低用量研究で一致した結果がでています。たとえば、
パーキンソン病のマウス・モデルでは、0.08mg/mLの濃度で効果があり、
それ以下の0.04 mg/mLでは効果がないとFujita K.ほか(2009)が報告して
います。興味深いことには、1日につき0.08mg/mL濃度の水素水をマウス
が飲んだときには、人間ではおよそ 0.5 mg の H2（0.08 mg/L x
0.005 L/0.05 kg x 60 kg = 0.48 mgのH2）を摂取していることと同等
です。同様に、0.04 mg/mLの濃度の水素水では、人間でおよそ一日あ
たり0.25 mgに対応します。さらに、服用量として0.5 mg以上を摂
取すべきという提唱は、もう2つの人間に対する研究結果に基づいてい
ます。1つの人間に対する研究（Ito M.ほか2011）では、患者が0.5
mg/mL の水素水を0.5リットル飲んで、一日に0.25 mgを摂取しました
。この低用量では、効果は観察されませんでした。そこで、a)またはb)
の2つの可能性が考えられます。a)は、高い濃度の水素水をある程度の量
飲んだとき、または、b)はある程度の低い濃度で多くの量を飲んだとき
では、同じように効果があることがわかりました。同じ論文の予備デー
タ（オープンなラベル試験）は1リットルの水（１日につき0.5 mgの
H2）を使いました。そして、有意な効果が観察されました（患者が１日
1 Lを消費するのに対し、プラセボ対照試験で0.5L飲用しました）。別
の人間に対する研究では、H2を0.5 mg/mLの水素水1リットルを供給さ
れ１日あたり0.5 mgを飲用した場合には、有意な効果が示されました
（Song Gほか2013）。
濃度だけでなく服用量も加えた水素量の推奨
ある水素濃度（例えば0.8 mg/L）を設定するだけでは、飲用する
水素量が異なれば、実際の摂取量を同じであると考える事はできま
せん。例えば、0.5 mg/Lの水素水を１リットル飲む場合のほうが
、1 mg/Lの水素水を250 mL飲むことよりも多くの量の水素を摂取す
ることができます。この考えに基づいて、水素濃度だけでなく飲用
量も考慮にいれた摂取量を推奨します。
飲用すべき量
低濃度水素水を大量に（例えば0.1 mg/Lの5 L）摂取することに
よって、0.5 mgのH2摂取量に達する事はできます。しかし、以下の
点が問題となります。１）あまりに多くの水素水を飲む事は難しい
です。もうひとつの可能性２）は、低濃度のH2を0.5mg摂取して も
等しい治療効果がでないかもしれません。これは、細胞濃度が「未
知の」最小の必須の濃度（例えば5-10μM）に達しないかもしれな
いからです。さらに、水素の効果は容量と細胞内濃度に依存するだ
けでなく、摂取する頻度にも影響を受けるかもしれません。例えば、
水素ガスを絶え間なく吸入した場合や、消化できない多糖類（例え
ば、ラクチュオース）を投与した場合には、腸内細菌が増加して腸
内細菌が水素を作り出し、水素水を飲んだときよりもはるかに多い
量の水素を体内に取り入れる事ができます。しかし、パーキンソン
病モデル動物で見られたように、水素ガスを絶え間なく吸入した場
合や、ラクチュオースを投与した場合では効果がなく、水素水を飲
んだ場合に効果が限られるからです。最適な容量、摂取の時期、投
与方法を理解するには、さらなる科学的研究が必要です。
以上に述べたような人間に対する研究を基礎として、現在の水素
水の推奨では、水素水は、最大で１リットル、特別の飲料（ジュー
スや炭酸水、お茶類）の場合は、500 mLと設定しました。
認証基準
包装された容器入り水素水の場合
1) 供給時に1 Lにつき少なくとも0.5 mg以上であること。
a. 最小限の濃度は、0.5 mg/Lとします。
b. 1日に1 L以下の水素水を飲むことは、大部分の人々のために
現実的です。
2) 毒素/重金属に対する安全検査に合格していること。
3) 0.5 mg/Lの最小限の濃度を以下の期間維持していること。
a. 賞味期限を定めた場合は、賞味期限まで
b. または、明記されていない場合は少なくとも6ヵ月の間
4) pHは、9.5を超えないこと。
5) 水素研究と水素産業の信憑性を害する虚偽記載や有害な内容記
載がされていないこと。
水素水以外の特別な飲料の場合
1) 500 mL内に少なくとも0.5 mgを含むこと
a. 最小限の濃度は、1 mg/Lとなります。
b. H2の豊富な飲料を1日に500 mL以上飲むことは、健康のために
推奨できません。
c. しかし、各々の飲料は、ケースバイケースで評価されます。 例え
ば、H2製品が刺激物または他の潜在的に有害な成分を含むならば、500
mL以下に設定されます。
2) 毒素/重金属に対する全検査に合格する事。
3) 1 mg/Lの最小限の濃度を以下の期間維持すること。
a. 賞味期限まで
b. または、明記されていない場合は少なくとも6ヵ月の間
4) pHは、3から10にわたることを許容します。
5) 水素研究と水素産業の信憑性を害する虚偽記載や有害な内容記
載がされていないこと。
水素水生成装置の場合
1) 水素水装置の場合、原水に関わらず（例えば5.8～8.6のpH範囲
によるRO水またはミネラルウォーター）、一人分を1リットルにつ
き少なくとも0.5 mgのH2を供給すること。
a. 最小限の濃度は、0.5 mg/Lです
b. 1日に1 L以下の水素水を飲むことは、大部分の人々のために
現実的です。
2) 毒素/重金属に対する安全試験に合格していること。
3) 0.5 mg/Lの最小限の濃度を以下の期間維持できること。
a. 製造保証の期間の間
b. または、表記されていない場合は、少なくとも1年（ただし、
購入後の時間ではなく、使用期間）。
4) 原水（例えば5.8～8.6のpH範囲によるRO水またはミネラルウ
ォーター）に関係なく、pHは5～9.5の範囲であること。
5) 水素研究と水素産業の信憑性を害する虚偽記載や有害な内容記
載がされていないこと。
具体例
製品は、多くの方法で1リットルにつき0.5 mgの標準を満たすこ
とができます。
たとえば、各々の製品では、1 L で0.5 mgの服用となるように提供
する必要があります。0.5 L未満のどんな容量でも、以下の理由に
よって0.5 mg/Lの最小限の濃度を必要とします。
0.5 mg/Lの缶入の水素水が250 mLの場合、0.125 mgのH2しか供給で
きません。しかし、4つの缶を飲用すればその合計では、1リットル
を摂取することになり、H2は0.5 mgに達します。このように、製造
商品の表記で1日につき4缶飲むことを勧めなければなりません。同
様に、0.5 mg/L の濃度の500 mLの一人分は、0.25 mg のH2を提供す
るだけです。製品の1Lを摂取してはじめて0.5 mgとなります。この
場合は、製造商品の表記で1日につき少なくとも2つ飲むことを推奨
します。さらに、製品が0.8 mg/Lの濃度で750 mL 量ならば、を提
供するならば、１日1 L（例えば1.34本分）を飲むことを勧める必要
があります。
あるいは、250 mLの容器が2 mg/Lの濃度であるならば、各々の一
人分が必要な0.5 mgとなりますので、1缶だけでよいと推奨するこ
とができます。同様に、1 mg/Lの濃度の500 mLでは、1日につき１
本飲むことで良いことになります 。
最後に、水素水製品または水素水生成装置では、濃度が0.5 mg/L
未満である場合は、製品1リットルにつき0.5 mgのH2の摂取ができな
いので、認証される事はありません。
その他の水素関連商品でも、IHSAによって評価されたその他の水
素関連商品では、同じような基準によって認証標準化されます。
水素ガス吸入装置
水素化粧品
水素入浴
水素シャワー
添加物（例えばタブレット）によって水素を生成している水素
水
添加物（例えば錠剤）によって水素を生成する口頭投与する水
素
その他参考文献
Fujita, K., Seike, T., Yutsudo, N., Ohno, M., Yamada, H.,
Yamaguchi, H., Sakumi, K., Yamakawa, Y., Kido, M.A., Takaki,
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PloS one, 4(9), p.e7247.
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Song, G., Li, M., Sang, H., Zhang, L., Li, X., Yao, S., Yu,
Y., Zong, C., Xue, Y. and Qin, S., 2013. Hydrogen-rich water
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