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“活性酸素”によって起こる化学反応 『酸化』 と 『還元』
“活性酸素による『酸化』”とか、“還元水の『還元』”とか、『抗酸化力』の本質的な意味を理解していただくために、原子レベルのミクロな世界の話をしなければなりません。高校時代に学んだ化学のようなちょっと小難しい説明になりますが、我慢してお付き合いください。

まず、少々概念的なお話です。
あなたの体は何からできていると思いますか?
骨、脳、心臓、肺、胃、小腸、大腸、、、、さまざまな臓器があります。
そして、これらの臓器は、卵子という一個の細胞から分裂したおよそ60兆個の細胞によって構成されています。
では、一個一個の細胞は何からできているかというと、水、脂質、たんぱく質、ミネラルといった名前で呼ばれるさまざまな成分(分子)から成り立っています。
では、これらの成分(分子)は何からできているのでしょう?
人体構成の縮図
わたしたちの体もつきつめていけば、“元素(原子)”からできています。
水、空気、土、すべての生物、すべての建造物、万物の成り立ちの根源は、“元素(原子)”です。
では、この元素にはどのようなものがあるのかと言うと、
元素の周期律表
元素の周期律表
上に示したものが、原子番号1番の水素から原子番号20番のカルシウムまでを示した『元素の周期律表』です。現在、100以上の元素が発見されています。
各元素の原子は、原子核と電子によって構成されていて、原子核内の陽子の数によって原子番号が決まり、その順番で周期律表は配列されています。
例えば、原子番号1番の水素は1個の陽子と1個の電子を、原子番号8番の酸素は8個の陽子と8個の電子をもっています。2個の水素と1個の酸素が結合して『水』の分子ができるので、“H2O”と表記されます。
水の分子
水素原子 酸素原子 水の分子
身近なところに、どのような元素があるのか特長的なものをあげてみますと、
原子番号2番のヘリウム(He)は、非常に安定した不活性ガスで、空気より軽い気体=“ヘリウムガス”なので、アドバルーンや飛行船に使用されます。
原子番号3番のリチウム(Li)は、“リチウム電池”に使われ、
原子番号6番の炭素(C)は、“ダイヤモンド”をつくる元素ですが、結晶構造が違うと“炭”になります。私たちの体内でおこる脂質糖質の燃焼、石油をはじめとする化石燃料の燃焼によって大量に発生するのが、地球温暖化の原因になっていると言われる炭素の酸化物二酸化炭素(CO2です。
原子番号7番の窒素(N)は、空気中に最も多く存在する元素ですが、この元素が酸素と結合した“窒素酸化物(NOx)”は、車などの排気ガスに含まれる有害物質です。
原子番号10番のネオン(Ne)は、繁華街の“ネオンサイン”の管の中に入っている不活性ガスです。
原子番号11番のナトリウム(Na)、12番のマグネシウム(Mg)、19番のカリウム(K)、20番のカルシウム(Ca)は、人体に不可欠な還元力のある“必須ミネラル”として有名です。
原子番号13番のアルミニウム(Al)は、ビールなどの“アルミ缶”、原子番号14番のシリコン(珪素)は、パソコンや電気製品に使われる“シリコンチップ (LSI)”の原料となります。
原子番号17番の塩素(Cl)は、殺菌剤漂白剤として使用されます。水道水の消毒もこれです。

「こんな化学の話が、本当に生活習慣病に関係あるの?」と疑問を抱かれるかもしれませんが、地球環境破壊が人間社会の営みの中で起こるさまざまな化学的反応の結果としてもたらされているのと同じように、私たちの体が元素によって創られている以上、化学的反応からは絶対に逃れられないのです。そればかりか、肝臓においては、この化学反応を利用した数々の処理が行われていて、その機能は人工的には真似のできない“一大化学工場”だと言われています。

肝臓ばかりでなく、人体に備わったほとんどの機能は、様々な化学的反応を緻密に利用することによって成されているものなのですが、『化学』と『医学』、『生理学』とかに人為的に区別されているために、わたしたちの体は化学とは全く無縁の特別なもののような錯覚をしてしまっているのかもしれません。
病気の根本的な原因が、元素レベルで起こるミクロな化学的作用によるものであるならば、ミクロな視点からの予防法や治療法こそが、本質的なものと言えるのではないでしょうか? 

“活性酸素”とは、“電子”を欲しがっている不安定な酸素
これは余談ですが、いきなり“電子”なんていう表現が出てきたので、ひょっとしたら、“電子レンジ”みたいな“電化製品”の話を連想される方がおられるかもしれませんが、生体の中には様々なイオンによって司られた『生体電気信号』と呼ばれる電子の流れがあり、「“マイナスイオン”が体にいい」といわれるのも、“生体内のイオンバランス”、つまり、“生体内の電子の均衡状態”を正常に保つことに他なりません。 生体電気信号とはなにか
では、ミクロな視点から、活性酸素による“酸化”とは、どのようなことを意味するのか?考えてみましょう。
なんとなく、そう言えば、高校の化学で習ったことがある、あの“酸化”と“還元”の“酸化”です。
活性酸素の説明では、『活性酸素の“活性”とは、「反応性が高い。反応し易い。」といった意味であり、“活性酸素”とは、“酸化力の強い酸素”』と説明しましたが、この「酸化力が強い酸素」を、さらに具体的にいいますと、“活性酸素”とは、“電子”を欲しがっている不安定な酸素という表現になります。化学的な定義の説明になりますが下の図を見てください。
“酸化”とは電子を失うこと、“還元”とは電子を得ること
酸化とは電子を失うこと、還元とは電子を得ること
還元されると
還元される 酸化される
電子(e-)を得る。 電子(e-)を失う。
水素(H)と化合する。 水素(H)を失う。
酸素(O)を失う。 酸素(O)と化合する。
一方が還元されると、他方は酸化される
酸化されると
酸化と還元の定義は、電子、あるいは、水素か酸素のいずれかのやりとりによって決定されます。“酸化”と“還元”は、化学の世界の陰陽説みたいなもので最も基本となるものです。
先に述べたとおり、わたしたち人間の体も含め、この世の万物の成り立ちの根源は、“原子(元素)”です。 原子は、陽子と中性子から成る“原子核”とその原子核のまわりを回る“電子”によって構成されています。

ですから、生体内も含め、自然界で起こる現象の根底には、この“酸化”と”還元”、つまり、『“電子”のやり取り』という単純な仕組みが存在していると言っても過言ではありません。
上の図が表すことを、具体的に説明しますと、
  • 酸化される“物質B”を、『細胞』など体の一部と思ってください。
  • 還元される“物質A”を、『活性酸素』と思ってください。
  • 酸化力が強い、つまり、電子が欲しい『活性酸素』(物質A)は、『細胞』(物質B)などから、“電子”や“水素”を奪って(物質B)を酸化します。 『活性酸素』(物質A)は還元され酸化力を失います。
  • 電子を奪われた細胞などは、その中で連鎖反応的に電子を奪いあい、それ自体の組成が壊されていきます。

では、なぜ“活性酸素”には、酸化力があるのか?電子を欲しがっているのか?ですが、原子の中にある電子の特質として、電子軌道上には2個づつの電子がペアにならないと“不対電子”と呼ばれる不安定な状態となるため、余分な電子は放出し、不足する電子はどこかから奪おうとする傾向が生じます。

つまり、“活性酸素”は、ペアとなれない不対電子をもっており、どこかから電子を得ようとするために、“酸化力”を持つことになります。

活性酸素(スーパーオキサイドラジカル)

このような“活性酸素”が様々なところから“電子”を奪うことが、「体を酸化する」ということです。
例えば、細胞の栄養分である不飽和脂肪酸が酸化されると、過酸化脂質となり動脈硬化の引き金となります。
細胞膜が酸化されると、細胞膜は傷つきその正常な機能を失って酸素や栄養分を取り込めなくなります。
さらに、細胞内部のミトコンドリアが酸化されると、細胞のエネルギー産生能力が減退し細胞活動は衰えます。
遺伝子が酸化され傷つけられるとガン細胞の種となります。
また、血液中から“電子”が奪われると、血液中のイオンバランスが崩れ、血球などの血液成分はその独立性を失い、凝集して不健康なドロドロ血液となっていきます。

このようにミクロなレベルでの劣化が積み重なった結果として、身体の老化が急速に進行したり、“生活習慣病”と呼ばれるような大病となって発症するという次第です。
つまり、「老化の進行や数々の病気の発症プロセスには、“活性酸素”が深くかかわっている。」というのは、老化や病気をミクロな化学的視点から研究された結果導き出された定説なのです。

“抗酸化力”とは、“水素(電子)”を与える力のこと
では、このようにミクロな世界で起こる『酸化』という現象を抑制するためには、どのように対処すればいいのでしょうか?
健康食品やテレビの健康番組などで紹介される「抗酸化力を高める食材」というのは、体内の抗酸化酵素(SOD)の働きを補助する。あるいは、その食材自体にビタミンC・Eやポリフェノールなどの抗酸化物質(スカベンジャー)が含まれているといったもので、その還元力によって、体内を酸化する過剰な“活性酸素”に電子(水素)を与えその酸化力をなくし、細胞の酸化損傷をできるだけ少なくするといったものです。

ただ、これらの食品や食材は、調理・消化の過程を経て分解され体内に吸収され、血液によって細胞に届けられるわけで、調理・消化・吸収の過程において、その抗酸化力が失われる可能性もあり、どこまで効果があるものなのか個人差も大きくなります。

『酸化』と『還元』の化学的な定義だと、“水素”と化合すること自体が『還元』反応となります。体内で生成される抗酸化酵素のSOD(スーパーオキサイドディスムターゼ)や抗酸化物質であるビタミンCやビタミンEなどは、活性酸素に“水素”を与え水にしてその活性を消去することで抗酸化作用を示します。
つまり、“水素”自体が究極の抗酸化物質であるといえます。

さらに、ビタミンCを発見したノーベル賞学者セント・ジェルジ博士は、その著書『生ける状態とは』の中で、「水素原子は、電子と陽子の結合がゆるやかであるため、ある分子に“水素”を付与するということは、“電子”を与えることに他ならない。」と述べておられます。 セント・ジェルジ博士

この意味するところを、もう少し具体的に考えてみましょう。
水素原子の原子核には1個の陽子があり、その周りを1個の電子が回っています。陽子は正電荷を持ち、電子は負電荷をもちます。それ故、電子と原子核との間には電磁力によってゆるやかな結合力が生じます。
水素原子(活性水素)

また、電子の特質として、必ず2個づつの電子がペアにならないと“不対電子”と呼ばれる不安定な状態となるため、通常では、2個の水素原子がつながりあって、原子核が2個、電子が2個の水素分子となり電子を共有しています(共有結合)。
分子状態にある水素は、安定した状態なので、この状態のまま体内に取り込まれても、原子状水素(活性水素)に分解されなければ、“活性酸素”と反応してその酸化力を消去する力=“抗酸化力”を示すことはないといわれています。
水素分子

仮に、水素原子が電子を失った場合は、原子核のみのプラス水素イオン(H+となります。
通常、単に“水素イオン(プロトン)”と呼ばれる場合は、この「プラス水素イオン」のことをいいます。水の中には、ある程度の水分子が、この“プラス水素イオン(H+)”と“水酸基イオン(OH-)に電離して存在しており、“水素イオン濃度:pH”として、その濃度に応じて“酸性”か“アルカリ性”が識別されます。
プラス水素イオン

水素原子が電子のみを得た場合は、電子を2個もつマイナス水素イオン(H-となります。
“マイナス水素イオン”は、長寿をもたらす『フンザの水』を30年以上にわたって研究したアメリカの科学者パトリック・フラナガン博士をはじめとして、近年の様々な研究からその存在が確認されているもので、最も不安定な状態ながら極微粒子であるコロイド状の金属ミネラルなどに吸着・吸蔵された水素は、この状態か原子状水素の状態で存在しています。
マイナス水素イオン

「活性水素」と呼ばれる“原子状水素(H)”は、電子が1個の不対電子状態にあり、何かと結合して電子を共有するか、電子を放出してプラス水素イオンになろうとします。
一方、電子を2個もつマイナス水素イオン(H-は、陽子が1個しかない原子核との電磁力のアンバランスから、何かと結合して余分な電子を放出しようとする傾向が生じます。
つまり、“原子状水素(H)”マイナス水素イオン(H-は、不安定な状態にあるため、電子を放出して安定な状態になろうとする傾向が生じます。その力が、『還元力』と呼ばれる活性を示し、なにかの物質に電子を与える力となり、“水素”と反応することは、電子を得ることに他ならないとなる訳です。

一方、“活性酸素”は、ペアとなれない不対電子をもっており、どこかから電子を得ようとします。
このような“活性酸素”と原子状水素(活性水素)、あるいは、マイナス水素イオンが遭遇した場合、瞬時にして反応が起こり“活性酸素”は水となって消去されてしまうと考えられています。
活性酸素(スーパーオキサイドラジカル)

体内のミクロな世界で起こっている現象は、普段意識することなどありませんが、体を創る60兆個の細胞や血液の中では、絶えずこのような“電子”の奪い合いが行われているのです。
そして、わたしたちが“病気”と呼んでいるさまざまな症状は、このようなミクロな世界の電子の奪い合いの結果、最終的にもたらされたマクロな現象に他ならないと言えるのです。

『“活性酸素”による体内の酸化』とは、“活性酸素”によって、細胞を構成する元素から電子が奪われ、組織が変異あるいは破壊されたり、血液中のマイナス電荷(電子)が奪われ、血球の凝集がおこり血液循環が滞ったりすること
であり
『“抗酸化力”を高める』とは、体内のマイナスイオン(電子)を増やしてイオンバランスを整え、健康な血液状態を維持して、正常な血液循環を促すことであり、不要な“活性酸素”を消去して、細胞の酸化損傷を抑制できる体内環境をつくること
です。

ちなみに、原子番号1番の水素(H)は、この世にもっとも多く存在し、宇宙全体にある物質の90%近くが水素だそうです。さらに、セント・ジェルジ博士の研究結果によると、人体の中では、
肝臓 -> 腸 -> 腎臓 -> 心臓 -> 肺臓 -> 脾臓
の順で水素が貯蔵されており、人体内の“一大化学工場”と称される肝臓では解毒のために大量の水素が使われていると考えられています。

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