氢气医学综述

氢气具有的特殊优点(安全性、无毒性、有效性)，饮用富氢水是现今最安全、便捷的氢气获取方式。本文围绕氢气生物学效应的发现，对缺血再灌注损伤的防治作用，对电离辐射损伤的防护效应，对炎症性疾病的防治作用，对代谢性和神经退行性疾病的作用，对减轻药物诱导损伤的影响，以及氢气生物学效应的分子机制等方面的研究进展，做一系统概述。

氢气生物学效应的发现

法国著名化学家拉瓦锡是最早研究氢气生理作用的科学家。早在年，拉瓦锡和塞奎因曾经将氢气作为呼吸介质进行动物实验研究。首次证明氢气具有抗炎作用，并提出氢气与OH的直接反应是其治疗炎症损伤的分子基础，但他们没有展开任何后续的研究工作。虽然这些个别研究显示了氢气在治疗某些疾病中的一些现象，但是由于机理不明、研究不深、需要高气压条件等原因，未引起其他学者兴趣。

真正使得分子氢进入医学和生命科研究领域并且迅速成为研究热点的是Ohsawa等。他们通过多年的深入研究，在年5月NatureMedicine上发表研究结果，发现在非高压条件下，给予小量氢气能够治疗大鼠脑缺血再灌注损伤，并提出了氢气具有选择性抗氧化作用的观点。所谓选择性抗氧化是指氢气只与OH和ONOO-发生反应，并不与其它在生理过程中发挥作用的活性氧反应。因为氢气的还原性比较温和，不足以干扰体内正常的氧化还原代谢反应，也不足以破坏与活性氧相关的细胞信号传导，不像很多强还原性的抗氧化剂那样会影响到体内必须的生理过程。

除抗氧化作用温和以外，氢气的高气体扩散性也是其他抗氧化剂所不具备的，目前大多数的抗氧化剂是无法高效到达作用靶点的，但氢气可以轻而易举穿透生物膜，到达细胞质、线粒体和细胞核等，有效地清除OH。因此从理论上分析，使用氢气可能不会产生任何副作用，与已有其他抗氧化物质相比医学应用前景可能更乐观。自Ohsawa论文发表之后，有关氢气生物活性以及对多种疾病防治的研究，呈现飞速发展的强劲态势。

对缺血再灌注损伤的防治作用

良好的血液循环是维持机体组织器官正常代谢和功能的必要条件，缺血再灌注损伤是指当各种原因造成器官血流供应停止或下降导致组织缺血缺氧损伤，但血流恢复后反而导致更加严重的组织损伤和炎症反应。人们将富含氢气的水用于各种缺血再灌注损伤的动物实验研究，观察发现富氢水中的氢气在包括大脑、心肌、肝脏、肺脏、肠道、肾脏和视网膜等发生缺血再灌注时，可以显著保护这些器官。另外实验也发现氢气可以保护脑缺血后认知功能、治疗蛛网膜下腔出血、减小心肌梗死和脑梗死的面积等。

移植过程中也存在着缺血再灌注情况，经常造成移植器官的炎症、功能障碍、甚至器官衰竭等。氢气对缺血再灌注损伤显示的良好治疗作用，使得人们意识到氢气也许还可以作为器官保护剂应用于器官移植中。年Nakao等首次报道连续呼吸2%的氢气可预防大鼠小肠移植后的蠕动障碍，显著增强空肠平滑肌的收缩性，缓解肠粘膜形态学损伤。随后又证明氢气对心脏移植后损伤、肺移植后肺损伤和慢性移植肾病均有防护作用。即从离体器官保存到器官移植后损伤，氢气均有器官保护的潜在应用价值。

对炎症性疾病的防治作用

炎症是与氧化应激紧密相关的常见基本病理过程，在炎症组织中可以检测到高浓度的活性氧，氢气的选择性抗氧化作用可以减轻炎症反应对机体组织细胞的损伤。氢气在动物模型中可以显著治疗胰腺炎、肝炎、结肠炎、牙周炎、梗阻性黄疸和脓毒症等炎性疾病。

氢气可以减轻胰腺组织损伤，减少细胞凋亡，并能促进胰腺腺细胞的增殖，采用淀粉酶和氧化损伤指标分别证明了氢气对胰腺功能和氧化损伤均有明显的改善作用。

氢气的透析液对患者血压控制效果良好，患者血液中代表炎症反应的单核细胞趋化蛋白-1含量和髓过氧化物酶活性显著下降，能有效控制炎症反应。这项技术用于尿毒症患者的透析治疗，在不增加很多治疗费用的前提下，将为患者控制慢性炎症带来新希望。

值得注意的是，氢气减轻炎症的反应除了与选择性抗氧化作用有关以外，研究提示它还可能在调节细胞信号传导和基因表达上发挥作用。如果通过深入研究证实氢气是一种新的信号分子，无疑将成为氢分子医学领域具的里程碑，可以更好的解释氢气广泛的有效的治疗作用。

对代谢性和神经退行性疾病的作用

一般代谢性疾病是指由于机体代谢异常而引起慢性疾病，如血脂异常、糖尿病、肥胖和高血压等。在氢气对代谢性疾病影响方面，Ohsawa等证明apoE基因缺陷动物从出生开始喝富氢水，6个月后其动脉硬化情况显著改善。氢气的抗氧化应激作用对治疗高血压可能也有益，因为氧化应激是高血压患者血管功能异常的重要因素，Zheng等发现虽然氢气对实验动物的血压变化无明显影响，但却可以改善自发性高血压大鼠的血管功能异常，显著降低血管的氧化损伤和炎症反应。

Kamimura等研究发现氢气可以治疗动物Ⅱ型糖尿病，对高脂饮食引起的脂肪肝也具有治疗效果，减轻肝脏氧化损伤，长期饮用富氢水可以在不减少食量的条件下降低体重，提示氢气对糖尿病、代谢综合征和肥胖具有潜在治疗价值。Nakao等在20名代谢综合症的患者中进行初步研究，发现每天饮用1.5-2L富氢水8周后，人血液和尿液中的氧化指标显著改善，证实了氢气对治疗这类常见疾病的安全性和有效性。实验连续饮用0.9L富氢水8周可以改善患者异常的糖代谢和脂代谢，发现富氢水可使血液中LDL，尿液中8-异构前列腺素显著降低。在6名糖耐量异常患者中，富氢水使4人的糖耐量恢复正常。该研究表明氢气对人类糖尿病具有一定的治疗作用。

Fujita等的研究中发现，只需要小剂量的(1.5ppm)持续的(8小时/天)饮用富氢水，即可有效达到对帕金森病治疗目的。

阿尔茨默尔病是当前老年病研究的热点与难点，Sun等证明氢气可以减轻脑内氧化应激水平，降低IL-6和TNF-α等炎症细胞因子的浓度，减轻动物的行为学改变，他们的研究认为氢气可能是通过抑制信号分子JNK和NFк-B发挥抗氧化和抗炎症作用。抗炎症是未来阿尔茨默尔病的一条有希望的治疗方向，若能有临床试验支持氢气的疗效，将是这一领域的重要进展。

对减轻药物诱导损伤的影响

目前的研究主要集中在氢气对化疗药物和抗生素的影响上，发现氢气可以减低一些药物的毒副作用，包括肾脏毒性、耳毒性、神经毒性和恶心呕吐等。实验发现氢气可以减轻这些药物的毒副作用，但竟然不会影响到药物本身对肿瘤的治疗作用，暗示氢气减轻药物毒副作用的机理并非抗氧化这一单独方式。

总结、展望

近年来，人们惊奇地发现，氢气对缺血再灌注、电离辐射和炎症损伤等多种疾病具有十分显著的防治作用。不少人认为氢气很可能是继NO、H2S和CO之后的又一具有重要生物活性的气体分子，加之由于尚未发现氢气有任何毒副作用，它在疾病防治方面可能具有独特的发展优势。有关氢气安全、无明显毒副作用的认识，主要来自潜水医学中应用高压氢气对人体无明显影响的理论推断，未见系统的生物安全性评价研究报道。这些问题的存在，制约了氢气由实验研究向临床应用转化发展。鉴于当前氢气作用机制和安全评价方面的研究不足，氢气的人体临床试验还应慎重。今后的研究重点应放在氢气防治疾病的作用机理方面，探讨氢气除了抗氧化作用以外的其他重要机制，包括它对细胞影响信号通路或基因表达等的影响，与抗氧化反应相关生物酶的作用，对除?OH和ONOO-之外其他重要自由基的作用，等等；还需要开展氢气的毒理学评价研究，尤其是长期使用氢气的安全性或短期使用高浓度氢气对机体健康的远期影响。以促进氢气生物效应研究尽早由实验室向临床应用转化，推动该方面基础研究向科学前沿深入发展。

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