歐洲醫(yī)學(xué)技術(shù)雜志》最近發(fā)表波蘭工程與健康學(xué)院Joanna Klonowska的一篇論文，對氫氣的醫(yī)學(xué)特點進行綜述，文章比較簡潔，語言比較流暢，對初步了解氫氣醫(yī)學(xué)有一定幫助。為方便大家整理文獻信息，這里給大家摘要介紹。

氫氣醫(yī)學(xué)研究論文數(shù)量最多的是中國，其次是日本和美國，這三個國家發(fā)表的論文超過80%。其他如韓國，中國臺灣省、東南亞一些國家、澳洲、加拿大、歐洲和南美洲都只有零星的論文發(fā)表。

總體上講，歐洲學(xué)者對氫氣醫(yī)學(xué)的研究數(shù)量比較少，近年論文比較多的學(xué)術(shù)機構(gòu)是塞爾維亞和捷克科學(xué)院的學(xué)者。這篇是波蘭學(xué)者的第一篇氫氣醫(yī)學(xué)論文，雖然只是小綜述，說明有學(xué)者開始關(guān)注，雖然是個小國家，但也有一定代表性，值得注意。

論文作者信息：

Joanna Klonowska （喬安娜.克羅諾瓦斯卡 健康學(xué)院副院長）

Department of Health Sciences, College of Engineering and Health Poland, Bitwy Warszawskiej 1920 r. 18,02-366 Warszawae-mail: joanna.klonowska@wsiiz.pl /tel.: +48 518155303

這個內(nèi)容有一定價值，現(xiàn)在給大家全文介紹，希望能給大家一些幫助。

氫氣醫(yī)學(xué)，定會改變世界！

氫氣的一般特征。氫是宇宙中含量最多分布最廣泛的元素，在標準溫度和壓強條件下，氫氣是一種無色、無味、無嗅的雙原子分子氣體。組成氫氣分子的兩個氫原子是共價鍵結(jié)合在一起，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。氫氣分子包括兩個質(zhì)子和兩個電子，總電荷為中性。氫氣是一種可燃氣體，當氫氣濃度在空氣中超過4.6%以上就可以發(fā)生爆炸。氫氣分子質(zhì)量小，空氣密度是等壓氫氣的14.4倍，這是氫氣球所以浮力很大的原因。

氫氣的特征

兩個氫原子通過共價鍵結(jié)合為氫氣分子。氫原子形成共價鍵的過程可釋放436 kJ / mol（104 kcal / mol）能量。這一反應(yīng)釋放能量決定了產(chǎn)物氫氣比兩個氫原子更穩(wěn)定，鍵能是共價鍵穩(wěn)定性量化標志，因為鍵能也是打開共價鍵需要提供的能量。地球上大多數(shù)氫原子都存在于水和各種有機物中，自由氫氣分子極其稀少。氫氣分子比較穩(wěn)定，但某些催化劑存在或加熱情況下，氫氣會變得比較活躍。氫氣的危險性有一個最著名例子是1937年德國興登堡號，這個巨型氫氣球在美國新澤西州失火墜毀。氫氣使用的危險性可能是氫氣作為醫(yī)療應(yīng)用沒有那么受重視的一個因素。

氫離子是質(zhì)子，氫有三種常見同位素，最常見的是氕，原子核只有一個質(zhì)子，也是所有元素中唯一只有質(zhì)子的原子。氘原子核包括一個質(zhì)子和一個中子組成，氘是穩(wěn)定同位素；氚是一個質(zhì)子和二個中子，氚是放射性同位素。

氫原子是電中性，有一個不成對電子，是典型的自由基。氫原子自由基非常不穩(wěn)定，會很快和另外一個氫原子結(jié)合成氫氣分子。在電解水的過程中，氫原子結(jié)合為氫氣分子是主要反應(yīng)(H? + H? → H2)。氫原子在日本曾經(jīng)被錯誤地翻譯為活性氫。

氫原子也可以獲得一個電子，變成還原態(tài)氫負離子，含有一個質(zhì)子和兩個電子，這種狀態(tài)一般存在于氫化物。此時的氫原子發(fā)揮氧化作用，類似氧和氯原子的作用，氫化鈣或氫化鎂等類似氯化鈣等鹽。氫化物遇到水不穩(wěn)定，氫負離子和水中的氫正離子發(fā)生反應(yīng)，或者氫負離子被水氧化，產(chǎn)生氫氣。

H- + H2O → H2 + OH-

自然條件下，因為氫原子核對核外電子有比較大的吸引力，氫原子丟失電子變成自由質(zhì)子或氫離子并不容易發(fā)生。水合氫離子，指的是氫原子在失去電子后，剩余由1個質(zhì)子構(gòu)成的核，即氫離子，氫離子是“裸露”的質(zhì)子，半徑很小，易被水分子吸引生成水合氫離子，通常用H3O+表示。質(zhì)子在ATP酶中有重要作用，氧化磷酸化就是不斷建立質(zhì)子跨膜電化學(xué)梯度，給ATP合成提供能量。

In 1975年，美國德州農(nóng)工大學(xué)馬爾科姆·多爾（Malcolm Dole）等在《科學(xué)》發(fā)表論文，證明持續(xù)暴露于高壓氫氣對緩解小鼠皮膚鱗狀細胞癌有效果，使用的高壓氫氣壓強為8個大氣壓，氫氣濃度為97.5%，氧氣濃度為2.5%。1994年，潛水技術(shù)使用49%氫氣，50%氦氣和1%氧氣給潛水員作為呼吸介質(zhì)，（許多文章聲稱是為了避免減壓病這是對潛水醫(yī)學(xué)外行導(dǎo)致的錯誤，使用氫氣的主要目的是減少費用，氫氣有輕微麻醉作用能緩解高壓神經(jīng)綜合癥，避免減壓病只能依靠緩解減壓的安全減壓技術(shù)，而不是靠吸入的氣體成分。）2001年，法國潛水醫(yī)學(xué)家Bouchra Gharib發(fā)現(xiàn)持續(xù)2周吸入8個大氣壓高壓氫氣具有抗炎癥作用，對血吸蟲肝纖維化具有治療作用。

氫氣治療能影響肝臟再生，緩解纖維化，提高血流動力學(xué)和抗氧化酶活性，降低脂質(zhì)過氧化和血液中炎癥因子水平。2002年， Li Yuping等發(fā)現(xiàn)，電解水通過提高抗氧化酶活性中和活性氧，發(fā)揮對四氧嘧啶誘導(dǎo)胰腺胰島素分泌細胞損傷的保護作用。

2005年，柳原友幸Tomoyuki Yanagihara等描述了電解中性富氫水能降低大鼠氧化應(yīng)激。這是第一次證明電解水的生物學(xué)效應(yīng)基礎(chǔ)是氫氣分子，而不是水堿性。但是對氫氣效應(yīng)的興趣開始于2007年，日本醫(yī)科大學(xué)太田成男課題組在《自然醫(yī)學(xué)》發(fā)表1-4%氫氣吸入對腦缺血再灌注損傷的治療作用，對局部腦缺血有顯著治療作用，減少缺血梗死體積，且這種作用超過臨床上使用的一種藥物衣達拉豐。作者還發(fā)現(xiàn)，溶解于培養(yǎng)基內(nèi)氫氣能有效降低羥基自由基，不和其他具有生理作用的活性氧發(fā)生反應(yīng)。隨后有研究證明溶解氫氣的氫水有具有疾病治療效果。

M. Ichihara在《醫(yī)學(xué)氣體雜志》的文章中寫到“大多數(shù)藥物都特異性作用在特定分子靶點上，氫氣似乎和經(jīng)典藥物不同。由于氫氣的強大作用，且沒有明顯毒副作用，氫氣對許多疾病都具有臨床應(yīng)用潛力?！?/p>

氫氣有許多獨特物理化學(xué)性質(zhì)，例如疏水性，電中性，體積小，分子質(zhì)量小等。這些特征使氫氣具有強大的跨細胞膜擴散能力，讓氫氣進出細胞、血腦屏障、胎盤和血睪丸屏障毫無阻攔，氫氣還能進入細胞內(nèi)和分子內(nèi)結(jié)構(gòu)。巨大滲透能力也是氫氣發(fā)揮治療作用的重要基礎(chǔ)。

人體攝取氫氣的方法很多，包括高壓氫氣吸入，常壓氫氣吸入，溶解氫氣水飲用或注射，利用氫水為媒介洗澡或泡腳等，也可以服用可食用氫氣釋放材料，或服用不消化碳水化合物利用腸道細菌制造氫氣。最常用的使用方法是吸入氫氣或飲用氫水。

這些方法的藥理學(xué)特征仍然需要研究，其中最重要的是劑量或血液氫氣濃度和作用維持時間。吸入2-4%氫氣是最常見的使用方法，因為這個濃度低于氫氣的爆炸濃度。也有研究使用66%氫氣33%氧氣的方法，這種方法沒有毒性，但是屬于可燃燒濃度。根據(jù)亨利氣體溶解定律，吸入氫氣大約30分鐘可以達到最大血藥濃度，停止吸入后大約60分鐘可以降低到基線。氫氣分鐘能通過呼吸裝置結(jié)合面罩或鼻導(dǎo)管吸入。由于吸入攝取速度快，這有利于用于氧化應(yīng)激相關(guān)疾病的急救，例如腦心缺血再灌注，心跳驟停復(fù)蘇后腦損傷等。

氫氣吸入治療疾病容易被接受，但作為預(yù)防疾病的方法每天吸入氫氣不夠現(xiàn)實，相反喝氫水用于預(yù)防更有可行性。氫水的制備方法有許多，可以用氫氣溶解在水的物理方法，也可以用電解水、金屬鎂或氫化鎂和水反應(yīng)等。這些方法不僅能使用水，也可以使用其他介質(zhì)，尤其是物理溶解方法。值得強調(diào)的是，氫氣很容易跨過塑料材料，因此不適合使用塑料材料容器長期保存氫水，使用鋁材料包裝可長期避免氫氣的泄露。

飲用氫水后血漿內(nèi)氫氣濃度會發(fā)生一過性（5-15分鐘）高峰濃度，這種濃度水平存在劑量依賴性，就是喝的氫水濃度越高，體積越大，血漿氫氣濃度峰值越高。有人注意到，快速大量飲用高濃度氫水容易出現(xiàn)頭暈，估計是因為氫水導(dǎo)致血液氫氣水平快速升高，導(dǎo)致氧氣運輸被暫時抑制（血液內(nèi)氫氣是否會影響氧氣運輸效率真需要研究下）。那么呼吸氫氣為什么不會產(chǎn)生這種效應(yīng)？我的猜測是這樣的，飲用氫水后，氫氣首先進入消化道靜脈，然后經(jīng)過肝門靜脈進入右心室，隨后進入肺，血液內(nèi)氫氣會迅速釋放到肺泡，導(dǎo)致肺泡內(nèi)氫氣分壓迅速升高，氧氣或氮氣分壓被突然出現(xiàn)的氫氣迅速稀釋，氧氣分壓下降出現(xiàn)低氧反應(yīng)。簡單驗證這個推測可以在喝大量氫水后立刻測定血氧飽和度是否一過性下降，如果這個下降和飲氫水存在關(guān)聯(lián)，就可以證明這個推測。而吸入氫氣時，除非大量吸入純氫氣，一般不會明顯影響肺泡內(nèi)氧氣分壓，所以不容易出現(xiàn)低氧反應(yīng)。

血液內(nèi)氫氣可經(jīng)過血液循環(huán)進入肺，通過呼吸活動釋放到外界，因此可以測定呼出氣體中氫氣濃度來表示血液內(nèi)氫氣水平。血液內(nèi)氫氣濃度升高導(dǎo)致呼出氣體中氫氣濃度升高時間大約45-90分鐘。

通過腹腔或靜脈注射氫氣生理鹽水溶液也是一種給氫氣的方法，這種方法能獲得更準確簡單的氫氣劑量，這在動物實驗中有很高的優(yōu)勢。

Kimihiro Nagatani等進行了一項開放前瞻性非隨機研究，給38名急性腦梗患者靜脈注射氫鹽水，所有患者都在腦梗死診斷后立刻注射氫鹽水。結(jié)果顯示靜脈注射氫鹽水對急性腦?；颊呤前踩模ń邮躷PA溶栓治療患者。

氫水滴眼液對眼睛也是安全的，氫分子很容易穿過皮膚，通過血液循環(huán)向全身運輸，所有氫水沐浴也是一個理想可行的給氫方法。只需要10分鐘沐浴，氫氣就可以全身擴散，利用呼出氣氫氣濃度分析可以研究各種給氫方法的氫氣藥代動力學(xué)特點。日本市場上有氫沐浴粉末銷售。

測定氫氣濃度的方法很多，但最準確和有價值的是通過氣相色譜。氫水中氫氣濃度可以用氣相色譜分析，但必須采用頂空法結(jié)合。血液和組織中氫氣濃度也可以采用氣相色譜技術(shù)分析?；緶y定方法如下，采集靜脈或動脈血5毫升，用無死腔氣密性良好的鋁袋收集血液，然后注射特定體積空氣（1毫升），經(jīng)過充分空氣血液混合，氫氣從血液中釋放到袋子內(nèi)空氣中，抽取含氫氣空氣進行氣相色譜分析。

吸入氫氣會立刻增加動脈血中氫氣水平，存在濃度依賴性。靜脈血氫氣濃度低于動脈血，動脈和靜脈血中氫氣濃度的差異可提示氫氣被組織消耗利用。2012年的一項臨床研究中，HirohisOno等對動脈和靜脈中氫氣濃度的差異進行了研究探討。氫氣濃度也可以用氫電極進行分析，這種方法開始設(shè)計測定氫氣，但也會對硫化氫相應(yīng)。因此如果溶液中存在硫化氫，則會干擾電極分析氫氣的準確性。組織中氫氣分子濃度也可以使用針式電極進行分析。氫氣產(chǎn)生的電流經(jīng)過皮安培表記錄。氫探頭遇到氫氣可產(chǎn)生的負電流，利用標準曲線計算出氫濃度。