氫氣是自然界已知的最小的分子,一般以氣體狀態(tài)存在,氫氣因?yàn)榉肿恿啃∷员瓤諝廨p,可以充成氫氣球作為運(yùn)載和飛行工具,氫氣運(yùn)動(dòng)速度快,穿透力強(qiáng),高溫高壓下可以穿透十幾厘米的鋼板。
氫氣在生活中的應(yīng)用非常廣泛,在化工、軍事、能源中均有不可替代的作用。
在潛水領(lǐng)域中,潛水員可以呼吸高壓力的氫氣來(lái)對(duì)抗水對(duì)身體的壓迫,氫氣在潛水領(lǐng)域研究和應(yīng)用已經(jīng)80多年,它是一種安全的潛水使用氣體,目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)人體的不利作用。
隨著對(duì)氫氣應(yīng)用認(rèn)知的深入,氫氣在醫(yī)療健康領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展,在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等領(lǐng)域有大應(yīng)用實(shí)例,有非常好的應(yīng)用前景。
2007年,日本科學(xué)家太田成男教授在國(guó)際權(quán)威雜志《Nature Medicine》發(fā)表文章,證明2%濃度的氫氣吸入可以治療腦中風(fēng),開(kāi)啟了氫氣醫(yī)學(xué)研究的新篇。
隨著氫醫(yī)學(xué)的研究深入和推廣普及,越來(lái)越多的養(yǎng)生人士開(kāi)始利用氫氣來(lái)為健康搬家護(hù)航,目前氫分子的攝入途徑主要有:氫氣吸入、飲用富氫水、注射富氫鹽水、眼部滴入富氫液、富氫水沐浴、口服產(chǎn)氫藥物或氫誘導(dǎo)劑等方式進(jìn)入機(jī)體,彌散到各內(nèi)臟器官。國(guó)內(nèi)外研究證明這些攝入方式在多種疾病的動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中都已觀察到其治療效果。
1、氫氣吸入
氫氣可以在通風(fēng)環(huán)境下以安全的濃度(4%以下或75%以上)使用,借助氫氣濃度監(jiān)測(cè)儀,可以較容易地控制氫氣的濃度。目前可利用電解水生成氫氣裝置(就是市面上的家用制氫機(jī)),通過(guò)面罩或鼻導(dǎo)管為患者提供氫氣。
市面上銷售的每分鐘產(chǎn)氣量為300毫升的氫氣機(jī),吸入人體的氫氣濃度約為2%;每分鐘產(chǎn)氣量為600毫升的氫氣機(jī),吸入人體的氫氣濃度約為4%;
市面上也有1000和2000流量的制氫器,不過(guò)氫醫(yī)學(xué)專家康志敏教授建議,為了安全起見(jiàn),吸入人體氫氣的流量不要高于300ml/分;康教授表示像一千兩千流量的這種機(jī)器一般是偏治療型的,一定要有專業(yè)醫(yī)療團(tuán)隊(duì)做安全保障支撐,否者不要使用這種大流量制氫機(jī),作為日常300ml流量的就已經(jīng)足夠。
2007年日本醫(yī)科大學(xué)報(bào)道了對(duì)腦血栓大鼠施用濃度為2%的氫氣干預(yù),發(fā)現(xiàn)腦缺血損傷的體積顯著減少。他們還報(bào)道了用2%濃度的氫氣治療大鼠心肌缺血的實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示氫分子降低了缺血性心臟病的發(fā)生率。
在肺的缺血再灌注損傷、失血性休克和高氧肺損傷等疾病動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中也都可以看到氫氣治療的有效性。
2008年,美國(guó)匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心給小鼠用面罩吸入2%濃度的氫氣,發(fā)現(xiàn)該做法可減緩移植物誘導(dǎo)的炎癥介質(zhì)白細(xì)胞介素(interleukin,1L)-1β、1L-6和腫瘤壞死因子 (tumor necrosis factorTNF)-a的上調(diào),顯著降低脂質(zhì)過(guò)氧化及中性粒細(xì)胞募集。





2019年,日本千葉大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究了大鼠持續(xù)吸入3%濃度的氫氣后體內(nèi)氫氣的分布情況,發(fā)現(xiàn)氫氣可以快速且自由地?cái)U(kuò)散到各臟器中,5分鐘左右在大鼠肝和腦中的濃度達(dá)到峰值。
圖片來(lái)源:《氫分子療法》書(shū)籍第6頁(yè)
2、飲用富氫水
富氫水制備方便且安全性高,便于推廣普及和臨床應(yīng)用。目前常用的制備方法有以下4種:
① 電解法:通過(guò)電解水,同時(shí)產(chǎn)生氫氣與氧氣,通常氫氣在水中的飽和濃度大約為1.6毫克/升。
② 鎂濾芯制氫:在濾芯中加入金屬鎂,當(dāng)水流過(guò)濾芯時(shí),經(jīng)置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。不過(guò),隨著使用次數(shù)增加,濾芯被氧化,其制氫能力會(huì)下降。
③ 氫棒制氫:基本原理同鎂濾芯制氫,使氫棒(含金屬鎂)與水在密閉容器中反應(yīng),氫棒周圍產(chǎn)生氫氣,但多次使用會(huì)因鎂被氧化而使效果下降。
④ 高壓溶解法:使用高壓和特殊工藝將高濃度的氫氣溶解在水中并密封保存,高壓下氫氣在水中的濃度可達(dá)3毫克/升以上。
與其他給氫模式相比,飲用富氫水可顯著增加胃腸道系統(tǒng)局部的氫氣濃度,可能更適用于胃腸道疾病的相關(guān)研究。
2009年美國(guó)波士頓福賽斯研究所報(bào)道,給患有炎癥性腸病的小鼠飲用富氫水,其腸道炎癥得到明顯改善。
2009年日本九州大學(xué)報(bào)道,通過(guò)讓小鼠飲用富氫水成功地減輕了藥物誘發(fā)的帕金森病的癥狀。
2010年美國(guó)匹茲堡大學(xué)報(bào)道,讓腎臟移植后的小鼠每天飲用富氫水,可保持其腎功能并預(yù)防慢性排斥反應(yīng)的發(fā)生。
2012年日本岡山大學(xué)發(fā)現(xiàn),在非酒精性脂肪性肝炎-肝細(xì)胞癌小鼠模型中,飲用富氫水可降低肝癌的發(fā)生概率。
另外還有研究表明,飲用富氫水對(duì)緩解大鼠牙周組織衰老也有一定的幫助作用。
3、注射富氫鹽水
富氫鹽水的制備方法與制備富氫水的方法相似。
富氫鹽水中的氫濃度一般低于口服富氫水,為1毫克/升左右。與口服富氫水相比,注射富氫鹽水更易控制氫氣的濃度,同樣成本低,方便且安全。可以將溶解有氫氣的等滲鹽溶液用于靜脈或腹腔注射,將氫氣送體內(nèi)。
2009年我國(guó)海軍軍醫(yī)大學(xué)報(bào)道,腹腔注射富氫鹽水對(duì)腦缺氧的新生大鼠具有神經(jīng)保護(hù)作用。
2015年我國(guó)濰坊醫(yī)科大學(xué)發(fā)現(xiàn),腹腔注射富氫鹽水可降低血清丙二醇水平及骨骼肌內(nèi)誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶表達(dá)水平,并提高內(nèi)皮型一氧化氮合成酶表達(dá)水平,提示富氫鹽水對(duì)受損傷的骨骼肌具有保護(hù)作用。
2016年我國(guó)哈爾濱醫(yī)科大學(xué)發(fā)現(xiàn),在多柔比星誘導(dǎo)的心肌病大鼠模型中,腹腔注射富氫鹽水可改善心功能并減輕心肌組織炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及心肌細(xì)胞局灶性肌溶解,提高大鼠生存率。
2018年日本愛(ài)媛大學(xué)發(fā)現(xiàn),給聽(tīng)力損失模型沙鼠靜脈注射5毫升富氫鹽水,可減少沙鼠耳蝸損傷并使其聽(tīng)力部分恢復(fù)。
4、眼部滴入富氫液
眼科有很多疾病與氧化損傷和炎癥相關(guān),氫分子的選擇性抗氧化和癥作用使其成為很多疾病可能的治療選擇。
2010年,日本醫(yī)科大學(xué)發(fā)現(xiàn)富氫滴眼液對(duì)視網(wǎng)膜動(dòng)脈阻塞-再灌注大鼠模型中的視網(wǎng)膜組具有保護(hù)作用;
2011年,日本千葉大學(xué)發(fā)現(xiàn)富氫滴眼液對(duì)于角膜堿燒傷有治療作用;
2016年,日本醫(yī)科大學(xué)嘗試在白兔角膜手術(shù)過(guò)程中使用富氫沖洗液,發(fā)現(xiàn)該方法具有顯著的預(yù)防角膜內(nèi)皮氧化應(yīng)激的作用。
2019年,日本學(xué)者將富氫液引人白內(nèi)障手術(shù)臨床試驗(yàn)。日本醫(yī)科大學(xué)報(bào)道了此方法的臨床應(yīng)用效果,結(jié)果提示提示沖洗液中的氫分子在抑制由超聲乳化引起的角膜內(nèi)皮損傷方面有顯著作用,該結(jié)果與白兔模型的試驗(yàn)結(jié)果非常吻合。
5、富氫水沐浴
沐浴裝置一般采用電解水方式制得氫水。
2013年韓國(guó)延世大學(xué)研究了富氫水沐浴對(duì)皮膚光損傷的影響。
無(wú)毛小鼠接受累計(jì)照射劑量為每平方厘米360~540毫焦耳的紫外線照射后會(huì)出現(xiàn)皮膚損傷,給這些光損傷的小鼠進(jìn)行富氫水沐浴,每天2次, 每次50分鐘。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),富氫水可改善小鼠的皮損情況,降低炎性細(xì)胞因子水平,減少皮膚掃描電鏡下的皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞缺陷和超微結(jié)構(gòu)改變。
2011年美國(guó)匹茲堡大學(xué)在大鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),用富氫保存液對(duì)供體小腸進(jìn)行低溫浸泡,可顯著減少移植后小腸的缺血再灌注損傷。
另外在嚙齒類動(dòng)物心臟移植研究中發(fā)現(xiàn)用低溫富氫器官保存液保存供體心臟,可有效改善移植后缺血再灌注導(dǎo)致的心肌損傷。
2019年日本熊本大學(xué)發(fā)現(xiàn),富含氫的器官保存液可降低大鼠移植肝的氧化應(yīng)激損傷及肝細(xì)胞凋亡,能延長(zhǎng)移植物保存時(shí)間,改善移植物功能。
2017年日本名古屋大學(xué)發(fā)現(xiàn),在大鼠肺缺血期間灌注富氫鹽水溶液至左胸腔,可使肺功能顯著提升,而促炎因子水平顯著降低。
6、口服產(chǎn)氫藥物或氫誘導(dǎo)劑
口服產(chǎn)氫藥物或氫誘導(dǎo)劑氫化珊瑚鈣是采用固態(tài)氫化技術(shù)生產(chǎn)的一種負(fù)氫離子粉末,遇水后會(huì)緩慢釋放出氫。負(fù)氫離子粉末是一種強(qiáng)還原劑,有明顯的抗氧化作用。
2010年日本宮崎大學(xué)發(fā)現(xiàn),給小鼠喂食氫化珊瑚鈣可以增強(qiáng)小鼠大腦海馬內(nèi)源性抗氧化能力。
2016年,我國(guó)西安交通大學(xué)的生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院通過(guò)建立小鼠衰老模型,連續(xù)30天使小鼠口服氫化珊瑚鈣,發(fā)現(xiàn)其能夠提高小鼠組織抗氧化能力。
但氫化珊瑚鈣用于人體的安全性數(shù)據(jù)缺乏,有待臨床試驗(yàn)進(jìn)步驗(yàn)證。
乳果糖是一種有效的氫誘導(dǎo)劑,可促進(jìn)結(jié)腸菌群的消化和糖酵解,進(jìn)而顯著增加腸道內(nèi)氫的產(chǎn)生量。
2013年我國(guó)海軍軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院報(bào)道,通過(guò)口服乳果糖可以減輕大鼠的腦缺血再灌注損傷,緩解由右旋糖酐硫酸鈉誘發(fā)的小鼠結(jié)腸炎。
2015年我國(guó)浙江大學(xué)紹興醫(yī)院發(fā)現(xiàn),口服乳果糖可以促進(jìn)肝切除后大鼠肝臟的再生。
這些可能都是通過(guò)增加內(nèi)源性氫氣的產(chǎn)生量發(fā)揮作用。