氫分子醫(yī)學(xué)的研究和應(yīng)用最初來自潛水醫(yī)學(xué)。

 

早期，當(dāng)人類進(jìn)人深海潛水領(lǐng)域時會出現(xiàn)一種致命性的疾病——潛水減壓病。

 

為解決這個問題，1937年，英國兩位科學(xué)家把氫氣作為置換壓縮空氣中氮?dú)獾慕橘|(zhì)進(jìn)行潛水呼吸氣體人體研究。他們在研究過程中，沒有發(fā)現(xiàn)吸人氫氧混合氣體會導(dǎo)致潛水員發(fā)生明顯的生理變化。

 

此后，美國、蘇聯(lián)、瑞典等國家開展了系列的將氫氣作為潛水氣體的研究，顯示了氫氣作為呼吸氣體相對于氮?dú)獾膬?yōu)越性。

 

20世紀(jì)80年代，為了配合海上石油開采，法國科麥斯公司進(jìn)行了深潛91~300米的潛水實驗，潛水員在潛水過程中吸入了95%氫、5%氧的混合氣或74%氫、24%、2%氧的混合氣，未發(fā)現(xiàn)氫麻醉作用，對比發(fā)現(xiàn)，呼吸氫氧混合氣時呼吸阻力低于使用氦介質(zhì)，潛水員的視覺反應(yīng)時間、計算能力、記憶能力無明顯下降，氫麻醉反應(yīng)較氨麻醉反應(yīng)明顯減輕。

 

1986年，在美國得克薩斯休斯敦第18屆海上技術(shù)大會上，這些研究成果充分顯示了吸入高濃度氫氣的安全性。

 

二、氫分子的物理、化學(xué)性質(zhì)

 

    氫氣是世界上已知密度最小的氣體，是相對分子質(zhì)量最小的物質(zhì)。氫氣在空氣中含量極低，幾乎只占整體空氣的1/200萬，而且大多數(shù)集中在大氣層的頂層。

 

氫氣是由無數(shù)的氫分子構(gòu)成的。氫分子在常溫常壓下以氣體形式存在，無色無臭，難溶于水，在1個大氣壓時氫氣在水中的溶解度僅為0.8毫摩爾。

 

作為化學(xué)元素，它普遍存在于整個地球及大氣空間中，主要以復(fù)合物的形態(tài)大量存在，最常見的復(fù)合物形式是水。

 

氫氣與特定的催化劑一起放置或在高溫、高壓、明火環(huán)境下易燃、易爆，因此過去認(rèn)為將氫氣視為藥物用于治療似乎難以掌握、控制。

 

但是實際上，當(dāng)氫氣噴氣口體積分?jǐn)?shù)低于4%時，氫氣不會在空氣中燃燒。在沒有明火的條件下，室內(nèi)低濃度的氫氣不會與氧氣發(fā)生反應(yīng)而爆炸。

 

因此只要控制大氣中的氫氣濃度就可以在常溫常壓下安全使用氫氣。

 

在動物腸道厭氧發(fā)酵環(huán)境中產(chǎn)生的氫氣，被稱為內(nèi)源性氫氣。產(chǎn)生的氫氣量因個體而異，平均每天在150毫升至12升之間。對于自身氫氣合成不足者，可能需要進(jìn)行體外補(bǔ)充，量化的評價指標(biāo)尤為重要。

 

2009年美國波士頓福賽斯研究所報道，清除由藥物誘發(fā)的肝炎小鼠腸道細(xì)菌時，會導(dǎo)致小鼠肝炎加劇，表明內(nèi)源性氫氣在動物的生理功能維持中起著非常重要的作用。

 

另一個有趣的現(xiàn)象是，腸易激綜合征患者會排放大量甲烷，比腸道細(xì)菌釋放出高水平氫氣的患者更易便秘。類似地，當(dāng)腹瀉型腸易激綜合征伴有產(chǎn)氫細(xì)菌過度生長的患者被抑菌藥物抑制氫氣的產(chǎn)生時，可以防止消化道的不規(guī)則收縮，并且腹瀉癥狀變少。

 

因此科學(xué)家認(rèn)為由腸道細(xì)菌產(chǎn)生的氫氣有助于促進(jìn)腸道的正常功能，并且已經(jīng)確認(rèn)了腸道細(xì)菌菌群的重要性。
 

 

三、氫分子的治療機(jī)理及研究領(lǐng)域

 

氫氣作為一種新的抗氧化劑而備受醫(yī)學(xué)關(guān)注。

 

氫分子屬于最小的無極性分子，可以在組織間彌散，透過生物膜到達(dá)線粒體內(nèi)，參與能量的氧化還原反應(yīng)。

 

2007年，日本學(xué)者報道氫氣具有抗氧化作用，可以選擇性地消除有毒的氧自由基，例如羥基和亞硝基，能改善腦缺血再灌注引起的損傷，起到保護(hù)腦組織的作用。

 

盡管可以通過氫氣抑制由氧自由基引起的應(yīng)激反應(yīng)，但其機(jī)制不能簡單通過氫分子直接反應(yīng)并消除氧自由基的理論來解釋，其可能涉及的機(jī)制可以在這些研究中看出端倪：

 

①在攝入氫氣的動物實驗以及人類臨床試驗中，都報告了抗氧化酶超氧化物歧化酶含量的增加；

 

②美國匹茲堡大學(xué)證明了氫分子可以誘導(dǎo)強(qiáng)抗氧化酶-血紅素加氧酶的產(chǎn)生；

 

③氫分子可誘導(dǎo)多種抗凋亡分子的產(chǎn)生；

 

④氫分子還與缺血再灌注損傷大鼠心臟中的三磷酸腺苷水平升高以及線粒體呼吸鏈中酶的活性增加有關(guān)，包括復(fù)合物Ⅱ/Ⅲ和復(fù)合物Ⅴ的活性；

 

⑤氫能抑制Ⅰ型過敏反應(yīng)信號。

 

 

 

目前已有研究證據(jù)表明氫分子具有以下生物學(xué)作用：

 

①可以通過選擇性地清除有毒自由基產(chǎn)物而起抗氧化作用；

 

②抗炎和抗膿毒血癥；

 

③參與細(xì)胞信號通路傳導(dǎo)過程；

 

④可以穩(wěn)定細(xì)胞生物膜結(jié)構(gòu)，具有抗輻射的作用。

 

隨著氫分子譜系逐漸變得清晰，氫分子的各種生物機(jī)制也將逐漸被闡明。目前，氫分子治療和應(yīng)用研究主要在以下領(lǐng)域和疾病治療中展開：

 

①惡性腫瘤；

 

②心、腦血管疾?。?/div>