最近10年，氫氣具有醫(yī)學(xué)作用受到國(guó)際學(xué)術(shù)和醫(yī)學(xué)界廣泛關(guān)注[1]。國(guó)際上最早的氫氣醫(yī)學(xué)效應(yīng)研究論文見(jiàn)于1975年《科學(xué)》雜志，美國(guó)貝勒大學(xué)學(xué)者Dole M等報(bào)道，連續(xù)14天暴露高壓(8個(gè)大氣壓)氫氣對(duì)皮膚鱗狀細(xì)胞癌的改善作用[2]。2001年法國(guó)科學(xué)家證明同樣壓力的氫氣對(duì)血吸蟲(chóng)感染肝炎具有改善作用。

氫氣一度被作為生理惰性氣體看待，也就是說(shuō)，過(guò)去沒(méi)有人認(rèn)為氫氣具有醫(yī)學(xué)生物學(xué)作用。直到2007年，當(dāng)日本醫(yī)科大學(xué)老年病研究所太田成男教授課題組在《自然醫(yī)學(xué)》發(fā)表呼吸2%的氫氣對(duì)腦和肝臟缺血再灌注損傷的改善作用，隨后證明動(dòng)物飲用氫氣飽和水也具有類(lèi)似的醫(yī)學(xué)作用[3]，這些研究結(jié)果提示氫氣可以非常方便安全地應(yīng)用于臨床疾病的改善，氫氣醫(yī)學(xué)效應(yīng)潛在應(yīng)用前景才真正受到重視[4]。

2007年太田成男教授課題組在《自然醫(yī)學(xué)》論文中報(bào)道，給大鼠呼吸2%氫氣，可顯著降低腦缺血再灌注后24小時(shí)腦梗死體積。氫氣對(duì)腦缺血的改善效果比臨床應(yīng)用的自由基清除藥依達(dá)拉奉效果更好，而且沒(méi)有任何副作用[圖1]。該研究還證明，溶解在細(xì)胞培養(yǎng)基的氫氣具有選擇性清除羥基自由基的作用，但對(duì)其他具有生理功能活性氧，如過(guò)氧化氫、一氧化氮和超氧陰離子等均沒(méi)有影響。

圖1 氫氣吸入對(duì)腦缺血梗死面積的作用

氫氣的生物醫(yī)學(xué)研究仍然是初期階段，國(guó)際上大約有3000名研究學(xué)者發(fā)表大約1000篇學(xué)術(shù)論文，這些論文提示氫氣對(duì)涉及各種器官170多種人類(lèi)和動(dòng)物疾病模型具有改善效果[5]。氫氣發(fā)揮作用可能通過(guò)信號(hào)分子調(diào)節(jié)、蛋白磷酸化和基因表達(dá)等方式 [4]。

醫(yī)學(xué)氣體并不是新概念。最著名的醫(yī)學(xué)氣體是一氧化氮，一氧化氮?jiǎng)傞_(kāi)始曾被認(rèn)為是錯(cuò)誤的，但后來(lái)被廣泛認(rèn)可和接受，1998年一氧化氮生物學(xué)效應(yīng)研究獲得醫(yī)學(xué)生理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。另外，一氧化碳和硫化氫也被發(fā)現(xiàn)具有重要生物學(xué)作用[6]。相對(duì)這三種成熟的醫(yī)學(xué)氣體來(lái)說(shuō)，氫氣具有生物學(xué)作用則更難被人接受。因?yàn)闅錃獠皇亲杂苫?、化學(xué)活性低、沒(méi)有極性、擴(kuò)散性極大，這些特征使氫氣很難具有特異性蛋白結(jié)合位點(diǎn)，或者不可能擁有特異性受體分子[7]。

從生物進(jìn)化角度看，氫氣具有生物學(xué)效應(yīng)并不奇怪[8]。氫元素是宇宙的起源，氫氣是地球生命起源的關(guān)鍵能量分子，氫氣在真核生物進(jìn)化過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[9]。在千萬(wàn)年進(jìn)化過(guò)程中，植物和動(dòng)物都進(jìn)化出和產(chǎn)氫細(xì)菌的互惠關(guān)系，植物和動(dòng)物體內(nèi)都存在一定水平氫氣，也有研究認(rèn)為植物細(xì)胞本身具有制造氫氣的能力。理論上，細(xì)菌氫化酶作為氫氣產(chǎn)生的關(guān)鍵酶，在動(dòng)物包括人類(lèi)的氫化酶后裔分子可能保留著氫氣的作用靶點(diǎn)。也有可能人類(lèi)等真核生物已經(jīng)進(jìn)化出對(duì)氫氣分子更敏感的感受方式[7, 10]。

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