氫是可以擴(kuò)散到全身細(xì)胞的小分子物質(zhì)，氫與其他小分子的結(jié)合率很高，氫分子有不同的輸送方式，包括直接吸入氫氣，飲用富含氫分子的水，注射富含氫分子的生理鹽水。氫分子對(duì)很多疾?。ㄌ悄虿 ⑵つw病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等）具有保護(hù)作用。很多基礎(chǔ)和臨床試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，氫分子對(duì)呼吸系統(tǒng)的各種肺疾病，如百草枯所致肺損傷、呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷（VILI）、高氧性肺損傷、 膿毒癥所致肺損傷等具有治療作用。Ohsawa 等研究學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)，氫
分子可以穿過生物膜，擴(kuò)散到細(xì)胞質(zhì)、線粒體和細(xì)胞核，從而對(duì)組織和 器官起到一定的保護(hù)作用。這為以后氫分子在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究奠定了理論基礎(chǔ)。隨著醫(yī)學(xué)研究的進(jìn)展，氫分子在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)的研究領(lǐng)域廣 泛。
氫分子具有特定的自由基清除活動(dòng)，能夠清除羥基自由基、過氧亞硝酸鹽，也能夠調(diào)節(jié)信號(hào)通路，但詳細(xì)的分子機(jī)制仍難以捉摸。氫分子主要由齲齒動(dòng)物和人類的腸道細(xì)菌產(chǎn)生，且不良反應(yīng)較少。Ito等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，富含氫的生理鹽水改善了線粒體肌病的線粒體功能障礙和炎癥過程。Hee Shin等學(xué)者研究表明，氫分子局部應(yīng)用可以預(yù)防紫外線誘發(fā)的皮膚炎癥，防止紫外線誘導(dǎo)的紅斑和DNA 損傷，能調(diào)節(jié)體內(nèi)皮膚老化的過程。視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷在各種眼部疾病的病理生理學(xué)過程中起著重要作用，Wang, R 等學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，腹腔注射或者眼內(nèi)灌注富含氫的生理鹽水，對(duì)視網(wǎng)膜有神經(jīng)保護(hù)作用，從而對(duì)抗視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷。肝臟缺血再灌注損傷后，可以觀察到肝臟病理?yè)p傷、炎性細(xì)胞因子的浸潤(rùn)和 肝細(xì)胞凋亡，同時(shí)抑制 PI3K-Akt 通路，吸入高濃度的氫氣可以顯著改善肝細(xì)胞功能，減低血清炎癥細(xì)胞因子，抑制肝細(xì)胞凋亡，誘導(dǎo) PI3K-Akt 通路激活，從而保護(hù)肝臟免受缺血再灌注損傷。
內(nèi)毒素所致急性肺損傷
脂多糖（LPS）可以引起細(xì)胞因子、炎性因子和活性氧的釋放，從而綜述 6 引起和人類急性肺損傷類似的病理模型。梁燦鑫等發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)毒素即 脂多糖（LPS）腹腔注射建立的急性肺損傷（ALI）大鼠模型中，吸入體 積分?jǐn)?shù)為2%的氫氣能夠明顯改善肺功能，減輕肺部炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)，同 時(shí)降低血清和肺組織中TNF-α的含量，降低肺組織中p38 MAPK及p-p38 MAPK水平，從而能夠緩解內(nèi)毒素所致的急性肺損傷。Keliang Xie等研 究發(fā)現(xiàn)，在脂多糖誘導(dǎo)的急性肺損傷模型中，氫氣能夠減少中性粒細(xì)胞和 巨噬細(xì)胞在肺組織中的浸潤(rùn)，抑制肺組織中NF-κB、MPO的活性，降低肺 組織中的炎癥因子和細(xì)胞因子，包括TNF-α、IL-1、IL-6和高遷移率族蛋白B1（HMGB1）。氫氣治療可以降低肺組織中caspase-3的表達(dá)，抑制細(xì)胞 凋亡。氫氣可以消除ROS，比如羥基和過氧化硝酸陰離子，同時(shí)保持氧化還原反應(yīng)和其他ROS的正常代謝。盛潔瑩等發(fā)現(xiàn)，在腹腔注射內(nèi)毒素所 致的急性肺損傷小鼠模型中腹腔注射氫氣飽和生理鹽水，肺組織炎性細(xì)胞 數(shù)目明顯減少，誘導(dǎo)型NO合酶（iNOS）表達(dá)降低、精氨酸酶1（Arg-1） 的表達(dá)上升，表明氫氣飽和生理鹽水通過抑制炎癥反應(yīng)，減輕內(nèi)毒素所導(dǎo)致的急性肺損傷
膿毒癥急性肺損傷
膿毒癥是由嚴(yán)重感染引起的全身炎癥性疾病。謝克亮團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在 膿毒癥小鼠急性肺損傷模型中吸入 2%的氫氣，血清和肺組織中超氧化物 歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）的活性升高，肺損傷評(píng)分、肺的濕 干重比（W/D）、支氣管肺泡灌洗液（BALF）的蛋白濃度、肺組織中髓過 氧化物酶（MPO）活性、血清和肺組織 8-異前列腺素 F2α(8-iso-PGF2α)水 平降低，表明氫氣能夠緩解膿毒癥導(dǎo)致的急性肺損傷。在接下來的研究 中他們發(fā)現(xiàn)，在膿毒癥小鼠急性肺損傷模型中吸入 2%的氫氣，膿毒癥小 鼠的行為學(xué)評(píng)分降低、氧合指數(shù)升高、凋亡指數(shù)降低，血清和肺組織中 TNF-α、IL-1β、高遷移率族蛋白 B1（HMGB1）的表達(dá)下降，IL-10 的 表達(dá)上升，提示氫氣通過促進(jìn)抗炎因子的表達(dá)，抑制炎癥因子的表達(dá)，保護(hù)膿毒癥小鼠的急性肺損傷。2015年謝克亮等研究發(fā)現(xiàn)，在膿毒癥小 鼠急性肺損傷模型中吸入 2%的氫氣，Nrf2/ARF 通路能夠被激活，通過上 調(diào)血紅素加氧酶 1（HO-1）的表達(dá)，抑制炎性因子高遷移率族蛋白 1(high-mobility group box1，HMGB1)的表達(dá)，提高膿毒癥小鼠的氧合指數(shù)， 降低肺組織病理學(xué)評(píng)分，提高膿毒癥小鼠的生存率。應(yīng)用血紅素加氧酶 1（HO-1）的抑制劑 Zinc protoporphyrin IX 后，氫氣對(duì)膿毒癥小鼠肺損傷 的保護(hù)作用消失，表明氫氣通過激活 Nrf2/ARF 通路，上調(diào)血紅素加氧酶 1（HO-1）的表達(dá)來保護(hù)受損傷的肺組織。2017 年謝克亮等研究發(fā)現(xiàn)， 給盲腸結(jié)扎穿孔法所致的小鼠急性肺損傷模型吸入 2%的氫氣，腦信號(hào)素 7A（Semaphorin-7A）、OTULIN 和 MAP3K1 在肺組織中的表達(dá)下降，TRF 在肺組織中的表達(dá)上調(diào)。表明氫氣通過抗炎、降低肺血管的通透性及調(diào)節(jié) 免疫應(yīng)答改善膿毒癥小鼠的急性肺損傷。 張紅濤等發(fā)現(xiàn)，在盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)制備的膿毒癥小鼠急性肺損傷的模 型中吸入 2%的氫氣，小鼠肺泡灌洗液中腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì) 胞介素-1β(IL-1β)含量和多形核中性粒細(xì)胞(PMN)計(jì)數(shù)明顯降低，肺組織丙二醛(MDA)含量降低、超氧化物歧化酶(SOD)活性增高，肺 W/D 比值降低，肺組織 Rho-GTP/總 Rho 比值、ROCK1 和 ROCK2 表達(dá)水平及p-MYPT1/MYPT1 明顯降低，ZO-1 表達(dá)水平上調(diào)。推測(cè)氫氣能夠抑制 Rho/ROCK 通路的活性，從而改善內(nèi)皮細(xì)胞的通透性，并通過抑制肺內(nèi)炎 癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)，減輕膿毒癥小鼠的急性肺損傷。在接下來的研 究中，張紅濤等發(fā)現(xiàn)，氫氣吸入也可以降低膿毒癥小鼠肺組織中髓過氧化 物酶（MPO）的水平，下調(diào)肺組織中活化型 caspase-3 的表達(dá)，降低肺組 織中肌球蛋白磷酸酯酶目標(biāo)亞基 1（MYPT-1）的磷酸化水平，表明氫氣能夠緩解膿毒癥小鼠引起的急性肺損傷。劉敬等發(fā)現(xiàn)，給盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)制備的膿毒癥小鼠急性肺損傷的模型完成之后，吸入 2%的氫氣，肺組織病理評(píng)分、肺 W/D 比值、8 異前列腺素 F2α（8-iso-PGF2α）和肺泡灌洗 液（BALF）蛋白濃度降低，超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶（CAT） 活性升高，表明氫氣吸入能夠減輕膿毒癥小鼠的氧化損傷，從而改善膿毒 癥引起的肺組織損傷。周一鳴等發(fā)現(xiàn)，在盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)制備的膿毒癥 小鼠模型中吸入 2%的氫氣，可以增加動(dòng)脈血的氧合指數(shù)、增高肺組織線 粒體膜電位（MMP）、增加肺組織中 ATP 的含量，同時(shí)使肺組織過氧化 物酶體增殖物激活受體 γ 輔激活因子-１α（PGC-1α）表達(dá)增加，也能夠 降低肺組織病理學(xué)評(píng)分，從而提高膿毒癥小鼠的生存率。這表明吸入氫氣 增加肺組織 PGC-1α的表達(dá)，改善線粒體功能，從而緩解膿毒癥小鼠的急 性肺損傷。董艾莉等發(fā)現(xiàn)，在盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)所致的小鼠膿毒癥模型中 吸入 2%的氫氣，肺組織病理評(píng)分降低，動(dòng)脈血中氧合指數(shù)升高，肺組織線粒體呼吸控制率（RCR）、線粒體膜電位（MMP）、線粒體 ATP 含量升 高，肺組織自噬蛋白微管相關(guān)蛋白 1 輕鏈 3 的比值（LC3-II/LC3-I）的升 高，表明吸入氫氣可以通過提高肺組織自噬能力減輕膿毒癥小鼠的急性肺 損傷。
