氫分子作為一種疾病改善分子，其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在于安全性、有效性、便利性和充足性。上文已經(jīng)闡述氫氣可以通過(guò)抗氧化、減少細(xì)胞凋亡、抑制炎癥反應(yīng)等發(fā)揮對(duì)各種疾病和損傷的改善作用。氫氣醫(yī)學(xué)發(fā)展至今，無(wú)論從基礎(chǔ)到臨床還是從研究到應(yīng)用，都取得了十分顯著的成果。1%~4%的氫氣具有很強(qiáng)的疾病改善功效，它能穿透生物膜到達(dá)細(xì)胞核和線粒體，并且可以通過(guò)氣體擴(kuò)散穿透血腦屏障從而快速抵達(dá)病灶，這是多數(shù)抗氧化物質(zhì)所不具備的特征。此外，組織內(nèi)的氫氣濃度易于檢測(cè)，通過(guò)使用電極測(cè)量可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)H2擴(kuò)散的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。氫氣給藥已在多種疾病模型和人類疾病中顯示出預(yù)防及改善效果，國(guó)內(nèi)在一些疾病中也進(jìn)行了一些臨床及基礎(chǔ)研究。
 

(1)氫氣在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病改善中的作用：氫氣是分子量最小的氣體，可以通過(guò)氣體擴(kuò)散的方式進(jìn)入血腦屏障，因此在神經(jīng)系統(tǒng)方面功效不錯(cuò)。2007年，Ohsawa發(fā)現(xiàn)吸入氫氣可顯著減小局灶腦缺血大鼠模型的血栓體積。此后，各國(guó)學(xué)者相繼發(fā)現(xiàn)氫氣可改善神經(jīng)性疾病，如帕金森病、阿爾茨海默病等。
 

山東第一醫(yī)科大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，氫氣對(duì)新生兒的缺氧缺血性腦病具有保護(hù)作用。研究者針對(duì)40名出生兩天后患有缺氧缺血性腦病的新生兒給予富氫水改善。臨床結(jié)果顯示，每天口服富氫水，連續(xù)服用10天后血清中特異性烯醇化酶、IL-6以及TNF-a均有不同程度降低，表明氫氣對(duì)新生兒的缺氧缺血性腦病具有保護(hù)作用。動(dòng)物模型中，我國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)注射富氫生理鹽水對(duì)大鼠全腦缺血再灌注(I/R)具有神經(jīng)保護(hù)作用。氫氣在免疫系統(tǒng)中也具有重要的作用，如富氫生理鹽水可以上調(diào)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)數(shù)量以及下調(diào)miR-21、miR-210和NF-dB的表達(dá)。再灌注24小時(shí)和96小時(shí)后大鼠腦部海馬區(qū)miR-21、miR-210表達(dá)均顯著增加，而Treg數(shù)量在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)均有所下降;相反，采用富氫生理鹽水處理后miR-21、miR-210表達(dá)在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均顯著下降，同時(shí)Treg數(shù)量有不同程度增加。因此，富氫生理鹽水處理的大鼠腦復(fù)蘇機(jī)制可能與Treg數(shù)量上調(diào)相關(guān)。氫氣作為一種新的高效抗氧化劑，對(duì)腦卒中、腦缺血/再灌注損傷、新生兒缺血缺氧性腦病、蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦創(chuàng)傷、神經(jīng)退行性變、CO中毒性腦病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有保護(hù)作用。然而也有一些矛盾的結(jié)果顯示，氫氣對(duì)急性腦缺血的大鼠改善效果不佳，這可能與大鼠的年齡、疾病模型的階段、氫氣的濃度以及氫的暴露時(shí)間有關(guān)系。對(duì)于這樣一個(gè)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)多種疾病具有普遍改善效果的氣體，其使用時(shí)間、濃度、次數(shù)可能會(huì)成為今后研究的重點(diǎn)。
 

(2)氫氣在心血管系統(tǒng)疾病改善中的作用：心血管疾病是我國(guó)疾病相關(guān)死亡的首要因素，加強(qiáng)心血管疾病的改善，降低心血管疾病的病死率，提高心血管疾病患者的生活質(zhì)量是改善的首要目標(biāo)。研究表明，氧化應(yīng)激參與心血管疾病的病理過(guò)程，與高血壓、心臟缺血再灌注損傷、心肌肥厚、動(dòng)脈粥樣硬化等許多心血管疾病的發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系。氫氣能夠選擇性降低活性氧簇，具有抗氧化和抗凋亡等作用，因此氫氣在心血管疾病中具有重要改善作用。
 

心臟重構(gòu)是各種原因引起的心肌損傷或血流動(dòng)力學(xué)改變所致的應(yīng)激反應(yīng)，可導(dǎo)致心臟大小和形態(tài)發(fā)生變化。王強(qiáng)等人研究發(fā)現(xiàn)注射富氫生理鹽水可以改善心肌梗死小鼠的心臟功能，縮小梗死范圍，抑制非梗死心肌細(xì)胞的肥大和間質(zhì)纖維化，增強(qiáng)心肌超氧化物歧化酶的活性，降低丙二醛及TNF-a、IL-1β、IL-6等炎癥因子，從而逆轉(zhuǎn)心臟重構(gòu)。
 

注射富氫生理鹽水、吸入氫氣和飲用富氫水都可在不同程度上降低體內(nèi)或體外的炎癥因子和凋亡因子，同時(shí)清除氧自由基，減輕心肌損傷，逆轉(zhuǎn)心臟重構(gòu)，改善心臟功能，對(duì)心血管疾病改善具有重要意義。
 

(3)氫氣在消化系統(tǒng)疾病改善中的作用：肝臟可分泌膽汁，將大分子的脂肪逐步分解為小分子的脂肪：同時(shí)可調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的新陳代謝，具有解毒、造血和凝血等功能，對(duì)人體具有重要作用。2001年，法國(guó)潛水醫(yī)學(xué)家Gharib等人證明，呼吸810.2kPa高壓氫氣可改善肝血吸蟲(chóng)感染引起的炎性反應(yīng)，首次證明氫氣具有抗炎作用，并提出氫氣與羥自由基直接反應(yīng)是改善炎癥損傷的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)富氫水能夠顯著緩解乙肝患者中的氧化應(yīng)激。該試驗(yàn)?zāi)技?0名乙肝志愿者，每天口服富氫水1200~1800mL，2次/日。6周后試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，口服富氫水導(dǎo)致氧化應(yīng)激水平降低，過(guò)氧化物歧化酶和谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶上升，黃嘌呤氧化酶則降低，肝臟功能得到改善。

此外，我國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)富氫水可改善對(duì)乙酰氨基酚對(duì)小鼠產(chǎn)生的肝毒性。研究者采用小鼠腹腔注射亞致死劑量500mg/kg的對(duì)乙酰氨基酚，形成急性肝損傷模型，之后按5mL/kg劑量每天2次腹腔注射富氫水，持續(xù)注射3天。結(jié)果發(fā)現(xiàn)富氫水可顯著降低谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶濃度，且肝臟壞死面積顯著降低，由36.87%的損傷面積降低至27.73%，血液中丙二醛濃度降低了37%，關(guān)鍵抗氧化物超氧化物歧化酶(催化超氧陰離子自由基歧化生成氧和過(guò)氧化氫)升高24%，谷胱甘肽升高76%，炎癥相關(guān)因子TNF-a、IL-6顯著降低。綜上所述，針對(duì)對(duì)乙酰氨基酚誘導(dǎo)的肝臟損傷，富氫水可以通過(guò)抑制氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)促進(jìn)肝臟再生，降低藥物對(duì)肝臟的損傷。因此，富氫水在降低由對(duì)乙酰氨基酚誘導(dǎo)的小鼠肝損傷中具有重要改善價(jià)值。

此外，氫氣可降低輻射對(duì)肝癌患者的肝臟損傷，緩解梗阻性黃疸引發(fā)的肝損傷。氫氣還可改善其他消化器官的功能，如降低缺血再灌注對(duì)腸道造成的損傷和收縮功能障礙、緩解阿司匹林誘導(dǎo)的胃部損傷等。

綜上，氫氣對(duì)于消化系統(tǒng)的一系列疾病具有重要改善價(jià)值。吸入氫氣與靜脈注射富氫生理鹽水可以繞開(kāi)人體消化系統(tǒng)，使氫氣盡快發(fā)揮作用，而飲用富氫水則首先要經(jīng)過(guò)消化系統(tǒng)。已有研究表明，胃腸道菌群對(duì)各種疾病都存在重要作用，但富氫水對(duì)消化系統(tǒng)的酸堿性以及腸道菌群的影響仍不清楚，這或許會(huì)成為未來(lái)的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。
 

(4)氫氣在呼吸系統(tǒng)疾病改善中的作用：氫氣對(duì)多種呼吸系統(tǒng)疾病具有改善作用。國(guó)內(nèi)學(xué)者報(bào)道氫氣對(duì)敗血癥相關(guān)的肺損傷有保護(hù)作用。敗血癥是一種由于感染導(dǎo)致的致命性全身炎癥反應(yīng)，超過(guò)50%的敗血癥患者在接受改善后出現(xiàn)急性肺損傷;而敗血癥小鼠接受氫氣改善后生存率顯著增加。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氫氣可通過(guò)升高血紅素氧合酶1及上游轉(zhuǎn)錄因子Nrf2來(lái)降低HMGB1表達(dá)，進(jìn)而緩解肺部損傷，即氫氣能夠通過(guò)調(diào)節(jié)敗血癥小鼠體內(nèi)炎癥因子HMGB1的釋放從而有效抑制敗血癥引發(fā)的肺損傷。廣州國(guó)家呼吸系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心的一項(xiàng)自身對(duì)照研究結(jié)果顯示，吸入氫一氧的混合氣體，可增加急性支氣管狹窄患者的進(jìn)氣量且無(wú)其他不良反應(yīng)。在許多關(guān)于氦氣(He)的研究中發(fā)現(xiàn)，吸入氦氣可以改善急性上呼吸道阻塞。從機(jī)制上看，氣態(tài)的He比空氣的密度小許多，因此雷諾數(shù)也低很多。當(dāng)它通過(guò)狹窄的氣道時(shí)，較低的密度引起了較低的湍流和氣道阻力。而氫氣與氦氣具有相似的分子量及物理特性，因此從物理學(xué)角度來(lái)看，吸入富含氫的混合氣體也可降低氣道阻力，緩解氣道狹窄患者的呼吸困難。在這項(xiàng)自身對(duì)照研究中，吸入空氣與氧氣，則沒(méi)有這種明顯的效果，因此吸入氫氣對(duì)支氣管狹窄患者是有益的。此外，氫氣吸入有助于降低呼吸道炎癥水平，能夠有效改善環(huán)衛(wèi)工人咳嗽等呼吸系統(tǒng)癥狀。此外，使用富氫水盥洗對(duì)鼻炎也有一定的改善效果，其機(jī)制仍與氫氣選擇性地中和羥自由基和過(guò)氧亞硝基陰離子有關(guān)。
 

目前，多項(xiàng)研究證實(shí)，氫氣對(duì)急慢性肺損傷具有保護(hù)作用，但氫氣作用于肺損傷的具體機(jī)制，以及其作用是否存在組織特異性等問(wèn)題仍需進(jìn)一步闡明。此外，氫氣改善呼吸系統(tǒng)疾病的臨床研究數(shù)量仍然較少，因此將氫氣直接應(yīng)用于臨床改善仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
 

(5)氫氣在皮膚疾病改善中的作用：皮膚直接與外界環(huán)境接觸，具有保護(hù)、調(diào)節(jié)體溫和感受外界刺激等作用。作為人體的第一道屏障器官，皮膚保護(hù)人體免受外界感染，對(duì)人體抵御外界環(huán)境具有重要作用。
 

復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院皮膚科駱肖群教授報(bào)道，氫氣是一種新的、安全和有效的方法，可輔助改善由條件致病菌引起的慢性炎癥性皮膚潰瘍。患者最初出現(xiàn)5厘米×8厘米的潰瘍，局部病原體培養(yǎng)物顯示為互隔交鏈孢霉感染;患者采用富氫水局部濕敷改善一個(gè)月后，傷口顯微鏡檢查顯示真菌和細(xì)菌培養(yǎng)均為陰性，潰瘍?cè)谑軆?nèi)愈合。另一名患者出現(xiàn)由嗜水氣單胞菌感染而引起的潰瘍，駱教授給予患者每天兩次濕敷富氫水，每次兩小時(shí)，潰瘍?cè)谑軆?nèi)痊愈。(具體見(jiàn)“二氫療臨床實(shí)錄”中第34~35頁(yè)“病例1”及“病例2”)同時(shí)，氫氣對(duì)慢性皮膚疾病銀屑病也具有輔助改善作用。與對(duì)照組相比，患者接受8周氫水浴改善后，24.4%患者銀屑病區(qū)域嚴(yán)重程度指數(shù)評(píng)分有75%的改善，同時(shí)瘙癢程度也得到顯著改善。
 

此外，國(guó)內(nèi)學(xué)者發(fā)現(xiàn)氫氣對(duì)急性放射性皮炎有緩解作用。放射改善是目前惡性腫瘤的常用改善方法之一，但放療同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致一系列的副作用，例如放射性皮炎等，這些副作用對(duì)放療的進(jìn)一步實(shí)施以及患者的生活質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。放射性皮炎主要影響基底層細(xì)胞，而基底層細(xì)胞的輻射損傷主要由電離輻射產(chǎn)生的自由基和活性氧所致，導(dǎo)致其DNA受損，分裂減慢，因此接受放療劑量越高，受到的破壞越嚴(yán)重;同時(shí)皮膚接受高劑量的放療，則會(huì)引起脫屑、潰瘍及壞死，從而引起皮膚干燥、萎縮及纖維化等一系列副作用。由于氫氣具有較強(qiáng)的抗氧化效應(yīng)，能夠選擇性清除自由基·OH及ONOO，是否能夠緩解上述放療后產(chǎn)生的一系列反應(yīng)需要進(jìn)一步探究。研究者分別對(duì)大鼠進(jìn)行了體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)：首先對(duì)大鼠在照射前給予或不給予皮下富氫溶液注射，其次對(duì)大鼠頭頸部區(qū)域單次或分次進(jìn)行照射，結(jié)果顯示氫氣降低了皮炎的嚴(yán)重程度，加速了組織的恢復(fù)，并且降低了單劑量15Gy或20Gy輻照后大鼠體重減輕的程度;但對(duì)于更高劑量25Gy的輻照所造成的不良反應(yīng)沒(méi)有顯著效果。同時(shí)，在體外對(duì)人皮膚表皮的角質(zhì)形成細(xì)胞進(jìn)行輻射，然后進(jìn)行細(xì)胞活力、細(xì)胞凋亡以及生化檢測(cè)，結(jié)果顯示氫氣可以保護(hù)角質(zhì)形成細(xì)胞免受輻射誘導(dǎo)的電離損傷。
 

目前國(guó)內(nèi)外用于局部皮膚輻射防護(hù)的藥物較多，其中包括中藥類、激素類、巰基化合物類、抗生素、維生素、消毒劑等，但這些藥物共同的特點(diǎn)是副作用大、防護(hù)效價(jià)低、費(fèi)用高，而富氫溶液對(duì)人體基本無(wú)副作用，而且已經(jīng)被證實(shí)具有良好的輻射防護(hù)作用。因此，可將富氫溶液作為潛在的皮膚輻射防護(hù)劑。
 

(6)氫氣在腫瘤疾病改善中的作用：惡性腫瘤是全球主要死亡原因之一。盡管各種惡性腫瘤改善方法(如外科切除、局部消融改善、動(dòng)脈化療栓塞、放療、系統(tǒng)性化療等)發(fā)展迅速，但仍存在臨床療效欠佳、5年生存率低等問(wèn)題。隨著對(duì)氫氣研究的深入，其對(duì)包括惡性腫瘤在內(nèi)的多種疾病的改善作用日益受到重視。一項(xiàng)有關(guān)結(jié)直腸癌的臨床對(duì)照研究結(jié)果顯示，患者每天攝入1000mL的富氫水可以減輕肝損傷。在另一項(xiàng)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，周曉等人發(fā)現(xiàn)氫氣對(duì)人原代大腸腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)具有一定的抑制作用。研究者們收取30例大腸腺癌患者經(jīng)手術(shù)切除的腫瘤組織標(biāo)本，經(jīng)胰蛋白酶消化后進(jìn)行原代細(xì)胞培養(yǎng)，在加入氫氣培養(yǎng)后，細(xì)胞凋亡率升高，提示氫氣對(duì)腫瘤細(xì)胞的增殖具有抑制作用。雖然惡性腫瘤常無(wú)法治愈，但大量研究提示氫氣對(duì)多種惡性腫瘤具有潛在的預(yù)防、改善和緩解作用，氫氣不僅能促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡，聯(lián)合化療藥物5-氟尿嘧啶使用時(shí)更具有協(xié)同改善作用，也被證實(shí)可以緩解順鉑所致腎臟毒性而不影響其抗腫瘤效果。氫氣可以緩解肝癌患者放療不良反應(yīng)，在不影響放療效果的基礎(chǔ)上，提高腫瘤患者生活質(zhì)量。
 

氫氣的應(yīng)用為惡性腫瘤的改善提供了新的思路，氫氣與其他藥物的聯(lián)合使用可以改善患者的生存情況，提高患者的改善效果。在有關(guān)氫氣聯(lián)合改善的研究中，其抑制化療藥物或放療的毒性以及抑制腫瘤細(xì)胞的生存是兩個(gè)重要的研究方向，但詳細(xì)的分子機(jī)制并不清楚，這些或許會(huì)成為未來(lái)的研究重點(diǎn)。
 

(7)小結(jié)：氫氣被用于改善疾病的可能分子機(jī)制包括其選擇性抗氧化作用、調(diào)節(jié)基因表達(dá)及調(diào)節(jié)信號(hào)通路等，我們對(duì)這些作用機(jī)制進(jìn)行基因和蛋白水平的進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)了氫氣改善疾病的潛在靶向分子。此外，需明確氫氣改善疾病的確切機(jī)制，如氫氣如何清除羥自由基，如何參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活，如何減少炎癥等。需要確定氫氣在各種疾病模型中特定的療效濃度，以及最佳的應(yīng)用方案。除上述疾病外，氫氣對(duì)泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等具有一定的保護(hù)作用。
 

總之，氫療作為一種疾病改善手段，具有安全、有效和便利等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，對(duì)人體幾乎不存在毒性，因此氫醫(yī)學(xué)具有十分巨大的應(yīng)用潛力。