张翠连 肖文良 张红颖

    ·综述与讲座·

    氢气作为治疗用医学气体的最新研究

    张翠连 肖文良 张红颖

    氢分子；抗氧化；氧化应激

    氢是最轻、最丰富的化学元素，通过核聚变产生氦为太阳提供能量来源。Ohsawa等[1]发现，氢能选择性的中和羟基，具有抗氧化、抗凋亡作用，可以保护大脑免遭缺血再灌注损伤和中风。氢气能发挥清道夫作用，选择性的减少活性氧种类，发挥有效的细胞保护作用。本综述概述氢在人体中的生理作用以及其作为治疗应用的可行性和可能机制。

    1 氢气的化学性质和工业应用

    氢气是一种无色、无嗅、无味、非金属且极度易燃的双原子气体，其分子式H2。1671年，Robert最先用稀盐酸和铁反应，人为的生产出氢气。游离的氢在地球上含量相对稀少，尽管宇宙众元素中将近75%为氢，但作为地球大气的组成，其含量不足百万分之一。氢气在加热或是存在催化剂的情况下极易与氧或其它氧化剂反应。1937年，“兴登堡”号飞艇爆炸证明了氢的反应活性。氢气应用的安全性已经被证实，氢气在空气和纯氧中的安全浓度分别是<4.6%和<4.1%体积分数。

    目前，氢的两个最大的用途是生产肥料和加工为化石燃料。氨通过氢和氮的聚合反应产生，并成为地球上有机物营养需求的肥料前体。氢还可以被用做能量载体，将化学能量转变为机械能。

    2 氢分子在人体中的生理作用

    人体细胞不能产生内源性的氢，而大肠中的厌氧微生物却可以通过氢化酶降解碳水化合物产生每天多于12 L的氢气[2]。一旦进入循环，氢气只能通过肺排出体外。因此，通过氢气呼气测试用以反映胃肠道蠕动、评价小肠细菌的繁殖[3]。

    氢气在人体内有三条清除途径：排气、经全身循环后由呼吸排出和肠道细菌的代谢。肠道微生物代谢氢途径：氢气的硫化、转换氢气为甲烷或是用氢气产生醋酸盐。最新研究显示，氢气在人体可能发挥着信号传导调节剂的作用，甚至被称为“第四个气体信号分子”[4]。

    3 氢气用作治疗的可能机制

    氢气的组织和细胞保护作用机制中，其选择性抗氧化的作用最为突出。氢选择性的减少羟基和过氧亚硝基，后两者有非常强的氧化作用，导致DNA断裂，脂类的过氧化和蛋白质失活。其中，氢气中和羟基的作用更强。氢气细胞保护作用的另一个机制可能是其增加了抗氧化酶类；再次，氢气通过抑制细胞凋亡蛋白酶-3的活性发挥其抗凋亡特性[5]；最后，氢通过下调前炎性因子，使炎性组织损伤诱发的氧化应激被抑制[6]。

    4 氢气治疗的优点 ......