2024-07-26
氢气是自然界已知的最小的分子,一般以气体状态存在,氢气因为分子量小所以比空气轻,可以充成氢气球作为运载和飞行工具,氢气运动速度快,穿透力强,高温高压下可以穿透十几厘米的钢板。氢气在生活中的应用非常广泛
氢气是自然界已知的最小的分子,一般以气体状态存在,氢气因为分子量小所以比空气轻,可以充成氢气球作为运载和飞行工具,氢气运动速度快,穿透力强,高温高压下可以穿透十几厘米的钢板。
氢气在生活中的应用非常广泛,在化工、军事、能源中均有不可替代的作用。
在潜水领域中,潜水员可以呼吸高压力的氢气来对抗水对身体的压迫,氢气在潜水领域研究和应用已经80多年,它是一种安全的潜水使用气体,目前还没有发现对人体的不利作用。
随着对氢气应用认知的深入,氢气在医疗健康领域和农业领域的应用不断拓展,在医学、农业、畜牧业等领域有大应用实例,有非常好的应用前景。
2007年,日本科学家太田成男教授在国际权威杂志《Nature Medicine》发表文章,证明2%浓度的氢气吸入可以治疗脑中风,开启了氢气医学研究的新篇。
随着氢医学的研究深入和推广普及,越来越多的养生人士开始利用氢气来为健康搬家护航,目前氢分子的摄入途径主要有:氢气吸入、饮用富氢水、注射富氢盐水、眼部滴入富氢液、富氢水沐浴、口服产氢药物或氢诱导剂等方式进入机体,弥散到各内脏器官。国内外研究证明这些摄入方式在多种疾病的动物模型实验中都已观察到其治疗效果。
1、氢气吸入
氢气可以在通风环境下以安全的浓度(4%以下或75%以上)使用,借助氢气浓度监测仪,可以较容易地控制氢气的浓度。目前可利用电解水生成氢气装置(就是市面上的家用制氢机),通过面罩或鼻导管为患者提供氢气。
市面上销售的每分钟产气量为300毫升的氢气机,吸入人体的氢气浓度约为2%;每分钟产气量为600毫升的氢气机,吸入人体的氢气浓度约为4%;
市面上也有1000和2000流量的制氢器,不过氢医学专家康志敏教授建议,为了安全起见,吸入人体氢气的流量不要高于300ml/分;康教授表示像一千两千流量的这种机器一般是偏治疗型的,一定要有专业医疗团队做安全保障支撑,否者不要使用这种大流量制氢机,作为日常保健300ml流量的就已经足够。
2007年日本医科大学报道了对脑血栓大鼠施用浓度为2%的氢气干预,发现脑缺血损伤的体积显著减少。他们还报道了用2%浓度的氢气治疗大鼠心肌缺血的实验,结果显示氢分子降低了缺血性心脏病的发生率。
在肺的缺血再灌注损伤、失血性休克和高氧肺损伤等疾病动物模型实验中也都可以看到氢气治疗的有效性。
2008年,美国匹兹堡大学医学中心给小鼠用面罩吸入2%浓度的氢气,发现该做法可减缓移植物诱导的炎症介质白细胞介素(interleukin,1L)-1β、1L-6和肿瘤坏死因子 (tumor necrosis factorTNF)-a的上调,显著降低脂质过氧化及中性粒细胞募集。
2019年,日本千叶大学医学院研究了大鼠持续吸入3%浓度的氢气后体内氢气的分布情况,发现氢气可以快速且自由地扩散到各脏器中,5分钟左右在大鼠肝和脑中的浓度达到峰值。
图片来源:《氢分子疗法》书籍第6页
2、饮用富氢水
富氢水制备方便且安全性高,便于推广普及和临床应用。
目前常用的制备方法有以下4种:
① 电解法:通过电解水,同时产生氢气与氧气,通常氢气在水中的饱和浓度大约为1.6毫克/升。
② 镁滤芯制氢:在滤芯中加入金属镁,当水流过滤芯时,经置换反应产生氢气。不过,随着使用次数增加,滤芯被氧化,其制氢能力会下降。
③ 氢棒制氢:基本原理同镁滤芯制氢,使氢棒(含金属镁)与水在密闭容器中反应,氢棒周围产生氢气,但多次使用会因镁被氧化而使效果下降。
④ 高压溶解法:使用高压和特殊工艺将高浓度的氢气溶解在水中并密封保存,高压下氢气在水中的浓度可达3毫克/升以上。
与其他给氢模式相比,饮用富氢水可显著增加胃肠道系统局部的氢气浓度,可能更适用于胃肠道疾病的相关研究。
2009年美国波士顿福赛斯研究所报道,给患有炎症性肠病的小鼠饮用富氢水,其肠道炎症得到明显改善。
2009年日本九州大学报道,通过让小鼠饮用富氢水成功地减轻了药物诱发的帕金森病的症状。
2010年美国匹兹堡大学报道,让肾脏移植后的小鼠每天饮用富氢水,可保持其肾功能并预防慢性排斥反应的发生。
2012年日本冈山大学发现,在非酒精性脂肪性肝炎-肝细胞癌小鼠模型中,饮用富氢水可降低肝癌的发生概率。
另外还有研究表明,饮用富氢水对缓解大鼠牙周组织衰老也有一定的帮助作用。
3、注射富氢盐水
富氢盐水的制备方法与制备富氢水的方法相似。
富氢盐水中的氢浓度一般低于口服富氢水,为1毫克/升左右。与口服富氢水相比,注射富氢盐水更易控制氢气的浓度,同样成本低,方便且安全。可以将溶解有氢气的等渗盐溶液用于静脉或腹腔注射,将氢气送体内。
2009年我国海军军医大学报道,腹腔注射富氢盐水对脑缺氧的新生大鼠具有神经保护作用。
2015年我国潍坊医科大学发现,腹腔注射富氢盐水可降低血清丙二醇水平及骨骼肌内诱导型一氧化氮合成酶表达水平,并提高内皮型一氧化氮合成酶表达水平,提示富氢盐水对受损伤的骨骼肌具有保护作用。
2016年我国哈尔滨医科大学发现,在多柔比星诱导的心肌病大鼠模型中,腹腔注射富氢盐水可改善心功能并减轻心肌组织炎症细胞浸润及心肌细胞局灶性肌溶解,提高大鼠生存率。
2018年日本爱媛大学发现,给听力损失模型沙鼠静脉注射5毫升富氢盐水,可减少沙鼠耳蜗损伤并使其听力部分恢复。
4、眼部滴入富氢液
眼科有很多疾病与氧化损伤和炎症相关,氢分子的选择性抗氧化和抗炎症作用使其成为很多疾病可能的治疗选择。
2010年,日本医科大学发现富氢滴眼液对视网膜动脉阻塞-再灌注大鼠模型中的视网膜组具有保护作用;
2011年,日本千叶大学发现富氢滴眼液对于角膜碱烧伤有治疗作用;
2016年,日本医科大学尝试在白兔角膜手术过程中使用富氢冲洗液,发现该方法具有显著的预防角膜内皮氧化应激的作用。
2019年,日本学者首次将富氢液引人白内障手术临床试验。日本医科大学报道了此方法的临床应用效果,结果提示提示冲洗液中的氢分子在抑制由超声乳化引起的角膜内皮损伤方面有显著作用,该结果与白兔模型的试验结果非常吻合。
5、富氢水沐浴
沐浴装置一般采用电解水方式制得氢水。
2013年韩国延世大学首次研究了富氢水沐浴对皮肤光损伤的影响。
无毛小鼠接受累计照射剂量为每平方厘米360~540毫焦耳的紫外线照射后会出现皮肤损伤,给这些光损伤的小鼠进行富氢水沐浴,每天2次, 每次50分钟。
结果发现,富氢水可改善小鼠的皮损情况,降低炎性细胞因子水平,减少皮肤扫描电镜下的皮肤角质形成细胞缺陷和超微结构改变。
2011年美国匹兹堡大学在大鼠实验中发现,用富氢保存液对供体小肠进行低温浸泡,可显著减少移植后小肠的缺血再灌注损伤。
另外在啮齿类动物心脏移植研究中发现用低温富氢器官保存液保存供体心脏,可有效改善移植后缺血再灌注导致的心肌损伤。
2019年日本熊本大学发现,富含氢的器官保存液可降低大鼠移植肝的氧化应激损伤及肝细胞凋亡,能延长移植物保存时间,改善移植物功能。
2017年日本名古屋大学发现,在大鼠肺缺血期间灌注富氢盐水溶液至左胸腔,可使肺功能显著提升,而促炎因子水平显著降低。
6、口服产氢药物或氢诱导剂
口服产氢药物或氢诱导剂氢化珊瑚钙是采用固态氢化技术生产的一种负氢离子粉末,遇水后会缓慢释放出氢。负氢离子粉末是一种强还原剂,有明显的抗氧化作用。
2010年日本宫崎大学发现,给小鼠喂食氢化珊瑚钙可以增强小鼠大脑海马内源性抗氧化能力。
2016年,我国西安交通大学的生命科学与技术学院通过建立小鼠衰老模型,连续30天使小鼠口服氢化珊瑚钙,发现其能够提高小鼠组织抗氧化能力。
但氢化珊瑚钙用于人体的安全性数据缺乏,有待临床试验进步验证。
乳果糖是一种有效的氢诱导剂,可促进结肠菌群的消化和糖酵解,进而显著增加肠道内氢的产生量。
2013年我国海军军医大学长海医院报道,通过口服乳果糖可以减轻大鼠的脑缺血再灌注损伤,缓解由右旋糖酐硫酸钠诱发的小鼠结肠炎。
2015年我国浙江大学绍兴医院发现,口服乳果糖可以促进肝切除后大鼠肝脏的再生。
这些可能都是通过增加内源性氢气的产生量发挥作用。