小分子的大力量

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1、小分子的大力量氢气医学和氢健康产作者：暂无来源：中国食品 2018年第24期氢气是自然界中最小的分子，无色无味、化学性质稳定。作为生命起源过程中原始大气的 主要成分，氢气一直被认为是生命演化的关键分子，许多细菌和某些低等动物含有氢化酶体， 可利用氢气提供能量，且人肠道内也存在着大量产氢细菌。这些现象和证据都提示，氢气在机 体内是应该发挥生物学作用的。但是十数年之前，氢气的生物学效应与人类健康之间的关系充 满着未知。直到2007年，日本科学家研究发现氢气可以通过选择性抗氧化作用治疗脑缺血再灌 注损伤，氢气医学开始走入人们的视野，经过全世界科研工作者的不懈努力，人们对于氢气的 认识已经逐渐深入。氢

2、气在多种疾病模型中均被证明具有良好的治疗效果，涉及的器官和疾病 有十余种。其作用机制和分子证据都得到广泛研究，抗氧化、抗炎、抗凋亡等生物学效应也被 证实。仅仅十年之间，氢气医学从无到有、从基础研究走向临床应用，如今使用氢产品已经成 为了人们日常生活中保健和治疗的绝佳选择。氢气应用的手段也在逐渐丰富，包括氢气的吸入、 氢水的饮用、医用含氢溶液的使用、氢水沐浴、氢食品以及氢化妆品等。氢气医学顺应了环境 和健康产业飞速发展的时代潮流，在世界范围内形成了蓬勃的氢健康产业。一、氢气的作用机制氢气是可以自由穿梭于体内的还原性气体。氢气穿透力强而且扩散速度快，可以通过单纯扩散的方式进入机体的任何部位，这是其

3、发 挥广泛生物学效应的物理基础；氢气作为一种具有还原性的小分子气体，能够与机体内的氧化 性物质发生反应，这是氢气治疗疾病的化学基础。2007 年，日本学者太田成男等在自然医学 杂志中提出了假说：氢气的作用基础是选择性中和羟基自由基，至今这都被公认为氢气治疗效 应的最合理解释。此外，关于氢气效应的基础也有各种不同的说法，例如，有学者提出氢气是 一种新的气体信号分子；也有观点认为氢气是一种酶活性调节剂。虽然氢气发挥生物学效应的 具体机制众说纷纭，但是其具有抗氧化、抗炎、抗凋亡、抗纤维化、抗辐射等效应已经在大量 的实验中得到验证。氢气的选择性抗氧化作用治疗疾病的基础。氢气可以与自由基发生中和反应，发

4、挥选 择性抗氧化的生物学效应。自由基是指含有未成对电子的原子、分子或原子团。正常情况下体 内的自由基并不会引发疾病，因为其产生和清除保持着动态平衡，此外，人体需要一定数量的 自由基参与正常的生命活动。但是当氧化反应增强或抗氧化能力受损时，动态平衡被打破，异 常增多的自由基会导致机体细胞的氧化损伤，即产生氧化应激。经过治疗的心梗患者与脑梗患者，都会经历病变器官缺血再灌注的过程。这个过程中会产 生大量的氧自由基，氢气能选择性中和具有强氧化性的OH、0N00-等自由基，从而减缓缺血再 灌注损伤进程的发展，降低机体的氧化应激水平，改善脏器缺血再灌注后的状态。氢气不仅可以直接与自由基发生中和反应，还可以

5、间接地作用于机体的抗氧化系统，例如 增加抗氧化酶的活性，保护机体免遭氧化应激带来的损伤。氢气通过直接或间接的途径发挥其 选择性抗氧化作用，清除体内有害的自由基继而减轻机体损伤，这是目前公认的氢气发挥治疗 作用的最主要形式。氢气的抗炎作用治疗范围广泛的原因。氢气可以抑制炎症反应并激活抗炎反应。炎症是多种疾病的共同病理生理过程，不论是突 如其来的急性感染，还是长期困扰着患者的自身免疫性疾病，人体都会经历炎症反应的过程。 炎症造成机体损伤的机制包括导致免疫系统的过度激活以及炎症因子的大量释放等。氢分子作 为一种无毒且高效的抗氧化剂，可以减少炎症因子生成并增加抗炎因子释放。研究发现，氢气 的抗炎作用除

6、了体现在抑制炎性细胞活性、减少炎性细胞外，还可以通过降低炎症反应中的重 要因子0N00 而减轻炎症反应。因此，氢气可以在多种疾病模型中发挥良好的治疗效果。氢气的抗凋亡作用保护细胞的重要途径。氢气可以保护细胞线粒体从而抑制细胞凋亡。 人体内的细胞可以发生自发的程序性死亡，称为细胞的凋亡。氢分子能够穿过细胞膜进入细胞 内，保护DNA和蛋白质不被自由基破坏，维持正常的线粒体功能，从而阻止细胞凋亡。研究发 现，氢气可以促进神经元轴突的再生和神经功能的恢复，改善脊髓损伤大鼠的运动功能。氢气 还能够对抗肾小管细胞的凋亡，保护肾脏功能。体外细胞实验的研究结果显示，使用富氢细胞 培养液培养施旺细胞，能有效减少

7、高糖诱导的氧化应激损伤和细胞凋亡。以上的研究结果都是氢气发挥抗凋亡作用保护人体细胞的体现。氢气的其他作用核领域与肿瘤领域的新钥匙。氢气是一种安全有效的辐射防护剂。研究表明，氢气可显著抑制电离辐射诱导的细胞凋亡，增加内源性抗氧化剂，缓解因辐射 引起的白细胞和血小板的耗竭。氢气在治疗肿瘤疾病方面的潜力也引起了医学界的广泛关注。研究显示，富氢水可抑制肿瘤生长和侵袭。氢气抗辐射与抗肿瘤作用本质上也认为是抗氧 化作用的结果。二、氢气在疾病治疗中的应用氢气医学发展近十年，从基础走向临床、从研究走向应用。大量的基础研究结果表明，氢 气可以通过抗氧化、抗炎、抗凋亡等作用对各种疾病和损伤都具有明显的治疗作用，氢

8、气的有 效性和安全性为临床研究提供了光明的前景。近年来关于氢气生物学效应的研究逐渐加深，关 于氢气生物学效应的研究论文已经超过千篇，其中包括了 50余篇临床医学论著，说明氢气医学 受到越来越多的肯定和关注。氢气凭借着其有效、安全、便利、充足的独特优势，给氢气医学 注入了十分巨大的应用潜力。氢气吸入氢气治疗的传统手段。氢气是小分子气体，最直接的使用方法是经呼吸道吸 入，通过肺泡的换气作用可迅速经血液循环到达机体各个部位。因此，氢气吸入作为一种疾病 治疗手段较早地出现在氢气医学领域。研究发现，吸入低浓度氢气能够改善脑、心脏、肺以及 肠道等脏器的缺血再灌注损伤。在临床上，长期卧床的病人常常会出现机械

9、通气肺损伤，主要 由呼吸机的使用引起，如果通气中给予低浓度的氢气可以有效减少这种损伤并且能够改善气体 交换。此外，吸入低浓度氢气还可以降低肿瘤化疗过程中的副作用，例如听力损失。目前，氢 气吸入不仅仅可以在医院内实现，家庭制氢仪也已经问世，人们可以足不出户进行日常保健或 者疾病治疗。氢水饮用日常保健的最佳方法。氢水饮用作为最便捷的给氢方式有其独特的优势，可 以在多种疾病模型中应用。目前在有关氢气的临床研究中，代谢性疾病占据着重要的位置。研 究发现，饮用富氢水可以改善糖尿病患者的糖耐量水平。在调节血脂方面，氢水可以降低总胆 固醇和血清载脂蛋白水平，提高高密度脂蛋白水平。此外，还有研究发现，饮用富氢

10、水可提高运动能力，减少血液中乳酸的增加，减轻肌肉疲 劳。饮用氢水的优势在于患者具有良好的依从性，人体每天至少需要饮用 1-2升水，将普通水 换成氢水不会增加患者的任何负担，此外，研究表明，氢气能以纳米气泡的形式存在于液体中， 纳米气泡的上升速度慢，可以长时间稳定地存在于富氢水中，大大提高了氢水的含氢量，并延 长氢水的保质期。氢水饮用有望成为疾病预防和治疗的有效手段。含氢溶液静脉与局部应用最广泛的临床应用。通过静脉或者局部使用富氢溶液是完全 可行与安全的。氢生理盐水静脉注射的方式已经在多种疾病模型中得到应用，包括急性胰腺炎 模型、失血性休克模型、急性听力损失模型等，并且显示出明显的治疗效果。目前

11、，含氢透析 液已经广泛应用于临床，富氢溶液可以有效降低透析过程中的氧化应激，改善患者的营养状况 并增加患者的蛋白水平，提高患者的生活水平，极大地改善了预后。三、氢气医学转化产品的应用在氢医学蓬勃发展的近十年，氢气产品层出不穷、种类繁多，按照氢分子应用于人体的途 径，可分为饮用氢水、吸氢气、氢水沐浴、氢食品以及氢化妆品等几大类别。富氢水是使用最 普遍、获取途径最方便、效果非常明显的氢产品。富氢水的生成方法目前基本有物理法、化学法和电化学分解法。物理化学法 水电解法、质子交换膜（SPE）电解水。水电解制氢是一种较为方便的方 法。是将 2 个相互接近的电极浸没在水中，在两电极间加一个直流电压，使水发

12、生电化学反应， 将 2 个氢原子和 1 个氧原子构成的水分子进行分解，在阴极通过还原产生氢气，阳极通过氧化 产生氧气，氢气生成量大约是氧气的两倍。质子交换膜，是一种极薄的电解质，对于质子具有渗透性，在水电解中只对氢离子有通透 性，可阻挡氧离子及其他离子的通过，做到氢氧分离，即利用电能，将水生成氢气和氧气的过 程。化学法金属与水反应。这种方法最常用的金属是镁。镁属于第二主族元素，与钠同周 期，故金属性比钠弱，与水反应生成物与纳与水反应相似， 条件比钠要求高。镁与热水（冷水）反应强烈（缓慢）生成氢氧化镁沉淀物并置换出氢气， 化学方程式为，Mg+2H20=Mg（0H）2+H2仁物理法流体动力式超声波

13、雾化器技术。使用流体动力式超声波雾化器，通过超声波发生器和雾化器将气体（氢气）和液体（纯净 水）雾化共振混合，该雾化效果不受液体粘度大小的影响，平均雾化粒径小于20um。该方法 可将水和氢气充分融合，过程中无化学反应及电解过程，可保证安全性及氢含量，但技术门槛 较高。四、国际氢健康产业发展现状日韩氢健康产业发展现状。环境和健康产业已经成为未来最具发展前景的产业。日本是最 早研究氢气医学的国家。在 2009年，日本市场上就出现第一款富氢水，日语称之为水素水，到 现在已经有 50 多个品牌 100 多款产品，在大型超市、药妆店、美容院、健身房以及网络等渠道 出售。据日本“健康产业新闻”的调研，20

14、16年日本的水素（氢）市场规模达 316亿日元，比 2015 年的 274亿日元增加了15%。水素水（罐装、袋装）在销售总额中占最大份额（34%）；其 次是水素生成器 -氢水机氢水杯（ 31%）；近年洗浴用水素产品（氢沐浴剂）出现很多，占 17% 再有就是水素胶囊，近两年急速发展，已达到 16%；气体水素（吸氢机）产品在 2016 年占的份 额不多，只有约 2%。韩国也是一个非常注重养生的国家，韩国的氢健康产业起步比较晚，但是在企业、学术机 构和用户的支持下，得到了快速的发展。目前除了氢水之外，韩国企业还衍生出了氢沐浴、氢 足疗、氢美容等多个相关产业，并且受到了皮肤类疾病患者的高度认可。美国氢

15、健康产业发展现状。近年来具有某种功效的瓶装水（如碱性水或电解质水）在美国 市场上取得了巨大成功，美国消费者对功能性饮用水需求非常旺盛。在这一背景下，许多美国 富氢水品牌的创始人在访问日本期间发现富氢水后将其引入美国，并对富氢水可以超越主打纯 度、来源的水品类充满信心。目前氢在美国经过FDA备案、GRAS认证，可以说从科学证据角度 考虑是安全性最高的物质。五、我国氢健康产业发展现状氢医学健康产业在我国是一个新兴的产业，2013 年以前，日本进口富氢水登陆中国，最高 零售价为一瓶300元人民币。但新兴事物在我国的发展也是十分迅速的，据估算，目前氢健康 产业的相关企业已不下百余家，主要涉及罐装（袋装

16、）富氢水、氢水杯、氢水机、氢呼吸机等。在我国，第二军医大学吴孟超、王红阳院士在国际上最早发表氢气治疗肝硬化的研究；第 二军医大学夏照帆院士在国际上率先提出氢复苏的概念；北京天坛医院神经外科学王忠诚院士 发表氢气治疗脑外伤的研究论文；广州医学院钟南山院士研究团队加入氢气医学研究领域，涉 及领域包括：氢水对肝硬化的治疗作用、氢气复苏的概念、氢气治疗脑外伤等。同时钟南山院士表示：“氢分子研究是一个新兴的领域，有较强的抗氧化作用。从动物实 验包括对皮肤病，或者说有人采用喝的含有氢的水，包括吸入的亲历者的经验方面，看起来是 有效果。能够产生消炎的作用。所以有这苗头，将来可能对于我们呼吸疾病的治疗起到一个

17、很 大的作用，所以我对它抱有很大的期待。氢分子主要针对慢性疾病，最基本的是抗氧化应激的 加强作用，不是单纯修复作用，有利于基体恢复，理念是对因治疗而不是对症治疗，比如肿瘤 学说是氧化应激加强，去除氧化应激，肿瘤也很难长。”除钟南山院士团队外，海军军医大学 孙学军团队、北京工业大学马雪梅团队、泰山医学院秦树存团队等也发表大量研究论文，为我 国氢分子生物医学的发展做出了重要贡献。全国著名心血管病专家、医学教育家胡大一教授对氢也有着自己的理解：“我们现在要提 倡管住嘴、迈开腿，零吸烟、多喝水。要喝好水。富氢源对消化功能调节、缓解疲劳的作用很好。日本、美国很多运动员用这个水来缓解疲劳。还有就是调节一些

18、代谢的功能。很多孩子从 小爱喝精糖高的甜饮料，甜饮料是健康的公害，因为它的生糖指数很高，使孩子们从小肥胖， 出现一些代谢指标异常，甚至甘油三酯增高，最终发生糖尿病，这是一个祸根。所以我们觉得 要更多地推动一些健康饮品。”广州暨南大学复大肿瘤医院院长、著名抗癌专家、中国“时代 楷模”徐克成教授近期也成立“徐克成关爱健康工作室”，让更多的患者能够方便地体验到氢 的医学作用。徐克成教授表示：“氢气是选择性地消除自由基的抗氧化还原剂，是大自然赐予人类的一个健康之宝！”伴 随着产业的蓬勃发展，其中炒作概念、以假乱真、以次充好、夸大宣传的现象频频出现，也使 得国内一部分消费者对富氢水失去了信心及兴趣。但同

19、时也有一些企业为我国氢健康产业的发 展做出了积极的贡献，比如，北京活力氢源饮品有限公司。北京活力氢源饮品有限公司拥有体 动力式超声波雾化器技术的知识产权，相应国家资质齐备。从2013年起率先将富氢水健康理念 引入中国，先后推出了富氢源、福氢品牌的袋装及罐装等多品类的富氢水。该公司因掌握纯物 理特殊技术及使用特殊包材，在检测中发现，该公司氢水中的氢气含量及稳定性、以及安全性 都处于世界领先水平。目前国内医学界所进行的氢分子领域对照及临床实验，大部分采用富氢源产品。富氢源支 持氢生物医学科研已达数十项，同三十余家合作院校及科研机构开展合作，同泰山医学院的联 合研究（代谢综合征）获得山东省科学技术进步奖，我国著名心血管病专家胡大一教授也是该 公司产品的代言人。同时北京活力氢源饮品有限公司也发起成立了“中国医疗保健国际交流促 进会氢分子生物医学分会”、“全国卫生产业企业管理协会氢医学健康产业分会”、“中国健 康促进基金会氢分子生物医学发展专项基金”，为我国氢健康产业在学术交流、行业交流、团 体标准制定、科研支持等方面做出了巨大的贡献。