氢气的医学用途：氢气的人体安全性分析

有人将氢气在医学领域的应用，归结为其三大特性，即安全性、渗透性强、选择性抗氧化。

太田成男教授

近年来的研究也证实，氢气可以很容易地穿过细胞膜,，也可以很容易地穿过血脑屏障(BBB)迅速地进入脑组织;早在2007年，太田成男教授(Dr.Shigeo Ohta,PhD，日本医科大学老年病研究所首席教授)就在《⾃然医学》上发表了论⽂，明确指出⽆论是细胞还是化学溶液情况下，氢⽓只和羟基⾃由基和亚硝酸阴离⼦毒性⾃由基发⽣反应，⽽不和过氧化氢和⼀氧化氮⾃由基发⽣反应，氢⽓中和毒性⾃由基的作⽤就是选择性抗氧化。

关于氢气在医学方面的应用研究，特别是安全性方面的研究，我国在21世纪初就启动了。

前人对氢气安全性的研究

目前，有证可查最早的氢气安全性方面的实验，是1789年，由法国化学家拉瓦锡和塞奎因进行的。他们让豚鼠在容器内呼吸氢、氮、氧三元混合气，历时8~10小时，未发现给机体带来任何不利影响。

法国化学家拉瓦锡

1937年，英国生理学家小霍尔丹(其父约翰·斯科特·霍尔丹是牛津大学教授，因一战期间为英军研发出了防毒面具而闻名)采用将志愿者暴露于11个大气压的环境中，呼吸氢氧混合气，未发现明显的生理变化;1941年，苏联航空先驱拉扎列夫(莫斯科鲍曼国立技术大学教授)重复了拉瓦锡的实验，他将氢、氮、氧混合气加压到91个大气压，未发现小鼠的不良反应。

通过这些早期研究，初步证明了人和动物吸入氢气是安全的。

我国对氢气安全性的研究

我国从21世纪初开始了氢气安全性方面的研究。2001年，肖卫兵教授、杨涛教授(海军医学研究所舰艇卫生研究室)发表了《氢氧潜水的生理学问题》。在该篇论文中，对氢气对人体的安全性进行了比较全面的论证

氢氧潜水实验示意图

机体内环境

通过对血、尿和医学检查的结果分析，至少3MPa氢分压对人不具有毒性。

呼吸系统

在450m深度下呼吸50%的氢、氦、氧，潜水员的舒适感、疲劳程度、工作效率如同在200m氦、氧环境一样。

心脏功能

氢、氦、氧环境下，心功能和心肌电生理仅有轻微的改变。

神经系统

动物和人的实验都证明，氢气的麻醉作用只有氮气的1/4。

氢气保护神经系统的研究

氧化损伤对于脊髓、大脑的伤害尤其严重。特别是大脑，虽然它的重量仅占全身的2%，但脑部的耗氧量占全身耗氧量的15%~20% ，脑是高度耗氧器官，更易产生活性氧(ROS)。

1、脑组织含有大量的多不饱和脂肪酸 ，容易被氧化;

2、脑部的过氧化氢酶(catalase，CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH—Px)、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase， SOD)等抗氧化酶水平较低 ，抗氧化能力低;

3、脑部神经元不具有分裂能力，修复能力低。

因此脑更易受到ROS的攻击 ，出现氧化损害。

传统的抗氧化剂主要有两类，一类是小分子抗氧化剂，如维生素C、维生素E、GSH等 ;另一类是抗氧化酶类 ，如 SOD、CAT、GSH.Px等。

但由于机体氧化一抗氧化系统的复杂性 、低浓度ROS具有生理作用 、外源性抗氧化剂对自由基清除作用的非特异性等原因 ，这些抗氧化剂在临床上的应用效果并不令人满意。

多项研究证实 ，氢气具拮抗氧自由基的毒性作用，能够减轻氧化损伤;同时，氢气能够很容易地穿过血脑屏障(BBB)迅速地进入脑组织，能起到更好的效果。

未来展望

近年来，国内外研究都证明，氢气是一种全新的，安全的，潜在的有效方法，能减轻多种疾病和损伤，有可能显著造福人类健康，尤其是在帮助人类应对老年非传染性疾病方面，拥有极大潜力。

参考文献

《氢氧潜水的生理学问题》

《氧气对中枢神经系统的毒性及氢气对其的拮抗作用研究进展》