提到氢氧医学，很多人率先想到的是抗氧化、抗炎症等作用机制，这要归功于全球医学研究者的早期研究与宣传。伴随十余年氢氧医学实验探索，前沿团队逐渐发现氢氧对免疫系统、各类信号通路、基因表达的作用。面对浩如烟海的氢氧医学研究成果，本文难以详叙，仅从几大方面介绍氢氧医学的作用，以供读者进行基础了解。

01 氢氧抗炎症

我们可以看到，几乎每篇氢氧医学研究论文都会提及氢氧医学抗炎症、抗氧化的作用。早在2001年，法国Ghaib等发现“吸入高浓度H2治愈了寄生虫引起的肝脏炎症，提示氢气具有抗炎症的特性”【1】；
国内的科学家同样关注到氢氧抗炎、抗氧化的作用，如“高浓度氢氧气对慢阻肺的保护作用”【2】介绍了吸入高浓度氢氧气体改善血液及肺组织的氧化应激和炎症，以改善肺功能的机制；
再如“氢氧混合吸入对肺叶切除患者术后肺功能的影响及机制”【3】中，患者吸入氢氧混合气体，降低了血液中TNF-α、IL-6、IL-10等炎症因子的浓度，同时也抑制了SOD（超氧化物歧化酶，氧化应激指标）

论文截图

在医学人士看来，几乎所有疾病都和炎症有关系，甚至全人类最头痛的【癌症】，也被认为是一种慢性非可控性炎症，也有观点认为癌症实际是一种经久不愈的炎症性伤口【4】。
在人们的观念里，炎症和“红肿、疼痛、发热”有关，但上述这些只是“急性炎症”的表象。除此以外，医学家更关注的，是造成人类长期亚健康甚至疾病的“慢性炎症”。
这里要说明的是，炎症本身是身体一种“中性”的反应，是人体抵御有害物质，例如细菌、病毒、寄生虫入侵时的防御机制，其特点是：当危机存在，身体出现炎症反应，一旦危机解除，炎症也会消失。但是“慢性炎症”状态下，人体会持续释放炎症因子，引起器官损伤，甚至引发例如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等慢性疾病，而这些慢性疾病正是造成人类死亡的主要原因。
令人遗憾的是，例如激素类药物、阿司匹林等常见的“消炎药”，一般对“急性炎症”比较有效。但“慢性炎症”是一个长期的过程，长期服药则必须考虑药物的副作用，所以医学界迫切寻求一种副作用小、并且能够有效抗炎的方法，所以当氢氧混合吸入在很多研究中表现出抗炎作用后，很多科学家都开始了这方面的研究。

02氢氧抗氧化应激

2007年，日本学者发现氢分子具有抗氧化性以来，大量科学家关注氢氧吸入在抗氧化应激方面的作用。在“吸入高浓度氢氧对脊髓损伤的保护作用 ”【5】的研究中，科学家发现脊髓神经元机械损伤模型，在吸入高浓度氢氧之后，氧化损伤减轻，其神经元状态明显改善；
在“氢氧吸入减轻草酸钙沉积及肾脏氧化应激水平”的研究中，研究团队观察到吸入氢氧可以减少草酸钙离子的形成，同时降低肾脏氧化应激损伤和炎症水平，因此氢氧吸入也被视作对抗肾结石的候选。

氢氧VS肾脏氧化应激论文截图

事实上，氧化作用和炎症反应一样，可以理解为相对“中性”的生化过程。不过，一旦活性氧水平过高，体内的蛋白质、核酸、脂肪酸都可能会受到过度的“氧化攻击”，导致生物分子结构被破坏，甚至功能丧失，严重的会对器官造成损伤，引起各类疾病，典型的如：缺血再灌注损伤、神经退行性疾病（老年痴呆、帕金森等）、糖尿病等。因此控制氧化应激也是对抗疾病的重要方法。

不过，抗氧化应激不等于完全消除体内正常的氧化作用，而是在维持正常氧化还原平衡的前提下，减少过度氧化带来的损伤。所以，尽管科学家发现维生素C等具备还原性的物质，可以起到“抗氧化”的效果，但这种“全面的”、“一网打尽”的抗氧化会干扰那些必要的氧化还原反应。而氢氧吸入过程中，氢分子具有独特的物理化学性质，具体而言，氢分子会中和活性强、毒性强的 （· OH），而对于正常信号调节的 · O2-不产生影响。
所以，氢分子可在不干扰氧化还原平衡的情况下，有效减少氧化损伤！而氢分子抗氧化的结果只是生成水分子，对人体不会造成副反应，所以很多科学家也将氢氧吸入视作“选择性”抗氧化的主要选择。
需要指出的是，氢分子抗氧化可以有效保护细胞线粒体，而线粒体是人体产生能量的场所，其重要性不言而喻。

03氢氧对基因表达、信号通路的作用

除了抗炎症、抗氧化外，氢氧对于部分基因表达的影响，也引起了医学界的兴趣。
在“高浓度氢氧对局灶性脑缺血再灌注损伤脑皮质神经细胞凋亡及相关蛋白表达的影响”【6】的研究中，科学家发现：高浓度氢氧吸入竟然可以上调“抑凋亡蛋白Bcl-2”的表达，下调“促凋亡蛋白Bax”的表达，相当于在打开抑制神经细胞凋亡的按钮的同时，关掉促进细胞凋亡的按钮，从而抑制神经细胞的凋亡。

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在“氢氧干预非小细胞肺癌”【7】的研究中，科学家发现：吸入高浓度氢氧，可以抑制非小细胞肺癌生长，其机制与抑制Ki-67、COX-2、VEGF的表达有关···
此外，氢气激活重要信号系统Keap1-Nrf2-ARE是细胞内氧化还原平衡的枢纽，这个系统感受到细胞氧化应激信号后可以启动基因表达，让细胞产生更多具有抗氧化作用的内源性抗氧化剂如谷胱甘肽和抗氧化酶如SOD等，是细胞建立更强大的氧化还原平衡能力。这个信号系统在代谢、应激反应等方面都具有重要功能，这是氢气发挥更多生物学效应的分子基础。氢气也会影响细胞自噬和凋亡的信号系统，对MAPKs, p53, Nrf2, NF -κB, p38 MAPK, mTOR等产生影响。

04氢氧激活免疫细胞

科学家发现，在吸入高浓度氢氧气之后，血液中免疫细胞数量会出现显著变化，这些引发了氢氧吸入提升免疫力的猜想：无论是NK细胞还是T细胞，都在氢氧环境下快速增加！【8，9】结果如下图所示：

05促进胶原蛋白分泌和干细胞活化

因为有些长期的氢氧吸入使用者，发现身体、尤其是肌肤的衰老有所减缓，甚至有向年轻状态转化的趋势。所以，也有科学家进行了这方面的研究，有部分科学家发表了氢分子促进胶原蛋白分泌的论文，但研究尚处于早期，研究过程比较简洁。
此外，还有科学家将研究了氢气对于创伤的作用。他们发现，氢气治疗后皮肤不同区域有多种胶原蛋白大量产生，特别是近端伤口，出现大量的Ⅲ型胶原蛋白。这说明皮肤可能在恢复年轻状态，这类似于胎儿期的无疤痕伤口愈合模式。Ⅲ型胶原蛋白也被称作“婴儿胶原”，是维持皮肤弹性的重要蛋白质，是肌肤健康年轻的关键。

目前，氢分子作用于干细胞的研究也有所发表，不仅发现氢分子延长骨髓细胞的寿命的情况【10】，也发现氢气可以在辐射状态下保护肝细胞【11】。这些研究对未来氢氧医学的发展，具有指导意义。

参考资料：

【1】Gharib et al. Anti-inflammatory properties of molecular hydrogen :investigation on parasite-induces liver inflammation.C R Acad Sci 3,2001,324（8）：719-724；

【2】Geng et al. Protective Effects of Hydrogen Inhalation on Rat Model of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 现代生物医学进展. 2015, 15(18):3401-3405；

【3】Niu et al.氢气対病人胸腔镜肺癌根治木后肺部并发症发生的影响. Effect of hydrogen on occurrence of pulmonary complications after thoracoscopic radical resection of lung cancer. Chin J Anesthesiol .2020

【4】Diakos CI et al,Cancer-related inflammation and treatment effectiveness,Lancet Oncol ,2014,15(11):e493-503

【5】Chen et al. 吸入高浓度H2对小鼠脊髓损伤的保护作用.Inhalation of Hydrogen of Different Concentrations Ameliorates Spinal Cord Injury in Mice by Protecting Spinal Cord Neurons from Apoptosis, Oxidative Injury and Mitochondrial Structure Damages. Cell Physiol Biochem. 2018;47(1):176-190

【6】Xia et al.高浓度氢气吸入对大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤脑皮质神经细胞凋亡及凋亡相关蛋白表达的影响. Effects of inhaling high concentrations hydrogen gas on neuronal apoptosis and the expression of apoptosis related proteins in the cortical region of rats with cerebral ischemia reperfusion injury. Guangdong Medical Journal. 2016,37(24):3645-3649

【7】Wang et al. 氢气干预抑制非小细胞肺癌生长的作用及其机制研究. Effect and mechanism of hydrogen suppressing non-small cell lung cancer.国际呼吸杂志. 2018 April;38(8):561-565

【8】Akagi J and Baba H. Hydrogen gas restores exhausted CD8+ T cells in patients with advanced colorectal cancer to improve prognosis. Oncol Rep, 2019

【9】Chen et al.“Real world survey” of hydrogen-controlled cancer: a follow-up report of 82 advanced cancer patients. Medical Gas Research, 2019

【10】 Kawasaki H, et al., Hydrogen gas treatment prolongs replicative lifespan of bone marrow multipotential stromal cells in vitro while preserving differentiation and paracrine potentials. BBRC 2010.

【11】Zhang J, et al., Hydrogen-rich water ameliorates total body irradiation-induced hematopoietic stem cell injury by reducing hydroxyl radical. Oxid Med Cell Longey 2017.