氫氣的醫學用途:關於人體安全性分析

醫谷 發佈 2022-07-03T06:19:08.096680+00:00

早在2007年,太田成男教授就在《⾃然醫學》上發表了論⽂,明確指出⽆論是細胞還是化學溶液情況下,氫⽓只和羥基⾃由基和亞硝酸陰離⼦毒性⾃由基發⽣反應,⽽不和過氧化氫和⼀氧化氮⾃由基發⽣反應,氫⽓中和毒性⾃由基的作⽤就是選擇性抗氧化。

有人將氫氣在醫學領域的應用,歸結為其三大特性,即安全性、滲透性強、選擇性抗氧化。

太田成男教授

近年來的研究也證實,氫氣可以很容易地穿過細胞膜,,也可以很容易地穿過血腦屏障(BBB)迅速地進入腦組織;早在2007年,太田成男教授(Dr.Shigeo Ohta,PhD,日本醫科大學老年病研究所首席教授)就在《⾃然醫學》上發表了論⽂,明確指出⽆論是細胞還是化學溶液情況下,氫⽓只和羥基⾃由基和亞硝酸陰離⼦毒性⾃由基發⽣反應,⽽不和過氧化氫和⼀氧化氮⾃由基發⽣反應,氫⽓中和毒性⾃由基的作⽤就是選擇性抗氧化。

關於氫氣在醫學方面的應用研究,特別是安全性方面的研究,我國在21世紀初就啟動了。

前人對氫氣安全性的研究

目前,有證可查最早的氫氣安全性方面的實驗,是1789年,由法國化學家拉瓦錫和塞奎因進行的。他們讓豚鼠在容器內唿吸氫、氮、氧三元混合氣,歷時8~10小時,未發現給機體帶來任何不利影響。

法國化學家拉瓦錫

1937年,英國生理學家小霍爾丹(其父約翰·斯科特·霍爾丹是牛津大學教授,因一戰期間為英軍研發出了防毒面具而聞名)採用將志願者暴露於11個大氣壓的環境中,唿吸氫氧混合氣,未發現明顯的生理變化;1941年,蘇聯航空先驅拉扎列夫(莫斯科鮑曼國立技術大學教授)重複了拉瓦錫的實驗,他將氫、氮、氧混合氣加壓到91個大氣壓,未發現小鼠的不良反應。

通過這些早期研究,初步證明了人和動物吸入氫氣是安全的。

我國對氫氣安全性的研究

我國從21世紀初開始了氫氣安全性方面的研究。2001年,肖衛兵教授、楊濤教授(海軍醫學研究所艦艇衛生研究室)發表了《氫氧潛水的生理學問題》。在該篇論文中,對氫氣對人體的安全性進行了比較全面的論證

氫氧潛水實驗示意圖

機體內環境

通過對血、尿和醫學檢查的結果分析,至少3MPa氫分壓對人不具有毒性。

唿吸系統

在450m深度下唿吸50%的氫、氦、氧,潛水員的舒適感、疲勞程度、工作效率如同在200m氦、氧環境一樣。

心臟功能

氫、氦、氧環境下,心功能和心肌電生理僅有輕微的改變。

神經系統

動物和人的實驗都證明,氫氣的麻醉作用只有氮氣的1/4。

氫氣保護神經系統的研究

氧化損傷對於嵴髓、大腦的傷害尤其嚴重。特別是大腦,雖然它的重量僅占全身的2%,但腦部的耗氧量占全身耗氧量的15%~20%,腦是高度耗氧器官,更易產生活性氧(ROS)。

1、腦組織含有大量的多不飽和脂肪酸,容易被氧化;

2、腦部的過氧化氫酶(catalase,CAT)、穀胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH—Px)、超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)等抗氧化酶水平較低,抗氧化能力低;

3、腦部神經元不具有分裂能力,修復能力低。

因此腦更易受到ROS的攻擊,出現氧化損害。

傳統的抗氧化劑主要有兩類,一類是小分子抗氧化劑,如維生素C、維生素E、GSH等;另一類是抗氧化酶類,如SOD、CAT、GSH.Px等。

但由於機體氧化一抗氧化系統的複雜性、低濃度ROS具有生理作用、外源性抗氧化劑對自由基清除作用的非特異性等原因,這些抗氧化劑在臨床上的應用效果並不令人滿意。

多項研究證實,氫氣具拮抗氧自由基的毒性作用,能夠減輕氧化損傷;同時,氫氣能夠很容易地穿過血腦屏障(BBB)迅速地進入腦組織,能起到更好的效果。

未來展望

近年來,國內外研究都證明,氫氣是一種全新的,安全的,潛在的有效方法,能減輕多種疾病和損傷,有可能顯著造福人類健康,尤其是在幫助人類應對老年非傳染性疾病方面,擁有極大潛力。

參考文獻

《氫氧潛水的生理學問題》

《氧氣對中樞神經系統的毒性及氫氣對其的拮抗作用研究進展》

來源:醫谷網

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