第二军医大学学报2009年10月第30卷第10期htp://a. a1s7m7nu.cn Academic Journal of Second Military Medical University, Oct 2009. Vol 30, No ·1203 DOI:10.3724/SP.J.1008.2009.01203 综述· 氢分子医学研究进展 张威,蔡建美,康志敏,孙学军 第二军医大学海军医学系潜水医学教研室,上海200433 [摘要]过去人们对氢气的生物学效应认识存在误解。最近研究发现,氢气是一种良好的选择性抗氧化物质,对许多疾病具 有显著治疗作用,本文就相关研兖最新进展进行综迷,并对将来研究方向进行展望 关键词]氢;抗氧化剂;氢分子医学 [中图分类号]R348[文献标志码]A[文章编号]0258-879X(2009)10-120303 Medical application of hydrogen molecule: recent progress ZHANG Wei, CAl Jian-mei, KANG Zhi-min, SUN Xue-jun Department of Diving Medicine, Faculty of Naval Medicine, Second Military Medicial University, Shanghai 200433, China [ABSTRACT The biological role of hydrogen molecule has been misunderstood in some cases. Recent studies have indicate that hydrogen molecule is a promising selective antioxidant and has prominent therapeutic effects on many disorders. This paper reviews the recent progress on medical application of hydrogen molecule and proposes the possible research directions. [KEY WORDS hydrogen; antioxidant; medical hydrogen molecule [Acad J Sec Mil Med Univ, 2009, 30(10): 1203-1205] 氢是自然界最简单的元素,是无色、无嗅、无味、具有一虫感染引起的炎症反应,首次证明氢气具有抗炎作用,并提 定还原性的双原子气体。氢元素占宇宙物质组成的90%左出氢气与羟自由基直接反应是治疗炎症损伤的基础。但 右,可以说是宇宙最基本的化学元素。与氧和氮等类似,氢上述研究并没有引起广泛注意,主要原因可能是高压氢难以 的溶解度比较低,但氧可与血红蛋白结合,能够顺利通过呼作为一般临床治疗手段。2007年7月,有人在 Natural 吸被机体大量吸收,而氢和氮则不能被大量吸收,人们一直 Medicine报道动物呼吸2%的氢气就可有效清除自由基,显 没有重视氢在高等生物体内的作用。在辐射化学领域,曾有著改善脑缺血再灌注损伤,他们采用化学反应、细胞学等手 人证明在溶液中氢气可与羟自由基直接反应1,但这并没有段证明,氢气溶解在液体中可选择性中和羟自由基和亚硝酸 受到生物学家重视。在潜水医学领域,氢氧混合气潜水过程阴离子,而后两者是氧化损伤的最重要介质,目前体内尚未 存在呼吸数十个大气压高压氢的情况,因气体在液体中溶解找到内源性特异性清除途径。因此认为,氢气治疗脑缺血再 量随分压增加而增加,科学家曾试图证明高压情况下,氢气灌注损伤的基础是选择性抗氧化作用。该研究迅速引起 或许可与氧在溶解状态下反应,或与高活性自由基发生反广泛关注,并引起了研究氢气治疗疾病的热潮。随后,有 应,但并没有获得该反应存在的直接证据21。因此,过去 人又用肝和心肌缺血动物模型,证明呼吸2%的氢气可治疗 部分生物学家一直认为,氢气属于生理性惰性气体。最近的肝和心肌缺血再灌注损伤1。采用饮用饱和氢气水可治 研究发现,氢气不仅不是生理性惰性气体,而且是一种非常疗应激引起的神经损伤、人类2型糖尿病、小鼠基因缺陷慢 理想的抗氧化物质,并可能启动一个新的研究方向:氢分子性氧化应激损伤、化疗药顺铂引起的肾损伤和帕金森病 等16。呼吸2%的氢可治疗小肠移植引起的炎症损伤 对小肠缺血、心脏移植及肾缺血再灌注损伤同样具有保护作 1氢分子医学相关研究 用。我们的前期研究[18也证明呼吸2%的氢可治疗新生儿 早期有少数人认为,氢气在生物体内具有抗氧化作用,脑缺血缺氧损伤。上述研究表明,作为一种选择性抗氧化物 曾有人在 Science上发表论文证明,连续呼吸8个大气压质,氢对很多疾病具有治疗作用,具有十分广泛的应用前景, 97.5%氢气(2.5%氧)14d高压氢气可有效治疗动物皮肤也推翻了氢气属于生理性惰性气体的观点 恶性肿瘤,并认为是通过抗氧化作用实现的。2001年,法 呼吸一定浓度的氢可治疗脑缺血再灌注损伤,但是,通 国潜水医学家证明,呼吸8个大气压高压氢气可治疗肝血吸过呼吸的方法不仅在气体混合过程中存在爆炸的危险,而 [收稿日期]2009-0302 [接登日期]209-03-20 [作者简介]张威博土生,主治医师.E-mail:van_zhang@gsina..com 通讯作者( Corresponding author).Tel:021-81871141, E-mail: sunxjk@ hotmail第二军医大学学报 2009年 1O月第 3o卷第 1o期 http：／／w乞已1w．ajSWITFIU．cn AcademicJournalofSecondMilitaryMedicalUniversity，Oct．2009，Vo1．30，No．10 D0I：10．3724／SP．J．1008．2009．01203 氢分 子 医学研 究进 展 张 威 ，蔡 建 美 ，康 志敏 ，孙 学 军 第二 军 医 大学 海 军 医学 系潜 水 医学 教 研 室 ，上 海 200433 · 综 述 · [摘要] 过去人们对氢气的生物学效应认识存在误解。最近研 究发 现，氢 气是一种 良好 的选 择性抗 氧化 物质，对 许 多疾 病具 有 显 著 治 疗 作 用 ，本 文就 相 关 研 究 最新 进 展 进 行 综述 ，并 对 将 来 研 究 方 向进 行 展 望 。 [关键词] 氢；抗氧化剂 ；氢分子医学 [中图分类号] R 348 [文献标 志码] A [文章编号] 0258—879X(2009)10—1203—03 M edicalapplication ofhydrogen molecule：recentprogress ZHANG W ei，CAIJian—mei，KANG Zhi—min，SUN Xue-jun DepartmentofDivingM edicine，Faculty ofNavalM edicine，Second M ilitary M edicialUniversity，Shanghai200433，China ~ABSTRACT] Thebiologicalroleofhydrogenmoleculehasbeenmisunderstoodinsomecases．Recentstudieshaveindicated thathydrogenmoleculeisapromising selectiveantioxidantand hasprominenttherapeuticeffectson many disorders．Thispaper reviewstherecentprogressonm edicalapplication ofhydrogen moleculeand proposesthepossibleresearch directions． [KEYWORDS] hydrogen；antioxidant；medicalhydrogenmolecule [AcadJSecMilMedUniv，2009，30(10)：1203—1205] 氢是 自然界最 简单 的元素 ，是无 色、无 嗅 、无 味 、具有一 定 还 原 性 的 双 原 子 气 体 。氢 元 素 占 宇 宙 物 质 组 成 的 9O 左 右 ，可 以说 是宇宙最基 本 的化 学元 素。与氧和 氮等类似 ，氢 的溶解度 比较低 ，但 氧可 与血红 蛋 白结 合 ，能够 顺利 通过呼 吸 被 机 体 大 量 吸 收 ，而 氢 和 氮 则 不 能 被 大 量 吸 收 ，人 们 一 直 没有重视氢在高等生物体 内的作用 。在辐 射化学领域 ，曾有 人证明在溶液 中氢气可与羟 自由基直接 反应_】]，但这并没有 受到生物学家重视 。在潜水医学领域 ，氢氧混合 气潜水过程 存在呼吸数十个大气压高压氢 的情况 ，因气体在 液体 中溶解 量 随 分 压 增 加 而 增 加 ，科 学 家 曾 试 图 证 明 高 压 情 况 下 ，氢 气 或 许 可 与 氧 在 溶 解 状 态 下 反 应 ，或 与 高 活 性 自 由 基 发 生 反 应 ，但 并没有获得该 反应存 在 的直接证 据-zJ。因此 ，过去大 部 分 生 物 学 家 一 直 认 为 ，氢 气 属 于 生 理 性 惰 性 气 体 。最 近 的 研 究 发 现 ，氢 气 不 仅 不 是 生 理 性 惰 性 气 体 ，而 且 是 一 种 非 常 理想 的抗氧化物质 ，并 可能启 动一 个新 的研究方 向 ：氢分 子 医学 。 1 氢 分 子 医学 相 关 研 究 早期有 少数 人认 为，氢 气在 生物体 内具有 抗氧化 作用 ， 曾有人在 Science上 发 表论 文 证 明，连续 呼 吸 8个 大 气 压 97．5 氢气 (2．5 氧 )14d，高 压 氢 气 可 有 效 治 疗 动 物 皮 肤 恶 性肿 瘤 ，并 认 为 是 通 过 抗 氧 化 作 用 实 现 的 l3]。 2001年 ，法 国 潜水 医学 家证 明 ，呼 吸 8个 大 气 压 高 压 氢 气 可 治 疗 肝 血 吸 虫感染 引起 的炎症 反应 ，首 次证 明氢 气具有 抗炎作用 ，并 提 出氢 气 与 羟 自 由基 直 接 反 应 是 治 疗 炎 症 损 伤 的 基 础 。但 上 述 研 究 并 没有 引起 广 泛 注 意 ，主 要 原 因 可 能 是 高 压 氢 难 以 作 为一 般 临 床 治 疗 手 段 。2007年 7月，有 人 在 Natural Medicine报道动物呼 吸 2 的氢 气就可 有效清 除 自由基 ，显 著 改善 脑 缺 血 再 灌 注 损 伤 ，他 们 采 用 化 学 反 应 、细 胞 学 等 手 段证 明 ，氢气溶解在液体 中可选择性 中和羟 自由基 和亚硝酸 阴离子 ，而后两 者是 氧化损 伤 的最重 要介质 ，目前体 内尚未 找 到内源性 特异性 清除途径 。因此认为 ，氢气治疗 脑缺血再 灌 注 损 伤 的 基 础 是 选 择 性 抗 氧 化 作 用 ]。该 研 究 迅 速 引 起 广 泛关 注 ]，并 引起 了研 究氢气治疗疾 病的热潮 。随后 ，有 人 又用 肝 和 心 肌 缺 血 动 物 模 型 ，证 明 呼 吸 2 的 氢 气 可 治 疗 肝 和 心 肌 缺 血 再 灌 注 损 伤 [9lo3。采 用 饮 用 饱 和 氢 气 水 可 治 疗 应激 引起 的神经损 伤 、人 类 2型糖 尿病 、小 鼠基 因缺陷慢 性氧化应 激 损 伤、化 疗 药 顺 铂 引 起 的 肾损 伤 和 帕 金 森 病 等Fll-16]。呼吸 2 的氢可治疗小肠移植 引起的炎症损 伤 ， 对小肠缺血 、心脏移植及 肾缺 血再 灌注损伤 同样具有保护作 用 。我们 的前期 研究 。也证 明呼吸 2 的氢可 治疗新 生儿 脑缺血缺氧损伤 。上述研究表 明，作为一种选 择性抗氧化物 质 ，氢对很多疾病具有治疗作用 ，具 有十分广 泛的应用前景 ， 也推翻 了氢气属 于生 理性惰性 气体 的观点。 呼吸一定浓度 的 氢可治疗 脑缺 血再 灌注损 伤 ，但是 ，通 过呼吸 的方法不仅在气体混合 过程 中存在爆 炸的危险 ，而且 [收稿 日期] 2009—03—02 [接受 日期] 2009—03～20 [作者简 介] 张 威 ，博士生 ，主治医师．Email：van—zhang@sina．tom 通 讯 作者 (Correspondingauthor)．Tel：02181871141，E mail：sunxjk@ hotmail．eom