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氫分子：從惰性到神奇
——北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院 副院長(zhǎng) 馬雪梅
我們現(xiàn)在講的主要是水的衛(wèi)生、安全，那現(xiàn)在更關(guān)注的一個(gè)點(diǎn)就是水的健康的問(wèn)題，我今天主要跟大家分享一些我的工作。
氫分子，從惰性到神奇
氫分子，從惰性到神奇，一旦說(shuō)到神奇就有點(diǎn)飛起來(lái)的感覺，從氫氣來(lái)說(shuō)我們對(duì)他基本的感覺是什么，第一個(gè)來(lái)源于水，這個(gè)氣球飛起來(lái)說(shuō)明他很輕，無(wú)色無(wú)味，容易爆炸，這個(gè)是我們對(duì)氫氣的定義，那從這樣的一個(gè)元素周期表上來(lái)看，左上角就是氫分子，他是最輕的一個(gè)分子沒(méi)有比他再簡(jiǎn)單了，一個(gè)電子一個(gè)質(zhì)子。卻是我們這個(gè)地球上含量元素最多的一個(gè)部分，元素占了絕大的部分。
我們之前對(duì)于氫的了解認(rèn)為他在化學(xué)上有一定的還原性，所以說(shuō)那個(gè)還原性不是很強(qiáng)，但是在生物學(xué)在生理上我們認(rèn)為他是惰性氣體，他沒(méi)有功能，那他的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是在哪里。
在2007年在自然醫(yī)學(xué)由日本的教授發(fā)表了一篇文章，這篇文章是作為一個(gè)腦缺氫，在這種情況下如果要是呼吸2%氫氣的時(shí)候可以使整個(gè)腦部梗死面積發(fā)生很大的變化。根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，呼吸氫的這個(gè)地方死的面積大大的減小。這個(gè)令人震驚的結(jié)果發(fā)表出來(lái)，引起了很多人的一個(gè)重視，我們也是因?yàn)檫@篇文章然后開始這樣的一個(gè)領(lǐng)域，然后開始從事相關(guān)的一些領(lǐng)域的研究。他當(dāng)時(shí)的一個(gè)說(shuō)法就是說(shuō)，氫氣可以選擇性的清除自由基，我們體內(nèi)有很多的自由基，所以說(shuō)他認(rèn)為這種選擇性的清除是非常重要的一個(gè)方面。
那從2007年起，我們發(fā)展非常的迅速，我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域給予了比較多的支持，到2018年我們關(guān)于這個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金已經(jīng)近70項(xiàng)了，我們?cè)谌ツ甑臅r(shí)候也拿到了國(guó)家的重大項(xiàng)目大概是700萬(wàn)左右，資助的范圍是氫氣在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究，另外一個(gè)方面氫氣在植物在農(nóng)業(yè)，這個(gè)也是一個(gè)非常大的領(lǐng)域，他對(duì)農(nóng)業(yè)也有非常大的影響，另外和微生物之間的關(guān)系，現(xiàn)在發(fā)表的論文也超過(guò)了1000篇，所以有一些可能不了解的我們領(lǐng)域的人在說(shuō)，氫氣好象是沒(méi)有什么支持，除了這個(gè)文章之外就沒(méi)有其他的成果發(fā)表出來(lái)這個(gè)是不對(duì)的，至少在正式發(fā)表的科學(xué)期刊上發(fā)表的論文已經(jīng)是1000多篇，這個(gè)統(tǒng)計(jì)是在2017年的時(shí)候做的一個(gè)統(tǒng)計(jì)。中國(guó)的話也是，我們2014年在北京工業(yè)大學(xué)召開了一個(gè)中國(guó)醫(yī)促會(huì)，當(dāng)時(shí)是有200多人參加，今年的10月份我們會(huì)召開第五屆的年會(huì)，也是在北京工業(yè)大學(xué)召開，也歡迎大家如果有機(jī)會(huì)可以去進(jìn)行指導(dǎo)。這個(gè)是孫學(xué)軍教授，是我們學(xué)會(huì)的主任，然后在北京工業(yè)大學(xué)建立了北京氫分子研究中心，主要是從事氫分子醫(yī)學(xué)的工作。
氫分子和腦科學(xué)方面的進(jìn)展
今天我主要摘取幾個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)大家可能感興趣的方面來(lái)介紹，首先第一個(gè)講氫分子和腦科學(xué)方面的進(jìn)展，因?yàn)樽钤缱龅木褪顷P(guān)于腦梗這樣的一個(gè)模型。做完這個(gè)動(dòng)物之后他們進(jìn)行了一個(gè)人群的實(shí)驗(yàn)，那這是用50名腦梗的病人其中25名做氫氣治療，另外25名是作為對(duì)照吸入30%的氫，那這一結(jié)果通過(guò)核磁的結(jié)果和臨床的評(píng)分之后可以看出來(lái)，吸氫的組要好于沒(méi)有吸的，因?yàn)槟X梗病人在我們國(guó)家或者是在全球應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)非常大的人群，哪怕是一點(diǎn)點(diǎn)的來(lái)改善他的愈后的癥狀對(duì)于家庭和病人應(yīng)該說(shuō)都是一個(gè)非常好的這樣的結(jié)果，后來(lái)他也是做了更大的臨床的實(shí)驗(yàn)，大概是幾千人，現(xiàn)在這個(gè)結(jié)果還在整理當(dāng)中還沒(méi)有完成，據(jù)他個(gè)人講結(jié)果還是非常好的，這個(gè)是針對(duì)腦梗這個(gè)方面。另外這個(gè)是腦創(chuàng)傷，我們腦傷的病人也是非常多的，我們不管是機(jī)械的損傷車禍等等，一系列的變化之后都可以造成我們的腦有一個(gè)非常嚴(yán)重的損傷，左上角這個(gè)就是腦損傷之后沒(méi)有做氫氣的治療會(huì)有腦水腫，會(huì)有神經(jīng)的損傷，呼吸氫的組我們可以看出來(lái)，這個(gè)是許多呼吸的，這個(gè)是對(duì)照組，水腫是明顯的減輕，同時(shí)這個(gè)血腦屏障可以減輕，對(duì)于他的神經(jīng)功能，認(rèn)知反應(yīng)都有明顯的改善，具體的數(shù)據(jù)因?yàn)樘珜I(yè)了就不給大家再做介紹了。
氫分子和老年性的神經(jīng)系統(tǒng)慢性疾病
另外一就是我們老年性的神經(jīng)系統(tǒng)慢性疾病，比如說(shuō)帕金森，早老性癡呆等等，這些人群非常大，那這個(gè)我們可以看到我們是用小鼠的模型，當(dāng)給他喝氫水48周的時(shí)候就可以明顯的改善這種神經(jīng)配型的癥狀。
到目前為止關(guān)于帕金森，我們只能讓他不要再進(jìn)展，還沒(méi)有逆轉(zhuǎn)這樣的案例，而氫可以部分逆轉(zhuǎn)這種癥狀，說(shuō)明什么，就是神經(jīng)系統(tǒng)他損傷之后重新的恢復(fù)的過(guò)程，現(xiàn)在神經(jīng)損傷想讓他恢復(fù)非常非常難的，其他細(xì)胞還有這種可能性，但是神經(jīng)非常難，所以說(shuō)這種結(jié)果也是引起了非常大的震驚。
再一個(gè)就是高血壓，高血壓他里面會(huì)有很多問(wèn)題，那長(zhǎng)期飲用氫水之后會(huì)有一種自發(fā)性高血壓，在老鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭邪l(fā)現(xiàn)，那如果說(shuō)給老鼠喝一定的氫水之后再去誘發(fā)高血壓，他對(duì)血腦屏障損失是明顯的一個(gè)緩解。
剛才說(shuō)的腦?，F(xiàn)在腦出血是兩種，一種是血管堵死了，另外一種是血壓太高把血管沖破了，這個(gè)是兩種極端的情況，是常見的中老年疾病了，他對(duì)于這種自發(fā)高血壓導(dǎo)致腦損傷的保護(hù)作用應(yīng)該說(shuō)還是有非常強(qiáng)的應(yīng)用的陷井，因?yàn)檫@種血腦屏障受損和我們所說(shuō)的常見病，動(dòng)脈硬化常見病都是非常有關(guān)系的。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有喝氫水的出血點(diǎn)，然后有氫保護(hù)的血管是非常的平滑。這個(gè)是我們另外的一個(gè)工作，氫與腫瘤，腦膠質(zhì)瘤，就是這個(gè)復(fù)發(fā)率非常高，死亡率也會(huì)非常高的，一般不會(huì)超過(guò)三個(gè)月或者是半年，沒(méi)有加別的藥，僅僅是用氫氣的作用我們就可以看到腫瘤的大小會(huì)明顯的減少，當(dāng)然如果配合手術(shù)治療和藥物治療我們相信可能會(huì)取得更好的一個(gè)效果，現(xiàn)在相應(yīng)的一些結(jié)果還正在過(guò)程當(dāng)中。
氫分子與農(nóng)藥
農(nóng)藥現(xiàn)在非常嚴(yán)重了，像有機(jī)的農(nóng)藥在我們國(guó)家或者是在全球來(lái)說(shuō)都是農(nóng)藥里面應(yīng)用最廣的農(nóng)藥，這個(gè)農(nóng)藥的特點(diǎn)是什么，他可以穿過(guò)血腦屏障進(jìn)入大腦，進(jìn)入大腦意味著什么，就有可能造成神經(jīng)的損傷，而且他通過(guò)我們的皮膚就可以進(jìn)入到我們的血液，進(jìn)入到我們的身體，所以說(shuō)還是非常嚴(yán)重的一個(gè)問(wèn)題。比如說(shuō)在城市里面，樹木、草坪都要打藥的，在空氣當(dāng)中漂浮，我們會(huì)通過(guò)我們的呼吸，還有通過(guò)食品進(jìn)入到身體。我們做的一個(gè)就是用有機(jī)的農(nóng)藥叫做毒死蜱，對(duì)老鼠的神經(jīng)元染色進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)農(nóng)藥組神經(jīng)元的損傷還是比較明顯的，8周的時(shí)間我們給他喝氫水，對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)明顯，這說(shuō)明氫對(duì)于抑制有機(jī)的農(nóng)藥是有一定作用的。
氫分子和炎癥
首先我們談的是針對(duì)是急性的炎癥，氫的作用非常的明顯，比如說(shuō)家里有創(chuàng)傷或者是做了手術(shù)之后，你如果給他喝氫水對(duì)于傷口的愈合是非常有保護(hù)作用的。
另外一部分的炎癥叫做慢性炎癥，實(shí)際上是很多疾病病理的基礎(chǔ)，比如說(shuō)我們經(jīng)常說(shuō)的糖尿病、動(dòng)脈硬化、脂肪肝、肥胖等等，機(jī)理是慢性炎癥的機(jī)理。這個(gè)是我們說(shuō)的氫對(duì)于腦創(chuàng)傷急性損傷，他對(duì)于這個(gè)保護(hù)的作用。
皮瓣的移植過(guò)程當(dāng)中，會(huì)對(duì)炎癥細(xì)胞的作用會(huì)明顯的減輕，凡是放在一起的這個(gè)都是屬于皮瓣已經(jīng)存活了，他存活血管正好，那我們測(cè)他的血管明顯的看到還是有很大的改善，這個(gè)就是對(duì)于糖尿病這樣的一個(gè)影響，當(dāng)然這個(gè)做的量不是特別的大，只有8個(gè)樣本，那我們看一下前面的第一個(gè)，可以看到就是說(shuō)當(dāng)他喝氫水八周以后，血糖的濃度在這個(gè)之后，葡萄糖的濃度降下來(lái)了，但是胰島素的量升上去了，這個(gè)是很有意思的，因?yàn)樘悄虿∪宋覀冎蓝家蛞葝u素的，他本身是要通過(guò)外加胰島素然后來(lái)保證他控制血糖的，但是氫水喝了之后自身的胰島素會(huì)增強(qiáng)，這證明是胰島細(xì)胞的激活，這個(gè)也是給了大家非常多的想象空間，我們說(shuō)也可能是個(gè)例，我們不排除，但是這個(gè)是需要更大批量這樣的一個(gè)臨床的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)檫@個(gè)只有8例。
氫和動(dòng)脈硬化，泰山醫(yī)學(xué)院做的比較多，這種動(dòng)脈硬化減輕是非常明顯的，而且齊教授做了比較多人群的實(shí)驗(yàn)，包括從機(jī)理各個(gè)方面來(lái)進(jìn)行研究這個(gè)也是明確的，應(yīng)該說(shuō)對(duì)于代謝病動(dòng)脈硬化這個(gè)角度來(lái)說(shuō)其實(shí)作用是非常非常的明確。
關(guān)于氫和減肥的研究，在 2011年發(fā)表的文章顯示，，第一個(gè)肥胖小鼠的模型的體重降下來(lái)一點(diǎn)，他的脂肪，紅色的部分是肌肉，肌肉在氫水組并沒(méi)有減少，藍(lán)色的部分是內(nèi)部的脂肪，內(nèi)脂這個(gè)地方減少了，綠色的部分是皮下脂肪，那他如果能夠減少內(nèi)臟或者看不到在肌肉內(nèi)部的這些脂肪，那是對(duì)于減肥來(lái)說(shuō)也是一個(gè)重要的方面了。
關(guān)于氫氣和皮膚病的研究，韓國(guó)人做的比較多，主要是側(cè)重皮膚病的，他開了一個(gè)診所就是泡浴，他都至于了很多紅白藍(lán)創(chuàng)。氫氣應(yīng)該說(shuō)現(xiàn)在研究的就是我們能夠知道的這些組織器官醫(yī)生們都做了一遍，好象都有作用，這個(gè)也就給了我們一個(gè)非常大的難題，那用這種選擇性抗氧化直接去跟腔自由基的反應(yīng)已經(jīng)無(wú)法解釋氫氣如此多的功能性，所以現(xiàn)在氫氣醫(yī)學(xué)氫分子醫(yī)學(xué)領(lǐng)域我們說(shuō)是非常大的挑戰(zhàn)。
氫氣為什么會(huì)有作用？
第一個(gè)，氫是難容的，他能溶解嗎？我們跟氧氣做了比較，好象是很小，大概是1.83%這樣的一個(gè)溶解度，但是他的濃度大概是0.8毫摩爾，水中的氧氣是多少，是1.25毫摩爾，氫氣非常輕，他的分子小，一旦換算出分子數(shù)就多了，那這個(gè)毫摩爾是什么概念，就是我們很多的藥物實(shí)際上在我們體內(nèi)有效的濃度都是在這樣的數(shù)量級(jí)，所以說(shuō)這個(gè)毫摩爾級(jí)并不小，并不像我們想象中那么難容，氫氣在水中是不是馬上就跑了，那我們做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就是從800開始，那這個(gè)是半個(gè)小時(shí)，大概還剩下80%，兩個(gè)小時(shí)還剩下大概50%，就是說(shuō)他會(huì)在早期降低的比較快，當(dāng)然是高濃度的時(shí)候降的會(huì)等抖一些，一旦到飽和的時(shí)候他往下降并沒(méi)有降的那么快，你如果一打開他的濃度是最高的把他喝完這個(gè)效果當(dāng)然是最好的，這個(gè)是在氫水的存放。另外氫氣在我們身體里面存在嗎，就是說(shuō)我們不管是口服還是什么都是用動(dòng)物做的，比如說(shuō)我們血液肝臟腎臟和心血管這些東西都拿出來(lái)測(cè)了一遍發(fā)現(xiàn)都可以測(cè)到氫氣的存在，應(yīng)該說(shuō)肯定會(huì)抓到氫氣，在不同的組織當(dāng)中分布會(huì)有不同，你比如說(shuō)呼吸氫氣竟然在肌肉里面分布很多，我們國(guó)家隊(duì)的運(yùn)動(dòng)員也在做實(shí)驗(yàn)，看看對(duì)訓(xùn)練的影響有什么作用，這個(gè)工作還在做。這個(gè)是在體內(nèi)我們說(shuō)不同的時(shí)間點(diǎn)不同的濃度，你比如說(shuō)這個(gè)，我們說(shuō)口服可以在60分鐘30分鐘還能夠檢測(cè)到氫氣的存在，大概半個(gè)小時(shí)之內(nèi)體內(nèi)是有的，那呼吸呢，呼吸可能時(shí)間會(huì)持續(xù)的更長(zhǎng)一些。
第二個(gè)，我們自己身體產(chǎn)不產(chǎn)氫氣，可以明確的說(shuō)我們自己的身體是產(chǎn)的，氫氣有一些微生物會(huì)產(chǎn)生氫氣，在我們腸道里面有大量的微生物，實(shí)際上我們身體微生物的量比我們身體細(xì)胞的量還要多，那這些主要是集中在腸道，腸道的微生物他可以產(chǎn)生一定量的氫氣，這些氫氣最后會(huì)產(chǎn)生什么呢？就是大概有15%左右會(huì)通過(guò)我們的呼吸排出去，那肺的排氣量是和我們腸道產(chǎn)氣量是有沒(méi)有的，最早的時(shí)候是作為一個(gè)檢測(cè)的指標(biāo)，看看我們腸道菌群有沒(méi)有紊亂，還是把氫氣作為一個(gè)代謝氣。后來(lái)在1994年，在潛水里面氮?dú)膺^(guò)多會(huì)使人昏迷，后來(lái)用氫氣代替氮?dú)?，氫氣跟氧氣的混合用在潛水，?dāng)幾十個(gè)大氣壓氫氣的溶解度是大大提高，那在這種情況下并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)潛水員有明顯這樣的不適的感覺，因?yàn)榇蠹移毡檫€是認(rèn)為氫氣還是相對(duì)安全的，那他在這種高壓下能不能跟自由基能反應(yīng)，我們看到并沒(méi)有反應(yīng)，那氫氣既然不反應(yīng)他到身體里面可能就沒(méi)有這個(gè)功能，那就看他的代謝，后來(lái)有一個(gè)工作是檢測(cè)氫氣在體內(nèi)到底能不能夠參與代謝，這是用氫氣的同類素來(lái)檢測(cè)氫氣，發(fā)現(xiàn)半個(gè)小時(shí)一個(gè)小時(shí)之后氫氣會(huì)變成水，我們通過(guò)皮膚散發(fā)出去，這個(gè)力度已經(jīng)很高了，我們一般藥物的力度也是10%，是不錯(cuò)的，當(dāng)然氫氣為什么有生理功能，不好說(shuō)，這是在化學(xué)當(dāng)中最牛的一個(gè)雜志了，氫氣和水進(jìn)到水里面并不是以氫分子的方式來(lái)存在，而是和水發(fā)生了電荷的轉(zhuǎn)移，他既可以跟水里面的氧原子來(lái)作用帶上正電荷，就說(shuō)明氫比我們想象中要復(fù)雜，他的功能，他為什么起作用也是我們可能將來(lái)非常非常希望能夠了解的。所以說(shuō)作為氫分子來(lái)說(shuō)我們認(rèn)為他的特點(diǎn)是什么，第一個(gè)他安全，我們自己體內(nèi)就有這個(gè)物質(zhì)，第二個(gè)多余的氫是呼吸和其他的方式排出去的，第三個(gè)他太小了，他可以擴(kuò)散，進(jìn)入我們的腦進(jìn)入我們的細(xì)胞等等，我們說(shuō)有的部位他都沒(méi)有問(wèn)題。
第三個(gè)，血腦屏障，腦的藥是非常非常少，而氫氣對(duì)他來(lái)說(shuō)都不是問(wèn)題。這個(gè)是去年我去佛山參加我們氫分子會(huì)的時(shí)候大家提出來(lái)一個(gè)我覺得很好，氫生活氫產(chǎn)業(yè)和氫未來(lái)，這個(gè)是目前來(lái)說(shuō)在市場(chǎng)上的一些氫的產(chǎn)品，這個(gè)是洗浴的杯子還有各種各樣的護(hù)膝，不同的產(chǎn)品，應(yīng)該說(shuō)這個(gè)領(lǐng)域在快速的發(fā)展，當(dāng)然了缺乏比較成規(guī)模的企業(yè)，應(yīng)該說(shuō)也正在處在一個(gè)企業(yè)的整合或者是說(shuō)好的能夠出來(lái)，然后差的會(huì)被淘汰這樣的過(guò)程當(dāng)中。帶來(lái)了很多的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，一方面氫水，氫水已經(jīng)到澳大利亞歐洲都已經(jīng)賣過(guò)去了，還有氫水的機(jī)器等等，另外還有我們說(shuō)農(nóng)業(yè)的氫水也都在發(fā)展，包括一些分析的數(shù)據(jù)，所以說(shuō)我也是希望未來(lái)我們氫產(chǎn)業(yè)也好氫生活也好可以發(fā)展的更好，謝謝大家。
