氢分子机制学习笔记之三

啮齿动物和人类体内携带氢酶的肠道细菌产生氢气。我们人类在肠道中最多能制造12升氢。从富氢水或氢气进入体内的氢量远低于肠道细菌产生的氢量，但外源性摄入的氢具有显著的效果。

活性氧或自由基被认为会对生物大分子造成广泛的氧化损伤，从而导致各种疾病和衰老。活性氧的理想清除剂应该是“活性氢”在电解水的过程中，在阴极附近的还原水中可以产生活性氢。还原水具有高pH值、低溶解氧（DO）、极高溶解分子氢（DH）和极负氧化还原电位（RP）值。强电解还原水，以及抗坏血酸、（+）-儿茶素和单宁酸，完全清除了磷酸钠缓冲液（pH 7.0）中次黄嘌呤氧化酶（HX-XOD）系统产生的O-2。还原水的超氧化物歧化酶（SOD）样活性在4℃下稳定超过一个月，即使在中和、反复冷冻和熔化、超声波放气、剧烈混合、煮沸、反复过滤或密闭高压灭菌后，但在有效吸附活性原子氢的三氧化钨存在下，通过打开高压釜或通过关闭高压釜而损失。与还原水一样，充有氢气的水表现出低DO、极高DH和极低RP值，但它没有SOD样活性。这些结果表明，还原水的SOD样活性不是由于溶解的分子氢，而是由于溶解的原子氢（活性氢）。虽然SOD在添加到HX-XOD系统中时积累了H2O2，但减少的水减少了XOD产生的H2O2的量。还原水以及过氧化氢酶和抗坏血酸可以直接清除H2O2。还原水以剂量依赖的方式抑制由Cu（II）催化的抗坏血酶氧化产生的DNA b活性氧物种的单链断裂，这表明还原水不仅可以清除O2-和H2O2，还可以清除1O2和.OH。

还原水对四氧嘧啶诱导的胰腺β细胞损伤的保护机制：对活性氧的清除作用

活性氧对生物大分子造成不可逆的损害，导致许多疾病。还原水，如富含氢的电解还原水和天然还原水，如日本的Hita Tenryosui水和德国的Nordenau水，可改善各种疾病，可保护仓鼠胰腺β细胞系HIT-T15免受四氧嘧啶诱导的细胞损伤。四氧嘧啶是一种致糖尿病化合物，用于在动物中诱导1型糖尿病。其糖尿病效应通过产生活性氧来发挥。四氧嘧啶处理的HIT-T15细胞表现出活力降低、细胞内活性氧水平升高、细胞内游离Ca（2+）浓度升高、DNA断裂、细胞内ATP水平降低和葡萄糖刺激的胰岛素释放降低。还原水完全阻止了四氧嘧啶诱导的活性氧的生成，细胞内Ca（2+）浓度的增加，细胞内ATP水平的降低，以及葡萄糖刺激的胰岛素释放的降低，并强烈阻断了DNA断裂，部分抑制了四氧嗪处理的细胞活力的降低。还原水使细胞内ATP水平和葡萄糖刺激的胰岛素分泌分别增加2-3.5倍和2-4倍，这表明还原水增强了β细胞的葡萄糖敏感性和葡萄糖反应。还原水的保护活性在4℃下稳定超过一个月，但因高压灭菌而丧失。这些结果表明，还原水通过阻止四氧嘧啶衍生的活性氧生成，保护胰腺β细胞免受四氧嘧啶诱导的细胞损伤。还原水可用于预防四氧嘧啶诱导的1型糖尿病。

在对高压氢进行了少量研究之后，已经报道了电解碱性水的影响。并提出活性氢可以清除活性氧。虽然原子氢不太可能在我们的身体中存在很长一段时间，但分子氢确实存在于电解水中，并且此后已经报道了电解水的影响。还原水对四氧嘧啶诱导的胰腺β细胞损伤的保护机制：对活性氧的清除作用，在电解碱性水中分子氢而非碱性能发挥治疗作用。

2007年《自然医学》的论文激发了人们对氢研究的兴趣。截至2015年6月MEDLINE数据库中的321篇原始文章，这些文章展示了分子氢对疾病模型、人类疾病、治疗相关病理学和植物病理生理条件的影响。大多数研究在日本、中国和美国进行，自2010年以来，中国占主导地位。大约四分之三的文章显示了对小鼠和大鼠的影响，但人体研究的数量每年都在增加（2008年至2009年各1篇；2010年2篇；2011年3篇；2012年5篇；2013年9篇；2014年6篇；2015年6篇）。此外，有13篇文章报道了氢对植物的影响，这表明氢对不限于哺乳动物的各种物种有广泛的影响。分子氢对植物的影响可能需要应用氢来提高农业产量。富含氢的盐水几乎只在中国使用，在其他地区占主导地位。氢化盐水通过腹腔注射或滴注给药。氢水主要是随意提供的。氢气通常通过吸入1-4%的氢气产生，低于爆炸水平（4%）。有一份报告，其中氢气被腹腔注射。

在各种给氢途径中，最佳方法仍不确定。这在一定程度上是因为只有少数报告讨论了不同给药方法的效果差异。之前的研究表明，饮用氢气，而不是持续接触氢气，可以防止大鼠患上6-羟基多巴胺诱发的帕金森病。持续暴露于氢气和随意口服氢水以不同方式调节小鼠的信号通路和基因表达。氢反应基因分为四组：对氢气有良好反应的基因、对氢气和水都有反应的基因，以及只对气体和水同时给予反应的基因。由于氢气和水将啮齿类动物体内的氢浓度增加到相似水平，暴露于高浓度氢的器官、氢浓度的上升时间和/或氢浓度曲线下的面积的差异可能解释了调制基因的差异。另一方面，对氢气报告的整理表明，不同给药方式可以观察到类似程度的效果。例如，氢对LPS诱导的急性肺损伤小鼠模型的显著影响已被四个不同的组报道，它们有三种不同的模式：氢气、氢水和富氢盐水。同样，氢对急性心肌梗死动物模型的显著影响已被八个不同的组报道，它们有两种不同的模式：氢气和富氢盐水。为了阐明不同给药方式对氢的影响的差异，每个研究组应仔细检查氢气、氢气水和富氢盐水之间的影响差异。这将揭示每种疾病模型的最佳模式（如果有的话），以及最佳氢剂量。