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分子氢与健康 神奇的氢聊
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氢气是主要的肠道气体成分

关于大肠气体产量和成分的研究已经有很长的历史,根据文献报道,最早尝试采集并检测大肠气体的研究应追溯到1868年,德国学者、大肠气体学创始人RugeE.通过玻璃管采集大肠气体。1942年,Beazell和Ivey通过收集健康人24小时排气(屁)并进行测定,结果发现24小时平均产气量为380~655毫升/人。后来Kirk证明,食物中纤维素可以增加产气量。
 

氢气是主要的肠道气体成分
 

Steggerda分析肠道气体成分,发现7.4%为甲烷,19.8%为氢气,首次证明身体内的甲烷和氢气来自大肠菌群。Levitt等证明,所有健康人的大肠内都可产生氢气,产生氢气的量几乎全部依赖于细菌对食物来源成分的发酵。美国国家航空航天局在进行阿波罗计划时,对大肠气体的成分进行过比较详细的研究。研究人员经过仔细分析发现,人体大肠气体成分多达400种。其中主要的成分是氮气、氢气、二氧化碳、甲烷、氧气等无臭味气体,另外是微量的氨气、硫化氢、吲哚、粪臭素、挥发性胺、挥发性脂肪酸等恶臭气体。
 

肠道气体代谢受到多种因素影响,目前针对这些机制仍然缺乏充分的研究证据。肠道气体不仅受到细菌种类的影响,而且与宿主生理状态关系密切。二氧化碳、氢气和甲烷的30%~40%可被大肠黏膜吸收,进入循环系统转移到全身,最后经过皮肤和肺呼吸释放到体外。剩余的气体如氢气等可以被其他细菌利用,或者最终经过肛门释放。大肠内氢气主要来源于细菌合成,但氢气也会被细菌大量利用,研究者们对氢气代谢的具体菌群进行分类研究,比较这些菌群与身体健康的关系。初步确定大肠内产生氢气的细菌主要包括壁厚菌门(phylum Firmicutes)和拟杆菌门(phylum Bacteroidetes),利用氢气的细菌主要包括产乙酸菌、硫酸盐还原细菌和产甲烷菌,这些细菌利用氢气产生醋酸、硫化氢和甲烷,导致肠道内氢气的含量一般并不高。
 

比较常用的分析大肠菌群产氢量的方法是呼出气体氢气含量测定。这是一种疾病诊断方法,肠道内氢气含量与菌群的种类分布存在密切关系,呼出氢含量可以反映肠道菌群功能。根据呼出气体的氢气含量可以诊断乳糖不耐受、小肠菌群移位等影响现代人健康的重要疾病。
 

根据氢气含量分析肠道菌群的研究目前越来越受到重视。呼出气体氢气浓度分析结果表明,一般健康人呼出气体中氢气含量不超过10ppm,相当于占总气体质量的百万分之十。按照氢气的溶解度换算,血液中的氢气浓度大约是0.01ppm。这一数据表明,肠道内细菌代谢产生的氢气大多数被代谢消耗掉。流行的观点是,肠道内氢气主要被肠道菌群代谢消耗。最近研究提示,人体代谢也能消耗氢气。

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