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吸氢气后组织氢气浓度改变规律研究

这个研究比较重要的是提供了氢气吸入后各组织内氢气浓度的变化规律,这是氢气医学研究非常基础的问题。不过动物和人在这方面有非常大的区别,就是气体在体内饱和脱饱和的速度完全不一样。千万不要用这个数据来说明人的情况。该研究作者把氢气局部扩散作为造成氢气饱和速度和浓度的因素是错误的。
 

氢气的医学效应受到广泛关注,许多动物实验结果发现氢气能降低损伤组织内活性氧,对缺血再关注损伤等具有抗氧化抗炎症效应。一些临床研究也发现吸入氢气对心肌梗塞心脏和心脏骤停后脑损伤等具有改善。由于制备技术成熟,一些简单安全的氢气医用设备用被相继开发,并用于各种临床疾病,如氢水沐浴改善皮肤病等方式。
 

肠道细菌能通过对碳水化合物发酵制造氢气,肠道细菌制造的氢气能被消化道黏膜吸收进入血液循环,通过呼吸气体中氢气含量能间接分析血液内氢气水平。有研究认为氢气只能和强氧化活性氧发生反应,避免强活性氧导致的氧化损伤,但不影响具有信号作用的活性氧。也有研究认为氢气能影响细胞信号通路,避免细胞凋亡。虽然氢气生物医学效应的研究越来越多,但机体摄取氢气后氢气在各组织器官内的含量改变目前仍没有被充分研究。
 

氢气是小气体分子,能快速跨越细胞膜,因此氢气进入身体内达到饱和的速度非常快。(特别强调的是,这种看法是对潜水医学的无知造成的,气体在人体和动物体内的饱和速度并不是决定于气体分子大小,甚至扩散能力也不是关键,而是由血液循环决定的。我们可以考虑,通过肺吸入氢气后,要依靠扩散什么,需要多大的难度才能到达下肢?)过去有研究采用大鼠组织匀浆测定氢气浓度,竟然没有发现一次吸入或腹腔注射后氢气在不同组织内的差异。研究也提出不同器官内氢气浓度随着时间发生改变。也有人对不同给氢气方法对目标器官提供氢气的有效率提出争议。
 

日本庆应义塾大学医学院Ryo Yamamoto等2019年2月在Scientific Reports发表了氢气吸入后体内氢气浓度改变的研究。这一研究持续给动物吸入3%氢气,采用电化学电极对肝脏、肾脏、脑、肌肉和肠系膜氢气浓度进行连续实时测定。

吸氢气后组织氢气浓度改变规律研究

对于氢气医学来说,这样的研究属于非常基础的研究,这是非常值得鼓励和表扬的。但是研究也存在不足和缺陷。尤其是作者对研究发现的一些有意思结果的分析。
 

主要结果可用这些图来说明

吸氢气后组织氢气浓度改变规律研究

气体在组织内饱和的模式图

吸氢气后组织氢气浓度改变规律研究

不同组织饱和浓度

吸氢气后组织氢气浓度改变规律研究

不同组织氢气浓度的变化曲线

吸氢气后组织氢气浓度改变规律研究

不同组织脱饱和曲线
 

研究主要发现:

一、不同的器官饱和浓度存在差别。例如研究发现肝脏饱和浓度比较高,是所有检测组织中饱和浓度最高的。

二、停止吸氢气后器官脱饱和并不能恢复到未吸氢气前水平。

三、某些组织出现负浓度。

作者解释这些奇怪现象的时候也非常奇怪。例如对不同器官氢气饱和速度不同的原因,作者提出氢气不仅能通过血液循环在全身饱和,也能通过局部物理扩散产生贡献。虽然氢气是扩散能力比较强的气体,但这种强大对身体组织的饱和来说完全可以忽略不计。因为氧气和二氧化碳的扩散能力也不差。而生理学早就证明,皮肤等部位的局部扩散对气体呼吸的贡献非常小,可以忽略不计。

不同器官氢气的饱和浓度不同,这完全是颠覆过去气体生理学基础。当然这种差异的来源可能有一些影响因素,例如脂肪和水的比例不同导致对气体的溶解度不同,这样在同样分压情况下,氢气浓度会不一样。按照经典的气体饱和理论,每种组织的分压都应该是一样的。而且研究使用的这个电化学测定方法本身受气体分压影响比较大,测定数据和分压应该有关系,而不仅仅是气体的浓度。出现在不同器官氢气浓度的差异是不好解释的,研究应该继续追踪。例如更换多种不同吸入气体浓度对这种差别的影响。我个人认为,存在二种可能干扰因素没有被作者考虑。一是组织具有代谢氢气的可能,而这种代谢能力存在差异。肝脏内氢气浓度比较高,可能意味着肝脏利用氢气的能力比较低。这和过去我们认为肝脏是代谢中心的理解存在偏差。另外一个可能是来自肠道内氢气的贡献,这种氢气首先是进入肝脏,所以我们看到肝脏在氢气吸入前也有一定氢气浓度。脑组织等部位出现负值,作者对这种现象的解释是认为分析方法问题。

Hydrogen gas distribution in organs after inhalation- Real-time monitoring of tissue hydrogen concentration in rat.


以上内容摘自《孙学军 氢思语》,仅限于知识科普,不代表对本公司产品的宣传。

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