国家卫健委、国家中医药管理局发布《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七、八版)》,氢疗法列入其中,连续两次入选诊疗方案,曾引发争议。
医学中很多问题尚未解决,科学家的使命,就是想尽办法,要揭示、回答这些问题。随着现代医学研究越来越深入、分支越来越多,派生出氢医学等众多与健康相关的人与自然因素的门类。于是,医学领域新兴学科——氢医学应运而生。
一、氢医学极简史
1766年,英国剑桥大学著名物理学家和化学家亨利*卡文迪什(Henry Cavendish)发现氢气(H2)的存在。
1948年,Bjursted和Severin首创将氢气用于潜水医学领域中减压病的治疗,然而在该病中氢气的治疗效果被归因于高压环境中的惰性而不是其生物学效应。
1975年,美国科学家Dole等在《Science》中报道了在一个裸鼠皮肤鳞状细胞癌模型中,首次证实了氢气的抑癌效应。
2007年,日本科学家太田成男(Shigeo Ohta)在《Nature Medicine》中报道了氢气对脑血管疾病的保护作用,发现动物吸入浓度2%的氢气可显著改善脑缺血带来的脑损伤。这一轰动性的研究结果奠定了氢医学继续发展的里程碑。
氢医学的研究从日本发起,如火如荼地发展至全世界。
二、氢元素的追本溯源
自然界包括有生命的物质和无生命的物质,他们都是由众多元素组成,在其大家族成员中,相对分子质量最小的是氢。
氢是自然界最基本的化学元素之一、自然界最小最轻最简单的元素、宇宙中含量丰富的元素、地球上重要的物质组成元素。
氢是宇宙元素,从含量、结构和功能三方面来看:
第一,氢元素是宇宙的基本成分和最主要成分。科学观测表明,氢元素在组成宇宙所有元素成分中占90%,其余9%是氦元素,氢元素是宇宙最早出现的元素,其他元素都是由其演变而成。氢元素是水和有机分子的最基本元素,是地球生命起源的关键物质。从基因到表型,从环境进化到能量代谢,从理论到实际证据,都说明氢气是生命诞生的必要条件。
第二,氢元素是结构最简单的元素。宇宙中除暗物质暗能量外,75%以上的有形物质是由结构最简单的氢元素组成。大部分氢原子是由包含一个质子的原子核和一个核外电子组成。人是自然界最复杂的物质形式,人体主要也是由以氢元素为主的有机碳氢化合物和水分子组成的。
第三,氢元素是宇宙中各类能量转化的枢纽,氢元素聚变是太阳等恒星产热的基础,生物能量转化也是以传递氢原子的方式进行。有机生命组成最多的元素是氢,作为电子传递介质,氢元素也是生命能量转化的中心成员,而生命内环境最重要的成分水主要也是由氢元素组成。所有有机物都是碳的共价氢化物,有机物是构成生物体结构的最主要成分。因此,氢元素不仅是宇宙元素,也是生命元素。
氢元素与机体的正常生命活动以及多种疾病的发生发展皆密切相关。氢原子是生物界赖以生存的物质——水的重要组成部分。
三、氢分子的生理作用特征
1、稳定性决定了氢气的安全性。氢气可以燃烧,具有还原性,但被证明为生理性惰性气体。氢分子发挥作用需要特定酶来促进。
2、易扩散性。氢分子小,可以在体内迅速自由扩散到任何部位,也可迅速向体外扩散。不具有极性,容易穿过细胞膜性结构脂质双分子层。
3、潜在适度的还原性。其发挥还原作用往往需要特殊的外界条件,并且还原能力也相对适度,不易扰乱体内正常的生理性氧化还原反应。
4、产物的安全性。氢气在体内反应的产物为氢的氧化物,而其中最重要、最稳定的就是水分子,安全无害。此外,氢气发生反应过程温和,产生水分子稳定,不再具有强活性,反应即刻终止,不再进一步产生次级代谢产物,不产生次生伤害,多余的氢可通过呼吸排出体外,不会有任何残留。
四、氢分子治疗疾病
氢分子具有安全性、易扩散性、强渗透性、抗氧化选择性、有效性、制备容易简单、使用便利性、价格低廉、应用广泛、无毒、无刺激、无残留、充足性、可以反复用药、依从性好、适合较长时间应用等诸多优点。氢疗是一种物理治疗手段,疗效佳、无创伤、治疗过程无痛苦,只要严格按照要求及适应证操作,无明显不良反应。
氢分子是一种理想的医用气体,它的生物学功能表现以及治疗疾病主要基于以下方面:
1、氢分子的安全性得到了潜水医学证实,即使在高压、高浓度状态下对人体安全,依然无毒副反应,过量积累的影响可以忽略不计。常压和微量氢气因剂量更低所以更安全,氢气的人体安全性非常高。
2、氢气的选择性抗氧化能力是其发挥活性的基础。氢分子作为一种高效的自由基清除剂,可以选择性地降低最具细胞毒性的活性氧——羟基自由基和过氧化亚硝酸离子的水平,并且不干扰代谢氧化还原反应以及参与细胞信号传递的自由基如过氧化氢等,这才是理想的抗氧化手段。氢分子诱导抗氧化相关酶表达,内源性抗氧化,具有很强的抗氧化作用,不同于维生素C、E等抗氧化物质。氧化应激是大多数疾病共同的病理基础。氢分子已被证实可以减轻氧化应激,改善脂质、葡萄糖和能量代谢。
3、氢分子通过下调系列促炎因子的表达减少炎症反应,达到明显的抗炎症作用,且不存在激素和非甾体类药物的不良反应,可以为人类控制慢性炎症性疾病发挥作用,抗过敏。已有研究证明,氢分子是细胞内发挥重要作用的信号分子,能够在细胞水平发挥作用,具有很好的临床应用前景。
4、氢分子通过直接或间接阻断细胞内凋亡与炎症信号等通路,减轻氧化应激所诱导的细胞凋亡,达到抗细胞凋亡作用;增加抗凋亡蛋白的表达,保护细胞促进细胞增殖,具有选择性温和抗氧化的活性,特别对于高活性的羟自由基和超氧阴离子等具有明显的清除作用,对一些低活性的生理性自由基则无作用,而高活性的自由基是诱导细胞衰老的重要源头,清除该类自由基,能对抗促细胞衰老,达到延缓衰老等作用。另外,氢分子也可以通过稳定膜性细胞器的结构,改善其功能;通过促进细胞对能量的利用,提高能量代谢,防止代谢抵抗。还有,氢分子对菌群的干预,达到延缓衰老效应。
逝去的人除意外伤害外,绝大多数都是因疾病所致,而疾病又绝大多数都是衰老引发,因此真正的死因是衰老。
世界卫生组织的定义:“衰老是体内各种分子和细胞损伤随时间逐步积累的过程。”
衰老导致疾病,疾病加速衰老。
衰老分为生理性衰老即自然老化和病理性衰老即伴明显细胞损伤,氢分子对二者有抑制作用,机制不尽相同。对抗生理性衰老作用中,氢分子主要可改善细胞功能指标,长期可改善DNA高甲基化水平,减缓端粒的缩短速率。对抗病理性衰老作用中,氢分子主要可降低凋亡细胞比例,发挥延缓衰老的作用。
科学依据部分来自于科技部重点研发计划“主动健康和老龄化科技应对”重点专项中“基于菌群衰老干预措施的探索”子课题研究内容(项目编号:2018YFC2000500)
五、氢分子的应用
氢分子在很多领域应用广泛,比如能源、航天、国防、对植物的生长调控、提高植物抗逆能力、提高动物抗病能力、改良土壤的潜力、对细菌和真菌的调节作用等,在提高农作物产量及品质、改善环境等方面有非常独特的优势。
在氢医学方面,随着研究的深入,氢分子被证实具有选择性抗氧化(清除有害自由基而不影响正常氧化-还原反应,不影响具有信号功能的自由基)、免疫调节、抗炎症、抗凋亡和抗肿瘤等生物学作用。涉及的疾病种类高达300多种,包括神经系统、心脑血管系统、内分泌代谢系统、呼吸系统、消化系统、骨关节肌肉系统和妇产科、口腔及耳鼻咽喉科、皮肤科、感染科、肿瘤科等疾病领域,以及诸如移植、延缓衰老、失眠、肠道菌群失调等亚疾病和生理问题。
人体所必需的营养素有蛋白质、脂肪、糖、无机盐(矿物质)、维生素、水和纤维素七大类,氢气是一种气体营养素。
中国人民解放军海军军医大学海军医学系教授孙学军说“没有氧气活不了,没有氢气活不好”。
六、氢医学展望
氢医学是新兴学科,发展中遇到的问题是必然的,在此方面噪声不少。到目前为止,国际上关于氢气治疗疾病的基础研究已经广泛开展,其作用本质仍然未被充分认识,氢分子的体内动力学、药代动力学等有待进一步研究;仍需要大规模多中心随机双盲对照临床研究证据,有待临床大数据真实世界支撑;氢分子产品良莠不齐、市场鱼龙混杂,需要标准规范。
如何客观、理性、中立地看待氢医学,我们姑且不做无谓的争议,踏踏实实地去开展科学研究,用完善的科学理论、真实世界的疗效事实去回应质疑。
疾病的疗愈只靠科学是不能完全解决问题的,要靠大自然的力量、人与自然的和谐。
从科学史可知,科学与技术不是一个概念,科学的内容不一定技术能达到;技术先进不一定科学先进、不代表掌握科学原理。公众欲通过氢相关产品实现其作用,疗效是金标准,先要合乎科学、技术成熟,了解生产厂家是否具备生产资质、产品是否具备行业规范、入体内的方法是否符合医疗级、市场是否具备准入条件、人员是否具备专业素质等。
水是生命产生的前提条件,也是生命体发挥基本功能的必需条件,没有水就没有生命。
地球生命诞生需要氢气作为电子供体,也是早期生命赖以生存的能量基础。
组成水的氢和氧都是生命的重要元素,氢和氧互为阴阳,氢氧组成水是阴阳和合的结果。因此有人说:水为生命之母,氢为生命之父。
疾病防治分三级预防:一级预防是对病因的治疗,二级预防是“三早”即早发现、早诊断、早治疗,三级预防是对症治疗。而氢医学是一级预防,其意义和前景不言而喻。