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氢气医学研究存在的问题和困难

发布时间:2022-12-05本文来源: 氢思语

本文写于2012年年底,主要提出氢气医学研究领域面临的问题,目前仍具有参考价值。例如直接间接效应、长期短期效应、剂量效应关系、体内体外研究等的问题。这些也是我在去年学术会议上交流的主题内容。

        2012年马上就要结束了,首先感谢祝愿在新的一年能再创造更多辉煌,为大家对这一研究领域的关注和支持,对一年来氢气分子生物学研究有一个总结,这里将个人最近几个月的一些思考公布出来,希望对从事该方向研究的同行有一点启发。也希望各位老师提出批评建议。

  氢气生物学研究发展迅速,到目前已经有300多篇同行评议论文发表,氢气可治疗的疾病类型已经达到70多种,在研究对象上有细胞学研究、器官水平的研究和整体动物研究。在使用氢气的方法上有高压呼吸氢气、常压呼吸小剂量氢气、注射氢气和注射或饮用氢气溶液等。研究的疾病类型从大脑到皮肤,几乎包括机体所有系统。

  氢气生物学研究的内容显得非常凌乱,少见针对氢气效应根本问题的探讨和分析,这是该领域存在的最突出矛盾。忽视某些重要问题将不利于这一研究领域的深入,也不利于氢气生物学研究的转化和应用。本文试图针提出一些问题,希望可引起更多这方面的讨论。

  一、氢气的快速效应和长期效应

  氢气的物理学特点是分子量非常小,可快速扩散,通过呼吸等方式摄取氢气非常容易经过呼吸作用释放到体外,一定停止氢气的供应,氢气的浓度将迅速下降。这一特点决定了许多给氢气的干预手段都存在一个非常显著的特点,氢气在体内的直接作用时间比较短暂。例如短时间呼吸、注射或喝氢气水都存在这样的一个问题。氢气快速作用效应最普遍的观点是中和毒性活性氧,也是最经典的作用机制。这样快速作用的特点也容易引起人们的担心,就是无法维持持续的效应,至少无法维持持续的直接效应。针对这一缺陷或不足,人们比较自然的作法是采用持续给氢气或间断给氢气的手段,例如通过持续呼吸或自由饮用氢气水的方法,以希望获得持续的作用效果。目前比较常见的研究是让动物自由饮用氢气水。但由于氢气在动物饮用过程中仍比较容易从容器中释放,也可能导致剂量的不稳定。解决这个问题的最可靠方法是给动物连续呼吸一定浓度的氢气,但这种方法必须有比较复杂的气体成分控制和环境控制手段,许多实验室不具备这样的条件。

  二、氢气的直接作用和间接作用

  氢气的直接作用是氢气生物学效应研究最早考虑的作用方式,但随着研究的深入,人们发现一些现象无法用直接作用来解释。例如,氢气间作用的长期效应;氢气治疗后某些基因表达上调蛋白活性增加;预先氢气处理对某些损伤具有保护作用等等。这些效应很难用氢气的直接作用来解释。当然氢气的间接效应必然要通过直接作用来实现,弄清楚氢气的直接效应意味着氢气作用的本质。

  三、氢气的剂量效应关系

  目前对氢气的剂量效应关系的证据仍十分缺乏,过去曾经观察到高压氢气的效应,也有细胞学和体外器官罐流实验中不同饱和浓度的效应,也有在小剂量呼吸和注射不同氢气溶液的效应观察,这些剂量存在巨大的区别。高压下持续呼吸是最大的剂量效应,细胞学和器官罐流饱和溶液也是相对的高剂量,最低剂量是注射少量氢气溶液。这些相差数千倍的剂量都产生效应,虽然是针对不同的疾病类型,但如此大的剂量区别给分析剂量效应关系带来很大的困难。将来的研究应该针对同一疾病或损伤模型,采用不同的剂量分析效应,才可以获得比较理想的剂量效应关系。

  四、氢气治疗疾病的效果和不良作用

理论上看,只要存在治疗效果的药物和手段都有潜在的不良效应,但从目前的研究结果看,氢气的不良效果非常不明显,或者难以把握,从过去人们对氢气生物学效应的知识看,似乎氢气不存在任何明显的不良效应。因为人体和动物可以持续安全地呼吸大量氢气。但是过去也没有发现小剂量氢气的各类治疗疾病的效果。既然小剂量氢气具有治疗效果,仍不能完全排除氢气的不利影响。

  五、氢气作用的种属差异

  氢气在细菌等低等生物和某些植物中属于代谢性物质,代谢性物质一般对相关代谢途径具有反馈调节作用。在低等生物和植物中具有作用的物质往往在高等动物也具有类似效应。那么高等动物是否具有产生氢气的能力,或者这种能力是怎么消失的,都是值得分析的问题。

  六、氢气特异性作用和非特异性作用

  从目前的研究结果看,氢气的许多效应存在非特异性特征,对不同种类的生物具有作用,对不同类型的损伤具有作用,对多种损伤类型如氧化损伤、细胞碉亡和炎症反应都具有对抗效应。这显示出氢气作用的广泛性或非特异性。当然这些效应也可以有另外的解释,例如复杂的生物学体系本身具有多层次性,即使针对一个分子的作用,例如某些点突变的基因可以导致复杂的疾病表型。氢气作用的复杂性也许只是特异性作用的整体表现。寻找特异性作用仍是目前需要面对的主要问题。

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