亮点- 氧化应激是多种重大疾病发病的关键因素。- 氢气是一种无毒的医用气体，具备多种特殊生物学活性。- 营养性氢气疗法对氧化相关疾病具有辅助治疗作用。- 营养性氢气疗法有助于调节人体能量与体重。- 氢气疗法有望成为一种替代性 “天然” 营养疗法。  摘要氧化应激在许多疾病的发病过程中起着关键作用，因此抗氧化剂常被用于疾病治疗方案。在过去二十年里，大量生物医学研究表明，氢气（H₂）对缓解氧化相关疾病具有治疗效果。研究发现，H₂对最具危险性的氧化剂（羟基自由基和过氧亚硝酸盐）具有选择性抗氧化特性。H₂展现出多种生物学治疗特性，包括抗炎、抗氧化、抗癌、抗应激、抗凋亡、抗过敏等作用，还具有信号分子功能，可调节氧化还原平衡、调控抗氧化酶基因表达、改善血管功能、下调促炎细胞因子、促进能量代谢以及保护神经系统。实验和临床研究显示，氢气营养疗法在改善多种疾病方面具有潜在应用价值，这些疾病涵盖心血管、呼吸和代谢紊乱，以及肥胖症、胃肠道疾病、脑部和神经系统疾病等。氢气的给药方式包括吸入、饮用富氢水、注射富氢盐水、使用富氢眼药水和泡富氢浴。氢气营养疗法可应用于多种疾病，为化学疗法和放射疗法提供了一种天然的替代方案。本综述涵盖了氢气的不同给药方式，以及关于 H₂在不同疾病营养治疗中潜在应用的最新实验和临床研究成果。  1. 引言人体在呼吸、炎症等各种生理过程中会产生自由基。自由基包括活性氧（ROS）和活性氮（RNS），在多种生理功能中发挥着重要作用。然而，当自由基水平过高时，就可能引发氧化应激相关疾病，以及心血管、胃肠道、代谢、神经退行性、肝脏和呼吸系统的功能紊乱。人体拥有一套天然的自由基防御系统，包括酶促和非酶促抗氧化剂。酶促抗氧化剂有超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX），非酶促抗氧化剂则包括谷胱甘肽和硫氧还蛋白。不过，在炎症和患病期间，这些内源性抗氧化防御系统可能不堪重负，无法有效中和过量的自由基。在这种情况下，就需要使用外源性抗氧化剂来恢复平衡。尽管由于氢原子间的强共价键以及107千卡/摩尔的高解离能，H₂在化学性质上较为稳定 ，但2007年大泽等人发现其对羟基自由基（•OH）和过氧亚硝酸盐（•ONOO-）具有选择性抗氧化特性，这一发现震惊了科研界。因为细胞中含有大量解离能更低，因而抗氧化活性比 H₂更高的化合物。H₂的另一个引人注目的特性是它能够轻易穿过血脑屏障并穿透生物膜，扩散至身体不同的组织和器官。上述特性使得一些研究人员将氢气称为 “神奇” 分子。已有数百项研究围绕 H₂对健康的潜在益处展开。研究结果表明，H₂对体重控制、炎症、代谢指标以及疾病都有积极影响（图1）。尽管已有一些关于氢气在医学领域应用的综述发表 ，但尚无文献专门探讨其作为预防和治疗氧化应激相关疾病的营养疗法的潜力。本综述从营养师的角度审视了氢气在应对氧化应激相关疾病方面的最新研究成果。 图1. 氢气的理化特性 2. 氢气的物理化学特性H₂是已知最小的分子，在标准压力和温度条件下呈气态，密度为0.089克/升。H₂即氢气，是一种无色、无味、无臭、无毒的非金属气体。它在水中的溶解度相对较低，标准条件下浓度为每升0.8毫摩尔（1.6毫克/升或1.6ppm，质量比）。H₂具有较高的扩散速率、电导率和比热容。H2在空气中浓度为4% - 75% 时可燃烧，在18.3% - 59%（体积比）时会引发爆炸。用氮气（N2）稀释 H2可降低这些风险。在生物学特性方面，H₂是一种选择性抗氧化剂。它能够还原羟基自由基，并在一定程度上还原过氧亚硝酸盐，从而保护细胞免受氧化反应的伤害。研究表明，H₂可减轻氧化应激并改善细胞抗氧化系统。此外，它还能增强细胞抗氧化酶的活性和表达。H₂还可以调节细胞凋亡相关因子，减少细胞凋亡和神经损伤，降低炎症细胞因子的数量并减少免疫细胞刺激。关于氢气的生物安全性，包括美国政府和欧盟的众多报告均表明，氢气对生物系统是安全的，在常压下无急性或慢性毒性。此外，在正常环境条件下，人类大肠中的大肠杆菌等大肠菌群通常每天会产生约70 - 140毫升氢气。随着膳食纤维和糖类的摄入增加，氢气产量可超过10升/天。内源性产生的氢气已被证明对健康有多种益处，包括心脏保护作用、改善肝功能、减轻氧化应激以及预防帕金森病。然而，外部摄入氢气（饮用富氢水或吸入氢气）显示出更强的生物学活性，因为间歇性摄入氢气可能比持续性摄入产生更强大的效果。 3. 氢气给药方式H₂的给药方式多种多样，包括吸入、饮用富氢水（HRW）、注射富氢盐水（HRS）、泡富氢浴以及使用富氢眼药水（图2）。 图2. 氢气给药方式  3.1 氢气吸入通过面罩或鼻导管可以轻松实现氢气吸入。该方法通过电解完成，可以将氢气与氧气按2:1的比例混合，或者以分离气体的形式，让患者吸入纯氢气与外界空气的混合气体。这些方法对于急性氧化应激，尤其是与呼吸系统相关的氧化应激，是一种有效的治疗手段。令人欣慰的是，吸入氢气不会影响血压，对患者也无任何副作用或危险。为确保足够的氧气浓度，氢气吸入浓度在约80% 及以下时被认为是安全的。  3.2 富氢水（HRW）由于富氢水便于运输和使用，因此从某种程度上说，饮用富氢水比氢气吸入更为实用。在户外活动时，氢气吸入可能不太现实。在标准环境温度和压力条件下，H2在水中的溶解度约为0.8毫摩尔/升（1.6毫克/升），且不会改变水的pH值。富氢水可以通过多种方式获得，包括水电解、向水中通入氢气气泡，以及将金属非离子镁（Mg）或其氢化物形式（MgH2）与水混合。  3.3 富氢盐水（HRS）虽然饮用富氢水是安全的，但由于氢气会随着时间逸出，并且部分氢气在通过呼气被人体器官和组织吸收时会损失，因此控制溶解氢的量可能具有挑战性。为防止这种损失，可以通过腹腔注射或静脉注射富氢盐水来给药。通过注射富氢盐水的方式给药，可以更精确地控制 H2的输送量。这种方法可以缓解急性红斑性皮肤病患者的疼痛和发热等症状。它还可用于治疗病毒感染、高血压、肝损伤、糖尿病及其他多种疾病。  3.4 通过扩散给药：富氢眼药水和富氢浴富氢眼药水是将 H₂注入盐水溶液制成的，可以直接滴在眼睛表面。多项研究报告称，持续使用富氢眼药水可使眼表状况改善约70%。 关于富氢浴，温水中的 H₂可以迅速穿透皮肤和组织，并通过血液循环扩散至全身。这可以减少身体上斑点的出现，淡化黑斑，并改善脂质代谢指标和内脏脂肪面积。 4. 氢气对营养物质的影响  除影响人类健康外，氢气还影响植物生长及作物的营养价值[45]。此外，对采收后的作物和食物施加氢气可延长其保质期并保持其品质特性。 近期研究表明，氢气可通过提取过程促进植物材料中植物化学物质的分离[54]。许多最新报告指出，氢气特有的物理、化学和生物学特性使其在酚类物质和抗氧化剂的提取中表现出高效性[55]。例如，使用富氢水（HRW）作为溶剂，可提高从多种作物和水果部位提取花青素、类黄酮及酚酸等植物化学物质的效率。这种新型提取技术使没食子酸、对香豆酸、表儿茶素及芦丁等酚类物质含量成倍增加[60]。若在摄入植物性膳食时饮用HRW，可能促进消化过程中生物活性化合物的分离，从而提高其生物利用度[61]。但此假设需进一步研究验证。  5. 氢气在不同疾病营养治疗中的应用  氢气营养疗法作为一种新兴的自然、环保疗法，有望替代化学及放射疗法。氢气干预可预防和缓解多种疾病，包括心血管、呼吸系统及代谢性疾病、肥胖、胃肠道疾病以及脑神经系统疾病（图3）

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