氢 Tyler LeBaron
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引言:氢气——一个充满潜力的新兴疗法
对话的开端与嘉宾介绍 主持人保罗欢迎了泰勒·勒巴伦博士 (Dr. Tyler LeBaron) 。勒巴伦博士是一位在氢气研究领域深耕多年的专家。他的博士研究方向是生理学,具体是心脑血管疾病,其中就使用了分子氢作为一种治疗手段。自2009年以来,氢气研究已成为他学术生涯的重要组成部分。
从怀疑到着迷:氢气研究的广度与深度 主持人坦言,他最初对氢气持怀疑态度,将其视为一种“生物黑客”技术。然而,随着对相关研究的深入,他被其巨大的潜力所震撼。他指出,生命的本质在很多层面上是电子的移动,这正是氧化还原化学的核心,也是理解氢气作用的基础。
氢气已被研究的疾病领域 当被问及分子氢(无论是通过吸入还是饮用氢水)已被用于研究哪些疾病时,勒巴伦博士给出了一个令人惊讶的列表。目前已有约3000篇相关出版物,超过200项人体研究,涵盖了200多种人类和动物疾病模型。 其中包括:
- 神经退行性疾病:帕金森病、阿尔茨海默病、痴呆症。
- 代谢性疾病:糖尿病、代谢综合征。
- 其他重大疾病:中风、癌症等。 他强调,氢气在这些领域都显示出了“非常有前景的潜力”。
第一部分:氢水与代谢综合征——一项关键的人体研究
研究概览与惊人结果 主持人特别提到了勒巴伦博士作为第一作者的一项研究。在这项为期24周(6个月)的研究中,60名患有代谢功能障碍的受试者被分为两组,一组饮用普通水,另一组饮用富氢水。
结果显示,饮用氢水组的受试者在多个方面都取得了显著改善:
- 血糖与糖化血红蛋白:血糖水平和糖化血红蛋白(HbA1c)均有改善。
- 炎症与氧化应激:炎症和氧化应激标志物下降。
- 血脂:胆固醇水平改善。
- 体重与BMI:出现了体重减轻和BMI改善的现象。 勒巴伦博士指出,这一结果在多项研究和荟萃分析中都得到了重复验证。
潜在机制:FGF-21 他还提到了一项发表在《肥胖》杂志上的动物研究,该研究揭示了一个可能的机制:氢气能增加肝脏生长因子FGF-21的分泌,从而提高能量消耗。在该研究中,饮用氢水的效果相当于减少了20%的热量摄入。
第二部分:氢气的化学本质与抗氧化机制的独特性
分子氢的定义 为了澄清概念,勒巴伦博士首先解释了他们所讨论的“氢”到底是什么。
- 原子氢 vs. 分子氢:周期表上的氢是原子氢,它是一个自由基,非常活泼。而他们研究的是由两个氢原子结合形成的分子氢 (H₂),这是一种稳定、中性的气体。
- 氢水:氢水是将分子氢气体溶解到水中,水仅作为载体,其化学结构并未改变。分子氢不会离解为质子和电子,因此不会改变水的酸碱度(pH值)。
氧化还原与自由基 他接着用一个电池的比喻,生动地解释了生命赖以存在的氧化还原反应。
- 氧化:我们通过呼吸摄入的氧气,会从我们吃的食物(如肉)中“窃取”电子,这个过程就是氧化。氧化释放的能量被用来制造ATP。
- 自由基的产生:然而,在这个过程中,有时电子会在错误的环节被氧气捕获,从而产生自由基——带有未成对电子的不稳定分子,它们会再去窃取其他分子的电子,引发链式反应,即氧化应激。
传统抗氧化剂的悖论 勒巴伦博士回顾了传统抗氧化剂的历史。最初,人们认为自由基是万病之源,因此补充越多抗氧化剂越好。然而,多项大型临床试验(如β-胡萝卜素和维生素E的研究)令人震惊地发现,服用合成抗氧化剂的吸烟者,其患癌和死亡的风险反而更高了。
这是因为,过量补充强效的还原剂,会破坏人体内精妙的氧化还原稳态 (redox homeostasis)。
氢气的独特性:选择性抗氧化 那么,氢气作为一种抗氧化剂,有何不同?
- 化学选择性:氢气分子非常稳定,不具备与超氧化物、过氧化氢、一氧化氮等有重要生理信号功能的自由基发生反应的化学物理特性。它只能与毒性最强、活性最高的自由基——羟基自由基 (hydroxyl radical) 和过氧亚硝酸盐 (peroxynitrite)——发生反应。这意味着氢气不会干扰正常的生理信号,不会导致“还原应激”。
- 调节内源性抗氧化系统:氢气更重要的作用机制是调节人体自身的抗氧化防御系统。它能激活一个名为NRF2的转录因子,该因子能启动超过200种细胞保护性酶和蛋白(包括谷胱甘肽、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等)的表达。
- 智能调节:有趣的是,氢气对NRF2的调节是动态的。在氧化应激状态下,它会激活NRF2;而在正常状态下,它则不会过度激活,甚至可能下调,从而避免了“还原应激”的风险。
- 调节自噬:同样,氢气对细胞自噬的调节也是双向的。在需要时,它能促进自噬以清除细胞垃圾;而在自噬过度可能导致细胞死亡时,它又能抑制自噬。
氧化还原失调:疾病的新视角 勒巴伦博士总结道,衰老和疾病的根本问题,并非单纯的“氧化应激”,而是“氧化还原失调”。在同一个细胞的不同区域,可能同时存在氧化应激和还原应激。因此,简单地大量补充抗氧化剂是错误的。而氢气,正是通过其独特的选择性和调节性,来帮助身体恢复精妙的氧化还原平衡。
第三部分:氢气的具体作用与应用
羟基自由基与过氧亚硝酸盐的来源 主持人追问这两种最有害的自由基是如何产生的。
- 羟基自由基:它通常是超氧化物和过氧化氢在“失控”状态下的“溢出”产物,通过芬顿反应等途径产生。
- 过氧亚-硝酸盐:当超氧化物和一氧化氮的浓度都过高时,两者会瞬间反应生成过氧亚硝-酸盐。它比羟基自由基更稳定,能扩散到更远的地方造成损害。
氢气如何对抗有害自由基 勒巴伦博士解释了氢气的作用机制:
- 预防:氢气通过调节NRF2通路,提升了身体自身处理超氧化物和过氧化氢的能力,从而从源头上减少了羟基自由基和过氧亚硝酸盐的产生。
- 直接中和:虽然氢气直接与羟基自由基反应的效率可能不高(因为羟基自由基寿命极短),但这是它唯一能直接反应的自由基,保证了其安全性。
氢气与代谢健康的联系 主持人将话题引向了氢气与代谢健康的联系。他指出,氧化应激是导致胰岛素抵抗的一个关键分子机制。
勒巴伦博士对此表示赞同,并从多个层面阐述了氢气如何改善代谢:
- 模拟二甲双胍:在动物研究中,氢气的效果与二甲双胍相当甚至更优。
- 促进线粒体再生:氢气能激活线粒体的“未折叠蛋白反应”(UPRmt),促进线粒体的再生和修复。
- 保护胰岛β细胞:氢气能保护胰岛β细胞免受氧化应激损伤,并促进胰岛素的正常分泌。
- 模拟胰岛素信号:氢气能激活胰岛素信号通路下游的PI3K,从而促进GLUT4转运蛋白的转位,帮助葡萄糖进入肌肉细胞。
第四部分:吸入氢气 vs. 饮用氢水
两种方式的差异与协同 勒巴伦博士解释了吸入和饮用两种方式的差异:
- 药代动力学不同:饮用氢水,氢气会首先通过门静脉到达肝脏,对肠道和肝脏的影响更大;而吸入氢气,则会直接进入血液循环,均匀分布到全身所有组织,包括大脑。
- 作用机制不同:研究发现,两种方式会激活不同的基因表达和第二信使系统。
- 协同效应:将两者结合使用,可能会产生额外的协同效益。
吸入氢气的安全性与设备选择 他特别强调了吸入氢气的安全性问题。
- 爆炸风险:当氢气浓度超过4.6%时,与氧气混合会形成爆炸性气体(氢氧混合气)。他引用了日本发生的多起因吸入设备产生静电火花而导致使用者面部受伤甚至内脏燃烧的事故。
- 研究中的安全措施:在严谨的临床研究中(如《柳叶刀》发表的研究),使用的是预先混合好低浓度(如2%)氢气的医用气体罐,以确保浓度的精确性和绝对的安全性。
- 设备选择建议:他推荐使用能提供精确、稳定、且低于爆炸极限(<4.6%)浓度氢气的设备。他参与开发的一款名为Inhale H2的设备,通过一个储气袋来确保每次吸入的气体都来自这个预先混合好的安全气源。
饮用氢水的剂量与方法 关于氢水,他也给出了一些实用的建议:
- 关注总剂量,而非浓度:他强调,市场宣传的“浓度”(ppm 或 mg/L) 具有误导性,真正的关键是总剂量(浓度 x 体积)。
- 治疗阈值:研究表明,每日摄入0.5毫克的氢气总量就能产生有益效果,但最佳剂量可能更高。
- 氢片的使用技巧:
- 使用开放的杯子,而不是密闭的瓶子(压力会抑制反应)。
- 使用室温水(冷水会减慢反应速度)。
- 在药片浮到水面时立即饮用,甚至可以喝下尚未完全溶解的药片,以最大化氢气摄入量。
- 设备认证:无论是制氢水瓶还是氢片,都应选择经过国际氢标准协会 (IHSA) 认证的产品,以确保其有效性和安全性(无重金属等污染物)。
第五部分:氢气与运动、高压氧及微生物组
氢气与运动 勒巴伦博士指出,氢气非但不会像传统抗氧化剂那样削弱运动的适应性益处,反而可能是一种“运动模拟剂”。
- 增强适应性:氢气在某些情况下会增加运动引起的超氧化物产生,同时又加速后续的恢复。它还能促进而不是抑制线-粒体的生物合成(PGC1α)。
- 提升运动表现:已有多项研究和荟萃分析表明,氢水有助于提高耐力、减少疲劳。
氢气与高压氧 他建议,在进行高压氧治疗前进行氢气预处理(无论是饮用还是吸入),效果可能会更好。因为高压氧本身是一种强烈的氧化应激源,而氢气可以预先调动身体的防御系统,以更好地应对这种“攻击”。
氢气与微生物组 这是一个非常有趣且前沿的领域。
- 肠道产氢:我们的肠道微生物本身就能通过发酵纤维产生大量的氢气。
- 饮用氢水对微生物组的影响:临床研究显示,饮用氢水能改善微生物组的构成,并增加丁酸盐等有益的后生元。
- 浓度是关键:肠道自身产生的氢气虽然总量大,但浓度低,主要在局部起作用。而饮用氢水或吸入氢气,能在全身组织中达到更高的微摩尔级浓度,从而触发全身性的信号效应。这解释了为什么外源性补充氢气依然有效。
结语:氢气——优雅、美丽而充满神性的分子
在对话的结尾,主持人感慨道,氢作为宇宙中最简单、最原始的元素,却能如此精妙地调节复杂的生命系统,这让他感到一种近乎“神性” 的美。
勒巴伦博士对此表示认同。他引用天文学家哈洛·沙普利 (Harlow Shapley) 的话说:“如果上帝用一个词创造了世界,那个词就是氢。” 他从宇宙的起源、生命的诞生,一直谈到人类的进化,指出氢气在每一个关键节点都扮演了核心角色。
他最后总结道,我们正处在一个重新认识这个古老而又充满未来潜力的分子的时代。尽管还有很多未知,但现有的研究已经为我们展现了一幅激动人心的图景。

