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2007年，日本學(xué)者太田教授在國(guó)際權(quán)威雜志《自然醫(yī)學(xué)》發(fā)表文章，證實(shí)吸入2%濃度的氫氣可以顯著減少腦梗死面積。

2017年，太田教授又參與發(fā)表了氫氣治療腦缺血的臨床文章，實(shí)現(xiàn)了氫氣腦損傷保護(hù)研究從動(dòng)物到人群實(shí)驗(yàn)的成功轉(zhuǎn)化。

2019年4月29日哈佛大學(xué)學(xué)者發(fā)表在《JACC：轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)》雜志上一項(xiàng)對(duì)豬腦缺血模型的研究表明，在呼吸氣體中加入少量氫氣可以保護(hù)嬰兒豬大腦。

哈佛大學(xué)波士頓兒童醫(yī)院John Kheir博士

大腦耗氧量很大，最容易缺氧。但真正損害發(fā)生在血液流動(dòng)恢復(fù)和氧氣重新進(jìn)入時(shí)，這種損傷被稱為缺血再灌注損傷或缺氧再復(fù)氧損傷。這種損傷的基礎(chǔ)是腦組織產(chǎn)生過多活性氧帶來的氧化損傷。

論文通訊作者是波士頓兒童醫(yī)院CICU心臟病學(xué)家John Kheir博士，Kheir博士說“缺血再灌注過程中，細(xì)胞線粒體過度反應(yīng)，產(chǎn)生大量活性氧傷害自身。”人體有清除有害化學(xué)物質(zhì)的能力，但是如果傷害因素過于嚴(yán)重，超過自身清除能力，就會(huì)出現(xiàn)組織細(xì)胞損傷。當(dāng)這種過程發(fā)生在大腦，可表現(xiàn)出神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙。

氫氣具有抗氧化作用，吸入氫氣對(duì)抗缺血再灌注損傷就有了基礎(chǔ)。氫氣沒有極性，體積非常小，非常容易進(jìn)入細(xì)胞和有毒活性氧發(fā)生反應(yīng)，解除氧化損傷。

Kheir博士閱讀到日本學(xué)者2007年發(fā)表的奠基性研究論文，該文章證明氫氣能中和活性氧，對(duì)腦組織缺血再灌注損傷有顯著緩解作用。Kheir和同事們從美國(guó)心臟學(xué)會(huì)兒童心臟基金會(huì)獲得一項(xiàng)研究基金，檢驗(yàn)氫氣和低溫對(duì)豬體外循環(huán)導(dǎo)致的腦損傷。他們把動(dòng)物血流阻斷并進(jìn)行低氧處理，將2.4%氫氣加入到動(dòng)物吸入氣中。和沒有加氫氣的對(duì)照組比較發(fā)現(xiàn)，治療組神經(jīng)功能顯著改善。這些動(dòng)物不容易發(fā)生驚厥、MRI檢查腦損傷體積減小、血液內(nèi)體現(xiàn)腦腎損傷的化學(xué)指標(biāo)顯著下降。

Kheir博士也是哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的副教授，他目前正在計(jì)劃開展氫氣臨床試驗(yàn)。借助臨床上的人體吸入設(shè)備如呼吸機(jī)，氫氣非常容易使用，這給氫氣進(jìn)入臨床應(yīng)用提供了極大方便，日本已經(jīng)給中風(fēng)患者吸氫治療。Kheir博士非常相信，通過吸入氫氣有希望得到緩解的腦損傷病人有許多，例如先天性心臟病心臟手術(shù)過程、中風(fēng)和心臟驟停患者等。

哈佛：氫氣保護(hù)新生兒小豬大腦的研究

2009年哈佛大學(xué)口腔醫(yī)院學(xué)者讓大老鼠喝能產(chǎn)氫氣細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)對(duì)肝炎具有預(yù)防作用，用抗生素殺滅這些細(xì)菌，抗肝炎的作用消失，說明來自腸道內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生的氫氣能發(fā)揮抗炎癥作用。10年后2019年，哈佛大學(xué)兒童醫(yī)院發(fā)表論文，讓新生兒小豬吸入氫氣，觀察對(duì)心臟停跳引起的腦損傷的保護(hù)作用。

圖1 研究摘要圖：豬腦缺血受損，吸入氫氣腦損傷減輕！

Cole, A.R. et al. J Am Coll Cardiol Basic Trans Science. 2018;

嚴(yán)重先天性心臟病新生兒接受手術(shù)治療經(jīng)常需要使用心肺分流術(shù)(CPB)。影像學(xué)研究證據(jù)表明，CPB手術(shù)本身會(huì)引起缺血性腦損傷。新生兒左心阻塞性病變是腦損傷最高風(fēng)險(xiǎn)因子。新生兒進(jìn)行主動(dòng)脈弓重建手術(shù)后，70%以上會(huì)新出現(xiàn)大腦白質(zhì)損傷，其中40%至50%屬于中重度腦白質(zhì)損傷，約1/3比例出現(xiàn)腦梗死。接受先天性心臟病手術(shù)和長(zhǎng)期深低溫循環(huán)后的新生兒20%會(huì)出現(xiàn)癲癇發(fā)作，亞臨床發(fā)作比例更高。術(shù)后癲癇是潛在缺血性損傷的重要特征，患兒可能會(huì)表現(xiàn)為生長(zhǎng)發(fā)育遲緩等后遺癥。雖然先天性心臟病嬰兒神經(jīng)發(fā)育異常存在多種因素，包括子宮內(nèi)、遺傳和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，但CPB是比較重要的。

圖 2 研究方案設(shè)計(jì)

臨床上為了克服CPB帶來的腦損傷，所有過程都盡量在低溫情況下操作。低體溫能抑制腦耗氧量，節(jié)省高能磷酸鹽，減少有毒代謝物的積累，對(duì)腦損傷有明確保護(hù)效果。大腦缺氧程度和持續(xù)時(shí)間是后續(xù)神經(jīng)損傷的關(guān)鍵因素，使用腦近紅外光譜能對(duì)腦組織氧飽和度進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)。如果新生兒腦組織經(jīng)歷氧合血紅蛋白飽和度指數(shù)小于40%的情況，孩子2歲后語言交流能力就會(huì)出現(xiàn)障礙。先天性心臟手術(shù)期間努力減少大腦缺氧導(dǎo)致神經(jīng)功能改善，如在低體溫期間增加二氧化碳濃度可以促進(jìn)大腦血管擴(kuò)張，增加腦血流供應(yīng)，這樣處理可使異常腦電圖恢復(fù)更迅速。研究表明，CPB期間維持紅細(xì)胞壓積也有利于1歲后神經(jīng)運(yùn)動(dòng)發(fā)育指數(shù)的評(píng)分結(jié)果。

細(xì)胞水平上，CPB期間腦缺氧會(huì)導(dǎo)致線粒體膜內(nèi)發(fā)生損傷反應(yīng)，產(chǎn)生大量超氧陰離子自由基，在SOD催化下變成過氧化氫，過氧化氫通過芬頓反應(yīng)產(chǎn)生羥自由基。羥自由基是最強(qiáng)的氧化劑，具有極大氧化活性，可不加選擇地與核酸、脂類和蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致這些生物大分子損傷引起細(xì)胞損傷和凋亡。由于體內(nèi)沒有針對(duì)羥自由基的特異性解毒系統(tǒng)，如何清除這種自由基成為抗氧化治療的重要策略。

圖3 氫氣選擇性抗氧化作用機(jī)制

最近10多年發(fā)現(xiàn)，氫氣能有選擇性中和羥基自由基。2007年日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)，呼吸2%或4%氫氣能顯著縮小90分鐘大腦中動(dòng)脈閉塞后大鼠腦梗死體積，改善神經(jīng)功能評(píng)分，增加體重，改善體溫調(diào)節(jié)功能。

這一發(fā)現(xiàn)后來被多家獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)驗(yàn)證。嚙齒動(dòng)物經(jīng)歷5分鐘心臟驟停后，氫氣治療能改善神經(jīng)功能評(píng)分和心肌功能，提高96小時(shí)生存率。該研究論文2019年4月發(fā)表在JACC: BASIC TOTRANSLATIONAL SCIENCE.通信作者 Dr. John Kheir.

最近這幾年，還有許多研究報(bào)道證實(shí)了氫氣對(duì)腦組織的保護(hù)作用，包括改善記憶、預(yù)防老化、治療老年癡呆、帕金森癥、抑郁癥等。

可以說，對(duì)于大腦來說，氫氣是一個(gè)非常好的保護(hù)手段。

氫氣保護(hù)大腦的作用優(yōu)勢(shì)在哪?

氫保護(hù)大腦最大的優(yōu)勢(shì)就是：氫氣可以很容易地到達(dá)腦組織而不會(huì)被血腦屏障阻斷。

這是因?yàn)槟X組織中的血管被特殊的裝置包圍，血管中的物質(zhì)不可能輕易進(jìn)入腦組織。這是為了保護(hù)大腦。然而，當(dāng)大腦疾病發(fā)生時(shí)，你想用藥物治療它，藥物很難通過血腦屏障，這就很難治療腦損傷。

幸運(yùn)的是，氫氣作為自然界最小的分子，可以自由的通過大腦和血管之間的屏障，不要小看這個(gè)屏障，大部分的藥物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都很難通過這個(gè)屏障進(jìn)入腦細(xì)胞的。

我們?cè)谖霘錃獾臅r(shí)候，氫氣通過肺的氣體交換進(jìn)入血液，然后通過血液循環(huán)進(jìn)入大腦，整個(gè)過程暢通無阻。

隨著吸氫時(shí)間的延長(zhǎng)，腦組織里面的氫氣越來越多，一般我們吸氫一個(gè)小時(shí)的時(shí)候，大腦里的氫氣就達(dá)到最大的溶解量了。

所以在針對(duì)腦的問題吸入氫氣的時(shí)候，我們建議吸氫時(shí)間盡量大于一個(gè)小時(shí)，讓氫氣盡可能的發(fā)揮最好效果。

氫氣對(duì)一些腦部疾病的研究成果

（1）氫氣與腦疲勞、認(rèn)知功能。

日本一項(xiàng)吸氫臨床實(shí)驗(yàn)表明：從面向年輕人的吸氫實(shí)驗(yàn)中了解到，疲勞感、壓力、無聊感降低，吸完之后感覺到輕松和暢快，積極性和注意力提高了，證明了吸氫具有帶來放松作用的同時(shí)還有活化大腦的效果；面向老年人的臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吸氫對(duì)認(rèn)知功能有改善作用，左右認(rèn)知功能和短期記憶能力急劇增強(qiáng)了。另外，輕度認(rèn)知障礙MCI風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估也表明，通過提前連續(xù)吸氫，預(yù)期能起到預(yù)防癡呆癥的效果。

（2）氫氣與腦中風(fēng)。

2007年，日本醫(yī)科大學(xué)報(bào)道了急性大鼠中風(fēng)模型吸入氫氣的研究，三組動(dòng)物分別吸入1%、2%和4%濃度的氫氣進(jìn)行治療，不同濃度的氫氣均可以緩沖氧化應(yīng)激的損傷，顯著改善中風(fēng)癥狀。此研究還發(fā)現(xiàn)了氫氣吸入比中風(fēng)常用藥物依達(dá)拉奉（腦保護(hù)劑）更有效。

孫學(xué)軍教授2008年的研究表明，氫氣對(duì)缺血缺氧誘導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞凋亡具有明顯的保護(hù)作用，且吸氫時(shí)間越長(zhǎng)效果越明顯。

2017年，日本沼津市西島醫(yī)院開展了氫氣吸入治療在輕、中度急性腦梗死患者中的安全性和有效性的研究，結(jié)果提示，吸氫療法有潛力成為一種新的急性中風(fēng)的治療方法。

（3）氫氣與帕金森病。

2009年，日本九州大學(xué)和名古屋大學(xué)分別報(bào)道，飽和富氫鹽水可以治療和大鼠的帕金森病，對(duì)腦神經(jīng)有保護(hù)作用。

2013年，日本順天堂大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床研究富氫水對(duì)帕金森病的治療效果，根據(jù)一年內(nèi)UPDRS的變化來評(píng)估病情。研究結(jié)果表明：氫水組的UPDRS總評(píng)分與對(duì)照組存在顯著差異，改善幅度明顯。