研究表明，氫氣是一種生物抗氧化和物質。吸入氫氣通過緩沖氧化應激顯著抑制多個器官的缺血/再灌注損傷。飲用氫水可能有助于緩解神經退行性疾病，包括帕金森病和阿爾茨海默病，從而提高老年人的生活質量。在動物模型中，氫氣可抑制脂多糖、刀豆蛋白A、和右旋糖酐硫酸鈉誘導的炎癥性非傳染性疾病，并伴有促炎細胞因子水平的降低。另一方面，一些基礎研究表明，預給藥氫氣也可以預防炎癥性疾病。那么，問題來了！
· 氫分子進入體內后，其分布情況如何？
· 在不同組織器官內多久能達到飽和？
· 停止氫分子攝入后，氫分子能保持多久？
這些都是氫分子代謝動力學和氫生物醫學的基本問題。
泰山氫生物醫學研究院秦樹存教授課題組通過實驗室系列標準化建設，建立了多種標準化檢測方法。
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本研究通過氫電極實時(real time)檢測法，研究了大鼠吸入不同濃度氫氣前后，不同組織器官中氫分子的飽和及脫飽和過程，為氫分子代謝動力學和氫生物醫學研究提供了基本數據。
為了完成本研究，課題組首先研制了可以提供不同濃度氫氣的供氣裝置。在氫生物醫學效應的研究中，低濃度氫氣一般為2%~4%，中濃度氫氣為42%左右，高濃度氫氣為67%。本課題選擇了高中低三種濃度的氫氣，分別為4%、42%及67%。
應用于生物組織器官中氫分子含量檢測的方法可分為間歇式和實時在線式。間歇式檢測的代表性方法為氣相色譜法。該方法可以準確檢測進樣氣體中氫氣濃度，但樣本前處理繁瑣、在取樣過程中很難防止氫氣散失，且樣本中的氫氣較難完全釋放并檢測。同時該方法只能間隔一定時間取樣，無法連續監測。實時在線式檢測的代表性方法為氫電極法。該方法是將動物麻醉后，把氫穿刺電極尖端插入待檢測組織，得到實時信號，可以檢測溶解在液體中的氫分子濃度。
本課題采用氫電極法，實時檢測了大鼠吸入4%、42%及67%氫氣前后，大腦、肝臟、、腎臟、骨骼肌、性腺脂肪、腹股溝脂肪中氫分子含量（圖1）。
圖1：檢測的組織
文中首先比較了氫分子濃度（圖2）。在生理溫度及鹽濃度下，4%、42%及67%氫氣的理論飽和平衡濃度分別約為28.5、299.0和476.9 μM（圖中虛線）。圖中可以看出，吸入一定濃度氫氣后，大腦中氫分子平衡濃度，與理論飽和平衡濃度接近。骨骼肌中氫分子平衡濃度，遠未達到理論飽和平衡濃度。
圖2：平衡后組織器官中氫分子濃度
通過飽和曲線（圖3）可以看出，在大腦、肝臟、腎臟及中，氫分子較快達到平衡，而在骨骼肌、性腺脂肪、腹股溝脂肪中達到平衡的時間較長。以4%氫氣吸入為例，氫分子在大腦、肝臟、腎臟及中濃度約在前3分鐘內迅速升高，之后緩慢升高并逐漸平衡；而在骨骼肌、性腺脂肪、腹股溝脂肪中上升速度較慢。各組織器官達到90%平衡的時間由短到長依次為（3.2 min）、肝臟（3.9 min）、腎臟（5.1 min）、大腦（6.9 min）、性腺脂肪（21.7 min）、骨骼肌（22.4 min）以及腹股溝脂肪（28.0 min）。吸入42%及67%氫氣的趨勢與此類似。
圖3：吸入氫氣后氫分子在不同組織器官中的飽和曲線
在停止吸入氫氣后，氫分子在組織器官中濃度開始下降。從脫飽和曲線（圖4）可以看出，在、肝臟、腎臟和大腦中氫分子濃度迅速減少，而在骨骼肌、性腺脂肪以及腹股溝脂肪中降低速度相對緩慢。以4%氫氣吸入為例，停止吸入氫氣后，各組織器官中氫分子濃度降低90%所用時間由短到長依次為（2.7 min）、肝臟（3.6 min）、腎臟（4.8 min）、大腦（7.3 min）、骨骼肌（11.8 min）、性腺脂肪（16.2 min）以及腹股溝脂肪（24.6 min）。停止吸入42%及67%氫氣后氫分子濃度趨勢與此類似。
圖4：停止吸入氫氣后氫分子在不同組織器官中的脫飽和曲線
本實驗提供了吸入不同濃度氫氣后氫分子濃度的基本數據。但仍有以下限制：
首先，本實驗檢測的組織深度為1mm左右，氫分子濃度隨組織深度變化的情況需要進一步研究。
第二，本實驗是在動物麻醉條件下檢測，與清醒時吸入氫氣后的實際情況可能有出入。
第三，檢測的組織器官數仍然有限，今后可進行更加詳細的檢測。
本實驗提供了吸入氫氣后氫分子在體檢測的數據，可以為相關的氫分子體內代謝和氫生物醫學效應研究提供參考。
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溫馨提示：氫氣不是藥物，不能代替藥物治療疾病！
