氢气身材小，氢气能量大！

这是最近发表在《大学化学》上的一篇综述。非常高兴看到化学领域的学者开始关注和研究氢气生物医学，因为氢气生物作用的分子机制，最终必须从化学角度进行解释，这才最符合学术逻辑。

摘要

氢气（H₂）是自然界中最小的分子和最轻的气体，在生活中具有重要作用。它不仅是一种重要的工业原料和最具发展前景的清洁能源，还对多种疾病具有显著的预防和治疗效果。本文系统阐述了氢气的发现历史，以及其在医学健康和合成化学中的应用。

氢气的基本性质

氢气（化学式H₂）是由两个氢原子通过共用一对电子构成的双原子气体分子。它是自然界中最小的分子，密度仅为空气的十四分之一。因其能选择性清除羟基自由基（∙OH）和过氧亚硝基阴离子（ONOO⁻），而不影响其他具有生理功能的活性氧，氢气在医学领域展现出广泛的应用潜力。

氢气的多元应用

氢气是重要的工业原料，可用于合成氨、甲醇、醛类等重要化合物，也可作为还原剂用于烯烃、醛、酮等不饱和键的还原，尤其在手性催化剂存在下的不对称氢化反应中，广泛应用于天然产物和药物合成。同时，氢气作为一种可再生清洁能源，正受到越来越多关注。

1. 氢气的发现史

早在16世纪，瑞士医生帕拉赛斯（Paracelsus）将铁屑与酸混合，制得一种可燃气体（即氢气），但未进一步研究，错失留名化学史的机会。17世纪，比利时科学家海尔蒙特（Helmont）也曾接触氢气，却未分离和收集研究。英国化学家波义尔虽偶然收集到该气体，但也未深入探究。

真正抓住机会的是英国化学家卡文迪许（Cavendish）。1766年，他在实验中将铁片落入盐酸溶液，发现产生大量气泡，遂用排水法收集该气体并深入研究。卡文迪许发现该气体与空气混合遇火星会爆炸，燃烧后生成水。由于他首次系统研究氢气，被公认为氢气的发现者。但受燃素论影响，他曾误认为该气体是“燃素”。直至1787年，法国化学家拉瓦锡（Lavoisier）正式提出氢是一种元素，因其燃烧生成水，故命名为“氢”，意为“水的生成者”。

2. 氢气的医学用途

最初，氢气被视为生理惰性气体，主要用于潜水领域，替代氮气以规避高压氮气引起的氮麻醉问题。1975年，Dole等研究发现，使用8个大气压、97.5%氢气与2.5%氧气的混合气体可治疗小鼠鳞状细胞癌，这是首篇氢气生物学作用的报道，但因条件苛刻未引起广泛关注。

2007年，Ohsawa等证实，吸入2%氢气可治疗大鼠脑缺血再灌注损伤，并提出氢气具有“选择性抗氧化”特点，仅清除有害的∙OH和ONOO⁻。这一发现引发广泛关注，掀起了氢气生物学效应研究的热潮。

氢气分子量小，渗透性强、扩散速度快，能迅速到达靶区域发挥抗氧化作用，且具高生物安全性，无毒无残留，与氧化剂反应生成水，是一种理想的治疗介质。越来越多研究表明，氢气对多种疾病有良好治疗效果：

• 泰山医学院刘东杰等指出，氢气可减轻氧化应激和炎症所致的眼部损伤，滴注富氢生理盐水能保护视网膜和角膜，对白内障有治疗作用，为临床应用提供了基础。

• 西安交通大学刘健康等综述称，氢气能清除心脏损伤中的∙OH，增强抗氧化能力，抑制促炎因子，减轻电离辐射所致心肌损伤，缓解心脏缺血再灌注损伤，对心脏移植、心肺流转术等造成的心脏损伤具有预防和治疗效果。

• 氢气还对结肠损伤有保护作用，对心血管、消化系统、呼吸系统等多类疾病具显著防治效果。

目前，氢气医学已从基础研究走向临床应用。北京工业大学谢飞等指出，氢气在肿瘤、II型糖尿病、高尿酸血症等代谢疾病，脑梗死、脊髓损伤等神经系统疾病，胃食管反流病、类风湿关节炎等临床应用中均表现出良好效果，为大规模多中心临床试验提供了参考。

氢气给药方式

主要包括直接吸入、饮用富氢水、注射氢气生理盐水、使用含氢眼药水，以及含氢沐浴产品和化妆品等。其中：

• 吸入氢气最直接，可经肺泡换气进入血液循环快速起效；

• 饮用富氢水最便捷，有望成为疾病防治的有效手段；

• 注射氢气生理盐水和局部用药在临床上应用广泛，已在失血性休克、急性胰腺炎等多种模型中得到验证；

• 含氢眼药水可减轻视网膜损伤。