氫氣在運(yùn)動骨科和創(chuàng)傷學(xué)中的治療潛力

作者：Alberto Boretti

澳大利亞墨爾本理工學(xué)院

摘要

這篇敘述性綜述報(bào)告了氫氣的治療用途。小規(guī)模研究表明，氫氣可能提供健康益處，包括減少氧化應(yīng)激和改善某些病癥的指標(biāo)。氫氣療法被各種個體使用，包括運(yùn)動員、接受放射治療的患者以及代謝綜合征患者。在運(yùn)動骨科和創(chuàng)傷學(xué)的背景下，氫氣療法的潛在應(yīng)用和好處包括減少肌肉中的氧化應(yīng)激、改善肌肉疲勞和耐力、支持傷后恢復(fù)和康復(fù)、改善關(guān)節(jié)健康、加速骨折愈合、加快手術(shù)后恢復(fù)、預(yù)防延遲性肌肉酸痛（DOMS）、增強(qiáng)整體恢復(fù)力并保護(hù)免受缺血再灌注損傷或提供神經(jīng)保護(hù)效果。然而，確認(rèn)其治療效果的廣泛研究尚缺乏。盡管氫氣療法顯示出前景，但迫切需要更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)和全面的研究來確定其在主流醫(yī)療實(shí)踐中的安全性、有效性和最佳使用方式。隨著人們對氫氣療法的興趣增長，填補(bǔ)知識空白至關(guān)重要。

 Boretti, Alberto. "Therapeutic potential of hydrogen in sports orthopaedics and traumatology: A narrative review." Sports Orthopaedics and Traumatology (2024).

正文

近年來，探索氫氣在各個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的治療潛力的興趣日益增長。初步研究已經(jīng)表明了一些有希望的結(jié)果，表明氫氣可能在減少氧化應(yīng)激、提高運(yùn)動表現(xiàn)和改善某些血液指標(biāo)方面發(fā)揮作用，特別是在接受放射治療的個體或有代謝綜合征的個體中。氫氣療法涉及使用 氫分子（H2）作為潛在的醫(yī)療干預(yù)措施以提供治療益處。 氫分子是氫的二原子形式，由兩個氫原子組成，通常以各種形式給藥，包括富氫水、氫氣或氫氣吸入。由于氫氣具有作為抗氧化劑、抗炎和抗凋亡劑的潛力，其治療用途近年來受到了關(guān)注[32,34,58]。氫氣可以通過多種方法給藥，包括吸入、飲用富氫水、靜脈注射和富氫鹽水[34,58]。它已經(jīng)在治療各種疾病中進(jìn)行了探索，如代謝性疾病、慢性系統(tǒng)性炎癥性疾病和肝病[48,59]。氫氣的治療應(yīng)用在臨床試驗(yàn)中顯示了積極的效果，改善了臨床終點(diǎn)和替代指標(biāo)[48]。然而，關(guān)于氫氣療法的劑量、給藥方法和不良反應(yīng)的知識仍然有限[48]。本研究旨在提供有關(guān)氫氣氣體治療潛力的敘述性綜述。

研究方法

通過在Google Scholar數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行關(guān)鍵詞搜索來進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。

研究結(jié)果

氫氣可以通過幾種方式進(jìn)行治療性給藥，其給藥方式取決于特定的治療目標(biāo)和被針對的條件[48,58]。雖然包括氫氣療法在內(nèi)的醫(yī)療治療應(yīng)在合格的醫(yī)療保健專業(yè)人員的指導(dǎo)和監(jiān)督下進(jìn)行，但在醫(yī)院或臨床環(huán)境之外進(jìn)行氫氣療法正變得越來越普遍。

氫氣的給藥途徑

目前，氫氣的給藥方式如下。通過氫氣吸入[67]，患者吸入氫氣。專門設(shè)計(jì)的設(shè)備，如氫氣吸入器，旨在為吸入療法提供控制量的氫氣。通過飲用富含氫氣的水[26,37,50]，攝入富含溶解氫分子的水是一種常見的方法?？梢允褂脷淦?、氫氣發(fā)生器或氫氣注入機(jī)來生產(chǎn)富含氫氣的水。通過氫氣注射[19,68]，將氫氣溶解在鹽水溶液中并皮下或靜脈注射。這種方法不太常見，可能需要醫(yī)療監(jiān)督。通過氫氣浴[39,64]療法涉及將身體浸泡在注入氫氣的水中，如氫氣浴。這種方法旨在允許氫氣通過皮膚吸收。通過產(chǎn)氫片或粉末[55–56]，使用固體材料，當(dāng)加入水時會釋放氫氣。所產(chǎn)生的富含氫氣的水可以被消費(fèi)。除了上面列出的更成熟的方法外，還在考慮新的傳遞方法[33,54,70,72–74]，通常與以下一節(jié)所列的基本機(jī)制相比，具有更復(fù)雜的行動。

氫氣的作用機(jī)制

在作用機(jī)制方面，從基礎(chǔ)化學(xué)來看，氫氣療法可能主要涉及使用 氫分子作為抗氧化劑來減少體內(nèi)的氧化應(yīng)激。與氫氣的治療效果相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)是復(fù)雜的，并且可能因針對的特定活性氧種(ROS)而異[2,7,66]。涉及 氫分子的一些潛在反應(yīng)包括清除羥基自由基(·OH)或過氧亞硝酸鹽(ONOO·)，以及超氧陰離子(O2) O2·– 和·HO通常被稱為“自由基”。這些反應(yīng)的化學(xué)過程如圖1所示。氫氣參與消除這些含有活性屬性的含氧化合物，這些化合物可以與有機(jī)底物反應(yīng)，產(chǎn)生中間物種，這些中間物種可以進(jìn)一步在其他危險(xiǎn)的連鎖反應(yīng)過程中產(chǎn)生其他ROS。上圖展示了ROS的破壞途徑。氫氣療法通過其抗氧化特性減少ROS。ROS包括高度活性的分子。

圖1（a）活性氧物種（ROS）生成的化學(xué)基礎(chǔ)。（b）超氧陰離子和過羥基自由基的化學(xué)反應(yīng)。（c）羥基自由基的化學(xué)反應(yīng)。（d）過氧化氫、過氧自由基和烷氧自由基的化學(xué)反應(yīng)。圖片來自[7]。

就像超氧陰離子（O2-）、過氧化氫（H2O2）和羥基自由基（OH）一樣，當(dāng)這些物質(zhì)過量存在時，會導(dǎo)致氧化應(yīng)激。氫氣療法可以通過不同的機(jī)制減少ROS。氫氣可以有選擇性地清除有害的ROS，同時不影響必要的信號傳遞ROS。

這種選擇性至關(guān)重要，因?yàn)槟承㏑OS在細(xì)胞信號傳導(dǎo)和功能中扮演重要角色。通過中和有害的ROS，氫氣有助于保持氧化還原平衡，而不會擾亂必要的細(xì)胞過程。最具破壞性的ROS之一是羥基自由基（OH），它能對細(xì)胞造成顯著損害。氫氣已被證明能特別針對并清除羥基自由基，減少它們的有害效應(yīng)。 氫分子通過中和過量的ROS有助于減少氧化應(yīng)激。這在氧化應(yīng)激升高的情況下尤其重要，例如在炎癥、劇烈運(yùn)動或暴露于環(huán)境壓力因素期間。此外，由于線粒體是細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生的主要來源，通過減少氧化應(yīng)激，氫氣可以幫助保護(hù)線粒體功能。保持線粒體的完整性對于維持細(xì)胞能量生產(chǎn)和防止有害ROS釋放至關(guān)重要。氫氣的抗炎作用也可能間接有助于降低ROS水平。炎癥通常與ROS產(chǎn)生增加有關(guān)，通過減輕炎癥，氫氣有助于維持ROS水平的平衡。氫氣療法已被報(bào)道能增強(qiáng)內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)的作用，如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶。這些酶在中和細(xì)胞內(nèi)ROS中起著關(guān)鍵作用。最后，氫氣療法有助于維持氧化還原平衡，即細(xì)胞內(nèi)氧化劑和抗氧化劑之間的平衡。這種平衡對于正常細(xì)胞功能和預(yù)防氧化損傷至關(guān)重要。

上述化學(xué)過程并未捕捉到在氫氣療法期間體內(nèi)可能發(fā)生的全部生物反應(yīng)的復(fù)雜性。此外，氫氣的治療效果不僅僅歸因于其直接清除ROS（活性氧種）。氫氣還可能影響細(xì)胞信號通路和基因表達(dá)。

許多研究提出氫氣生物效應(yīng)的不同可能機(jī)制。特別是在氫氣療法的背景下，氫氣的生物效應(yīng)機(jī)制是一個活躍的研究領(lǐng)域。雖然確切的機(jī)制尚未完全闡明，但已提出幾條潛在的途徑來解釋觀察到的氫氣效果。已被建議的關(guān)鍵機(jī)制包括抗氧化特性、抗炎作用、細(xì)胞信號通路、基因表達(dá)調(diào)控、線粒體功能、自噬調(diào)節(jié)和抗凋亡效應(yīng)。氫氣療法領(lǐng)域仍在發(fā)展中，需要進(jìn)一步的研究來更深入理解氫氣發(fā)揮其生物效應(yīng)的精確分子機(jī)制和途徑。文獻(xiàn)中更多地涵蓋了抗氧化和抗炎特性?？寡趸Ч鸞11,21,38,43-44,47]是最被證實(shí)的。氫氣通過直接對抗羥基自由基（OH）、增強(qiáng)NF-kB（核因子-kB）、HO-1（血紅素加氧酶-1）、SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（過氧化氫酶）和MPO（髓過氧化物酶）的表達(dá)，以及清除過氧亞硝酸根陰離子（ONOO -）來展示其抗氧化功效。

 抗炎作用[11,19,46,62]是另一個廣為人知的效果。氫氣通過抑制NF-kB和促炎因子，如腫瘤壞死因子-a（TNF-a）、白細(xì)胞介素（IL）IL-1b、IL-6以及高遷移率族蛋白1（HMGB-1），來展現(xiàn)其抗炎特性，并壓制巨噬細(xì)胞炎性蛋白MIP-1a、MIP-2、粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）以及細(xì)胞間粘附分子-1（ICAM-1），同時提高抗炎因子IL-10的表達(dá)。它調(diào)節(jié)自噬，包括由Parkin/PINK（PTEN誘導(dǎo)激酶）介導(dǎo)的線粒體自噬，減輕炎癥，并限制NLRP3（核苷酸結(jié)合域和富亮氨酸重復(fù)蛋白3）介導(dǎo)的焦亡。

關(guān)于氫氣對細(xì)胞凋亡和信號傳導(dǎo)或抗衰老效果的研究較少。

凋亡/信號傳導(dǎo)[11,35,53]是一個正在被研究的有潛力的方向。氫氣通過調(diào)節(jié)與凋亡相關(guān)蛋白和信號通路來阻礙凋亡，除了在癌細(xì)胞中可能促進(jìn)凋亡。氫氣能影響多種細(xì)胞信號通路，包括那些與細(xì)胞生存和凋亡相關(guān)的通路。氫氣可能影響像絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）這樣的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，這些通路在細(xì)胞生長和存活中起著作用。氫氣通過影響轉(zhuǎn)錄因子的活性，可能改變參與細(xì)胞功能和存活的基因的表達(dá)。氫氣還被提出可以通過減少氧化應(yīng)激和維護(hù)線粒體膜的完整性來保護(hù)線粒體功能。它可以影響線粒體的ATP產(chǎn)生并有助于維持細(xì)胞能量平衡。氫氣如何影響信號通路的確切機(jī)制尚未完全理解，可能涉及復(fù)雜的相互作用。例如，氫氣可以影響在線粒體功能中起關(guān)鍵作用的線粒體功能。通過保護(hù)線粒體功能，氫氣可能對細(xì)胞具有保護(hù)作用，并減少凋亡的可能性。

抗衰老[11,15,71]是另一個引起關(guān)注的效果，然而其背后機(jī)制尚未明確定義。氫氣潛在的抗衰老效果是一個仍處于早期階段的領(lǐng)域，需要更多研究以獲得確鑿的證據(jù)。氫氣的抗衰老效果與前述機(jī)制有關(guān)，如抗氧化特性、炎癥減少、線粒體功能、細(xì)胞信號通路、DNA穩(wěn)定性和自噬調(diào)節(jié)。氫氣通過減少氧化DNA損傷、降低衰老相關(guān)蛋白如β半乳糖苷酶、腫瘤抑制蛋白p53和周期依賴性激酶抑制劑p21的表達(dá)，并增強(qiáng)Sirt3（sirtuins 3）的表達(dá)來發(fā)揮抗衰老效果。需要進(jìn)一步研究以更深入理解氫氣發(fā)揮其生物效果的精確分子機(jī)制和途徑[1]。

氫氣的治療效果

盡管有令人充滿希望的證據(jù)，但氫氣療法的應(yīng)用仍在探索中，直到有更多強(qiáng)有力的臨床證據(jù)可用之前，在解釋其潛在益處時應(yīng)謹(jǐn)慎。氫氣的潛在治療效果已在各種醫(yī)療狀況中進(jìn)行了研究，一些關(guān)鍵的研究和應(yīng)用領(lǐng)域包括：

氫氣對于從抗氧化特性中受益的狀況具有治療效果。 氫分子被認(rèn)為具有抗氧化特性，有助于中和體內(nèi)有害的活性氧物種（ROS）。過量的ROS可能導(dǎo)致氧化應(yīng)激、炎癥和各種慢性疾病[21,27,47,60]。氫氣的抗氧化特性可以幫助處理多種狀況，如衰老、慢性炎癥、環(huán)境暴露、運(yùn)動、疾病和感染、神經(jīng)條件如阿爾茨海默病和帕金森病、糖尿病、心血管健康、癌癥預(yù)防、皮膚健康或眼健康包括黃斑變性。由于其選擇性抗氧化特性，氫氣還被視為一種潛在的輻射防護(hù)劑[18]。大多數(shù)電離輻射引起的損傷是由H2O的輻射分解產(chǎn)生的羥基自由基引起的。由于氫氣可以通過多種機(jī)制減輕此類損傷，它作為一種新型輻射防護(hù)劑呈現(xiàn)出值得注意的潛力。

氫氣還對從抗炎作用中受益的狀況具有治療效果。氫氣療法已被研究其潛在的抗炎效果。通過調(diào)節(jié)炎癥途徑，氫氣可能在以炎癥為特征的狀況中有應(yīng)用[5,13,21,60]。一些歡迎抗炎特性的狀況和情況包括關(guān)節(jié)炎和關(guān)節(jié)痛、自身免疫疾病、過敏、哮喘、慢性炎癥性疾病、皮膚狀況、心血管疾病、神經(jīng)障礙、傳染病、術(shù)后炎癥、運(yùn)動損傷或慢性疼痛狀況，如纖維肌痛。

氫氣對于從細(xì)胞保護(hù)中受益的狀況具有治療效果。 氫分子被認(rèn)為具有細(xì)胞保護(hù)效果，意味著它可以幫助保護(hù)細(xì)胞免受損害。這在細(xì)胞損傷起作用的狀況中可能是有益的，例如在神經(jīng)退行性疾病中[6,9–10,41,46]。氫氣療法用于細(xì)胞保護(hù)正在探索的一些狀況包括與氧化應(yīng)激有關(guān)的狀況、與炎癥有關(guān)的障礙、缺血再灌注損傷、神經(jīng)障礙、代謝障礙、自身免疫疾病、癌癥治療支持、呼吸系統(tǒng)疾病如慢性阻塞性肺?。–OPD）和急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）、心血管疾病以及運(yùn)動表現(xiàn)和恢復(fù)。

氫氣對于涉及線粒體功能障礙的狀況具有治療效果。一些研究表明，氫氣可能會影響線粒體功能，線粒體是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生能量的結(jié)構(gòu)。改善線粒體功能被認(rèn)為對整體細(xì)胞健康有益[14,22,28,47]。氫氣療法因其對線粒體功能的潛在影響而受歡迎的一些狀況包括神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病包括缺血性心臟病和心力衰竭、代謝障礙、神經(jīng)肌肉障礙如肌肉萎縮癥和肌病、衰老、運(yùn)動引起的疲勞、中風(fēng)和缺血性損傷、肝臟疾病如非酒精性脂肪肝病（NAFLD）和肝纖維化、腎臟疾病，或眼疾如與年齡相關(guān)的黃斑變性和青光眼，這些都可能受益于氫氣療法。

氫氣還對特定的神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有治療效果。研究已探索了氫氣療法在各種神經(jīng)狀況中的潛在用途，包括阿爾茨海默病、帕金森病和缺血性中風(fēng)。這些情況下氫氣的神經(jīng)保護(hù)效果引起了人們的興趣[9,16,20,42,52,69]。氫氣療法正在研究的一些神經(jīng)障礙包括阿爾茨海默病，其特征是β-淀粉樣蛋白斑塊的積累和氧化應(yīng)激，導(dǎo)致神經(jīng)退行性變，或帕金森病，其與多巴胺產(chǎn)生神經(jīng)元的損失和氧化應(yīng)激有關(guān)。

亨廷頓病是一種涉及基因突變導(dǎo)致大腦神經(jīng)細(xì)胞退化的疾病，也是氫氣療法的潛在目標(biāo)之一，與肌萎縮性側(cè)索硬化癥（ALS）一樣，后者是一種影響運(yùn)動神經(jīng)元的進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病。減輕創(chuàng)傷性腦損傷（TBI）的后果或在脊髓損傷后支持神經(jīng)保護(hù)和功能恢復(fù)也被視為氫氣療法的應(yīng)用范圍。氫氣療法正在被研究其神經(jīng)保護(hù)潛力，以及用于治療腦缺血（中風(fēng)）。氫氣療法還因其潛在的抗炎效果以及對免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)的影響而被提出，針對多發(fā)性硬化癥（MS），該病癥特征是免疫系統(tǒng)攻擊中樞神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致炎癥和脫髓鞘。癲癇性發(fā)作涉及大腦中的異常電活動，可能導(dǎo)致氧化應(yīng)激，或者是慢性神經(jīng)病理性疼痛，如糖尿病神經(jīng)病變或神經(jīng)損傷，這些可能涉及氧化應(yīng)激和炎癥，也是氫氣療法的其他目標(biāo)。

氫氣對心血管健康具有治療效果。這一方面與運(yùn)動科學(xué)相關(guān)。已經(jīng)對氫氣療法的潛在心血管益處進(jìn)行了研究。這包括其對血壓、膽固醇水平和整體心血管功能的影響[3,29,36,46,57]。目前正在研究的一些心血管健康狀況包括動脈粥樣硬化、高血壓、缺血再灌注損傷、心力衰竭、心肌梗死、心臟缺血、心律失常、糖尿病心血管并發(fā)癥、血管功能障礙或內(nèi)皮功能障礙。

與運(yùn)動科學(xué)更相關(guān)的是，氫氣療法在運(yùn)動表現(xiàn)上的治療效果。一些研究探討了氫氣療法對運(yùn)動表現(xiàn)和恢復(fù)的影響。對于運(yùn)動員來說，氫氣減少運(yùn)動引起的氧化應(yīng)激和炎癥的潛力是一個感興趣的領(lǐng)域[27,31,40,60]。具體到運(yùn)動表現(xiàn)，氫氣療法可以幫助減少劇烈運(yùn)動后的氧化應(yīng)激，減少運(yùn)動引起的炎癥，這有助于減輕肌肉酸痛和疲勞，支持線粒體功能以增強(qiáng)運(yùn)動期間能量利用的效率，通過解決氧化應(yīng)激和炎癥減輕肌肉疲勞，促進(jìn)運(yùn)動后的更快恢復(fù)，改善細(xì)胞水化，保護(hù)肌肉免受密集運(yùn)動的損害，或減少乳酸積累影響乳酸代謝，有助于延遲肌肉酸痛（DOMS）的發(fā)生并提高運(yùn)動表現(xiàn)。

最后，氫氣還對胃腸健康具有治療效果。正在進(jìn)行的研究探討了氫氣療法對胃腸健康的影響。這包括其在解決炎癥性腸病[4,12,45,63]等狀況方面的潛力。正在研究氫氣療法的各種胃腸狀況。諸如克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎這樣的炎癥性腸病（IBD），涉及胃腸道的慢性炎癥，是氫氣療法正在研究的一種狀況。類似的情況還包括腸易激綜合癥（IBS），氫氣療法有可能調(diào)節(jié)腸道微生物群并減少癥狀。影響胃腸道運(yùn)動的障礙，如胃輕癱，可能會從支持腸道蠕動的氫氣療法中受益。幽門螺桿菌是一種與消化性潰瘍和胃炎相關(guān)的細(xì)菌，被認(rèn)為是氫氣療法的一個目標(biāo)狀況，鑒于其潛在的抗菌效果。胃潰瘍是在胃內(nèi)膜上發(fā)展的開放性瘡瘍，也是氫氣療法的目標(biāo)之一，因?yàn)闇p少氧化應(yīng)激和炎癥可能有助于胃潰瘍的愈合。胃食管反流病（GERD）、結(jié)直腸癌、小腸細(xì)菌過度生長（SIBO）、功能性消化不良和便秘等其他狀況也可能通過各種機(jī)制從氫氣療法中受益。

如前所述，需要進(jìn)一步的研究來充分理解氫氣療法的潛力[1]。

氫氣療法的目標(biāo)疾病

在不同的疾病背景下，已經(jīng)探索了各種氫氣給藥方法。這些給藥方法旨在確保氫氣有效地分布到目標(biāo)組織。許多應(yīng)用的臨床證據(jù)仍在發(fā)展中。氫氣吸入被應(yīng)用于呼吸系統(tǒng)疾病、神經(jīng)退行性疾病和心血管狀況。

吸入氫氣允許快速吸收進(jìn)入血液，從而實(shí)現(xiàn)全身效果?？梢允褂梦胧一驓錃獍l(fā)生器進(jìn)行控制給藥。

富氫水用于各種全身性疾病，包括代謝紊亂、炎癥和與氧化應(yīng)激相關(guān)的疾病?？梢詫錃馊芙庠谒幸灾圃旄粴渌?。飲用這種水可以實(shí)現(xiàn)全身分布，氫氣可能作為抗氧化劑發(fā)揮作用。

在高壓氧療（HBO）期間吸入氫氣被應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病、傷口愈合和抗炎作用。可以在高壓氧療期間給藥氫氣，增強(qiáng)兩種療法的效果。這種組合可以改善組織氧合并減少氧化應(yīng)激。

注射飽和氫鹽水用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病、肝臟損傷和缺血再灌注損傷?？梢詫錃馊芙庠邴}水中并直接注射進(jìn)入血流。這種方法允許氫氣快速分布到各種組織。

產(chǎn)生氫氣的片劑或粉末用于一般健康，支持抗氧化能力。在水中溶解時釋放氫氣的片劑或粉末通過口服消耗。這種方法方便，可作為膳食補(bǔ)充劑使用。

注入氫氣的飲料用于一般健康和福祉，支持抗氧化防御。諸如注入氫氣的飲料之類的飲品，旨在提供一種便捷的消費(fèi)氫氣方式。氫氣通常溶解在飲料中并通過消化系統(tǒng)吸收。

局部應(yīng)用富含氫的藥膏用于皮膚狀況和傷口愈合。局部應(yīng)用的富含氫的藥膏或乳膏可以直接向皮膚傳遞氫氣，可能促進(jìn)愈合并減少炎癥。

這些方法的有效性可能會根據(jù)目標(biāo)疾病和個人因素而有所不同。此外，氫氣暴露的最佳濃度和持續(xù)時間是當(dāng)前積極研究的方向。

氫氣治療的有效濃度和副作用

氫氣療法中氫分子的治療濃度和潛在副作用是當(dāng)前研究的活躍領(lǐng)域 [8,42,45–46,49]。對于治療效果的最佳濃度，根據(jù)具體應(yīng)用而有所不同。

關(guān)于治療濃度，使用吸入氫氣的研究表明已探索了從1%到4%的濃度范圍。在研究環(huán)境中通常使用更高濃度，但較低濃度也可能具有治療效果。富氫水中的氫濃度通常在0.5至2.5 ppm之間。一些研究表明，大約1.6 ppm的濃度可能是有效的。注入氫氣的飲料可能包含與富氫水相似的濃度，通常在0.5至2.5 ppm范圍內(nèi)。產(chǎn)氫片劑在水中溶解時釋放氫氣，其濃度可以變化。泡騰片劑中的常見濃度范圍為1至10 ppm。最后，用于注射的飽和鹽水溶液的濃度可能會有所不同，典型濃度范圍為1.6至7.6 ppm。

關(guān)于氫氣副作用，氫氣療法通常被認(rèn)為是安全的，報(bào)告的副作用很少。 氫分子是非毒性的，當(dāng)在合理濃度下給藥時，通常能夠很好地被耐受。個體反應(yīng)可能會有所不同，需要更多的研究來完全理解氫氣療法的長期效果和潛在副作用。在研究中使用的濃度（1-4%）下，吸入氫氣通常被認(rèn)為是安全的。盡管研究中沒有報(bào)告顯著的不良效應(yīng)，但個體耐受性可能會有所不同。富氫水和飲料通常能夠很好地被耐受。一些個體最初可能會經(jīng)歷輕微的胃腸不適，但這通常是暫時的。飽和鹽水注射液已在各種研究中使用，報(bào)告的不良效應(yīng)很少。然而，如同任何注射一樣，存在感染或注射部位反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。

在之前的部分中，已經(jīng)概述了氫氣在運(yùn)動科學(xué)中的一些治療潛力，即心血管健康和運(yùn)動表現(xiàn)。在運(yùn)動科學(xué)的背景下，氫氣療法還有其他幾個潛在的應(yīng)用和益處，包括骨科和創(chuàng)傷學(xué) [8,23–25,30,49,51,61,65]。它們大多與減少肌肉中的氧化應(yīng)激有關(guān)。劇烈的體力運(yùn)動可能導(dǎo)致肌肉中氧化應(yīng)激增加，從而導(dǎo)致疲勞和恢復(fù)延遲。氫氣療法可以減少氧化應(yīng)激，可能在劇烈運(yùn)動后幫助肌肉恢復(fù)。通過解決與長時間或強(qiáng)度大的身體活動相關(guān)的氧化應(yīng)激和炎癥，氫氣療法也可能對肌肉疲勞和耐力產(chǎn)生積極影響。這可能有助于提高運(yùn)動表現(xiàn)。氫氣療法正在探索其在促進(jìn)組織修復(fù)和減少骨折或軟組織損傷后的炎癥方面的潛在作用，可能有助于康復(fù)過程。

參考文獻(xiàn)[30]強(qiáng)調(diào)了氫氣對運(yùn)動運(yùn)動員的積極影響，突出了其通過抗氧化和抗炎作用產(chǎn)生的正面效果。進(jìn)行長期高強(qiáng)度訓(xùn)練的精英運(yùn)動員，以及未經(jīng)訓(xùn)練的個體在進(jìn)行劇烈體育活動時，通常會共同經(jīng)歷一些病理因素，如炎癥、氧化和細(xì)胞損傷，這些都與疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)。常規(guī)的抗氧化劑和消炎藥物的消費(fèi)往往會阻礙運(yùn)動帶來的積極適應(yīng)。值得注意的是，氫氣的使用可以減輕由疾病和劇烈運(yùn)動引起的氧化還原失衡和慢性炎癥，促進(jìn)細(xì)胞保護(hù)性的應(yīng)激反應(yīng)，線粒體生物合成、ATP產(chǎn)生、提高NAD+/NADH比例，以及激活細(xì)胞保護(hù)性的第二階段酶、熱休克蛋白和sirtuins。在與運(yùn)動相關(guān)的軟組織損傷方面，口服和局部使用氫氣的效果在參考文獻(xiàn)[51]中進(jìn)行了討論。參考文獻(xiàn)[49]提出氫氣療法作為一種創(chuàng)新且有效的治療手段，特別是針對運(yùn)動誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和運(yùn)動傷害，可能對提升整體運(yùn)動表現(xiàn)有潛在的影響。參考文獻(xiàn)[65]探討了超飽和富氫水的水療在幫助急性損傷恢復(fù)方面的潛力，特別是那些影響到第五趾近端指骨的損傷。此外，參考文獻(xiàn)[23]表明，對于職業(yè)運(yùn)動員處理腳踝扭傷，急性水療使用超飽和富氫水可能是有益的。參考文獻(xiàn)[61]研究了氫水對運(yùn)動員在高強(qiáng)度運(yùn)動后減輕自由基損傷的選擇性保護(hù)效果。參考文獻(xiàn)[25]記錄了使用富氫水進(jìn)行水療在管理職業(yè)運(yùn)動員急性腳踝扭傷方面的優(yōu)勢。包括骨關(guān)節(jié)炎在內(nèi)的影響關(guān)節(jié)健康的狀況可能會涉及氧化應(yīng)激和炎癥，可以從調(diào)節(jié)這些因素和支持關(guān)節(jié)健康的氫氣療法中受益。氫氣療法被研究用于通過減少炎癥和促進(jìn)有利于骨骼再生的環(huán)境來增強(qiáng)骨折愈合的可能性。在骨科手術(shù)后，氫氣療法可以減少氧化應(yīng)激和炎癥，促進(jìn)更順暢的恢復(fù)過程并最小化術(shù)后并發(fā)癥。氫氣療法還可以減輕經(jīng)常伴隨劇烈或不習(xí)慣的運(yùn)動之后的延遲性肌肉酸痛（DOMS）的癥狀。在特定區(qū)域血流暫時減少（缺血）然后恢復(fù)（再灌注）的情況下，例如在某些創(chuàng)傷性損傷或手術(shù)過程中，氫氣療法可以對抗缺血再灌注損傷。在創(chuàng)傷性腦損傷或與運(yùn)動相關(guān)的腦震蕩方面，氫氣療法可以提供神經(jīng)保護(hù)效果，包括減輕大腦中的氧化應(yīng)激和炎癥。參考文獻(xiàn)[24]提出，利用口服透粘膜氫制劑進(jìn)行密集連續(xù)治療是一種有前景的策略，用于減少與運(yùn)動相關(guān)的輕度創(chuàng)傷性腦損傷（TBI）的癥狀存在和嚴(yán)重程度。關(guān)于氫氣在TBI中的作用，該主題在[17]中進(jìn)行了回顧。

氫氣療法主要通過應(yīng)對氧化應(yīng)激和炎癥，可以為運(yùn)動員的整體恢復(fù)做出貢獻(xiàn)，降低受傷風(fēng)險(xiǎn)并提高總體表現(xiàn)。然而，其他應(yīng)用也在考慮之中。

結(jié)論

雖然前幾段提到的是氫氣療法的一些有前景的領(lǐng)域，以及一些更成熟的給藥方法，但氫氣療法領(lǐng)域仍在不斷發(fā)展，更多的針對性給藥和特定作用正在被考慮。小型研究表明，氫氣可以減輕接受放射治療的人的氧化應(yīng)激，提升運(yùn)動員的表現(xiàn)，并改善代謝綜合征患者的某些血液標(biāo)志物。盡管如此，確認(rèn)其健康效果的廣泛研究仍然缺乏。總體而言，氫氣療法作為一種安全有效的治療各種疾病的方法具有潛力，但需要更多研究來優(yōu)化其使用。然而，關(guān)于氫氣治療效果的現(xiàn)有研究仍然有限，且主要由小規(guī)模研究組成。要真正確定氫氣的全部益處及其在醫(yī)療保健中的潛在應(yīng)用，迫切需要全面的研究努力。全面研究包括能夠提供更強(qiáng)大、更可靠證據(jù)的大規(guī)模臨床試驗(yàn)、系統(tǒng)綜述和薈萃分析。全面研究對于解決潛在的混雜變量、確保結(jié)果的可重復(fù)性以及為將基于氫的療法納入主流醫(yī)療實(shí)踐建立堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)至關(guān)重要。這樣的研究將允許我們更深入地理解氫氣發(fā)揮作用的機(jī)制、最佳劑量、潛在副作用以及其對各種健康狀況的總體影響。隨著圍繞氫氣療法的興趣不斷增長，彌合當(dāng)前有限知識與更好地理解氫氣治療潛力之間的差距至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)

• H.G. Chen et al.

  Heme oxygenase-1 mediates the anti-inflammatory effect of molecular hydrogen in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages

  Int J Surg(2013)
  

• Y. Fu et al.

  Molecular hydrogen is protective against 6-hydroxydopamine-induced nigrostriatal degeneration in a rat model of Parkinson's disease

  Neurosci Lett(2009)

• B. Gharib et al.

  Anti-inflammatory properties of molecular hydrogen: investigation on parasite-induced liver inflammation

  Comp R Acad Sci-Ser III-Sci Vie(2001)

• J. He et al.

  The role of hydrogen therapy in Alzheimer's disease management: Insights into mechanisms, administration routes, and future challenges

  Biomed Pharmacother(2023)

• Q. Hu et al.

  Molecular hydrogen: A potential radioprotective agent

  Biomed Pharmacother(2020)

• G. Ishihara et al.

  Molecular hydrogen suppresses superoxide generation in the mitochondrial complex I and reduced mitochondrial membrane potential

  Biochem Biophys Res Commun(2020)

• S. Kajiyama et al.

  Supplementation of hydrogen-rich water improves lipid and glucose metabolism in patients with type 2 diabetes or impaired glucose tolerance

  Nutr Res(2008)

• H.M. Li et al.

  The transfer of hydrogen from inert gas to therapeutic gas

  
  

  Med Gas Res(2017)

• J.M. Matés et al.

  Role of reactive oxygen species in apoptosis: implications for cancer therapy

  Int J Biochem Cell Biol(2000)

• K. Noda et al.

  A novel method of preserving cardiac grafts using a hydrogen-rich water bath

  J Heart Lung Transplant(2013)

• J.E. Nogueira et al.

  Molecular hydrogen reduces acute exercise-induced inflammatory and oxidative stress status

  Free Radic Biol Med(2018)

• S. Ohta

  Molecular hydrogen as a novel antioxidant: overview of the advantages of hydrogen for medical applications

  Methods Enzymol(2015)

• S. Ohta

  Molecular hydrogen as a preventive and therapeutic medical gas: initiation, development and potential of hydrogen medicine

  Pharmacol Ther(2014)

• S. Ohta

  Molecular hydrogen is a novel antioxidant to efficiently reduce oxidative stress with potential for the improvement of mitochondrial diseases

  Biochim Biophys Acta (BBA)-Gen Subjects(2012)

• S.M. Ostojic

  Hydrogen-rich water as a modulator of gut microbiota?

• J Funct Foods(2021)

• M. Redza-Dutordoir et al.

  Activation of apoptosis signalling pathways by reactive oxygen species

  Biochim Biophys Acta (BBA)-Mol Cell Res(2016)
  

  
  

• F. Rong et al.

  Intelligent polymeric hydrogen sulfide delivery systems for therapeutic applications

  Bioact Mater(2023)

• E. Tvrdá et al.

  Free radicals: what they are and what they do

  
  

• D. Zanini et al.

  The effects of 6-month hydrogen-rich water intake on molecular and phenotypic biomarkers of aging in older adults aged 70 years and over: a randomized controlled pilot trial

  Exp Gerontol(2021)

• L. Zhang et al.

  Sustained release of bioactive hydrogen by Pd hydride nanoparticles overcomes Alzheimer's disease

  Biomaterials(2019)

• 
  

• A. Ahmad et al.

  Narrative on hydrogen therapy and its clinical applications: safety and efficacy

• Curr Pharm Des(2022)

• 
  

• C.M.C. Andrés et al.

  Superoxide anion chemistry—its role at the core of the innate immunity

  Int J Mol Sci(2023)

• 
  

• M. Barancik et al.

  Molecular and cellular mechanisms associated with effects of molecular hydrogen in cardiovascular and central nervous systems

  Antioxidants(2020)

• 
  

• F. Carbonero et al.

  Contributions of the microbial hydrogen economy to colonic homeostasis

  Nat Rev Gastroenterol Hepatol(2012)
  

• 
  

• Y. Chuai et al.

  Molecular hydrogen and radiation protection

  Free Radic Res(2012)

• 
  

• F. Collin

  Chemical basis of reactive oxygen species reactivity and involvement in neurodegenerative diseases

  Int J Mol Sci(2019)

• 
  

• B.J. Dixon et al.

  The evolution of molecular hydrogen: a noteworthy potential therapy with clinical significance

  Med Gas Res(2013)

• 
  

• K. Dohi et al.

  Molecular hydrogen in the treatment of acute and chronic neurological conditions: mechanisms of protection and routes of administration

  J Clin Biochem Nutr(2017)

• 
  

• Z. Fu et al.

  Molecular hydrogen is a promising therapeutic agent for pulmonary disease

  J Zhejiang Univ-Sci B(2022)

• 
  

• L. Ge et al.

  Molecular hydrogen: a preventive and therapeutic medical gas for various diseases

  Oncotarget(2017)

• 
  

• A. Gvozdjáková et al.

  A new insight into the molecular hydrogen effect on coenzyme Q and mitochondrial function of rats

  Can J Physiol Pharmacol(2020)
  

• 
  

• A.L. Han et al.

  Hydrogen treatment protects against cell death and senescence induced by oxidative damage

  J Microbiol Biotechnol(2017)

• 
  

• H.W. Hu et al.

  Role of hydrogen in traumatic brain injury: a narrative review

  Med Gas Res(2021)

• 
  

• C.S. Huang et al.

  Recent advances in hydrogen research as a therapeutic medical gas

  Free Radic Res(2010)

• 
  

• M. Iketani et al.

  Molecular hydrogen as a neuroprotective agent

  Curr Neuropharmacol(2017)

• 
  

• T. Ishibashi

  Molecular hydrogen: new antioxidant and anti-inflammatory therapy for rheumatoid arthritis and related diseases

  Curr Pharm Des(2013)

• 
  

• D. Javorac et al.

  Case report: acute hydrotherapy with super-saturated hydrogen-rich water for ankle sprain in a professional athlete

  F1000Research(2020)

WoOH2！氫之奧富氫水以國家AAAAA景區(qū)太白山為水源地，采用先進(jìn)的融氫技術(shù)、鎖氫技術(shù)和全自動生產(chǎn)線，產(chǎn)品口感細(xì)膩純?nèi)帷⑼庥^精美大氣，產(chǎn)品含氫量可達(dá)3000ppb，深受消費(fèi)群體喜愛。