为什么说氢气对人体无毒？

氢气对生命曾经被认为是惰性气体，既没有正面作用，也没有负面作用。最近10多年，氢气的医学效应被发现后，学术界仍然认为氢气没有毒性。
 

为什么氢气没有毒性?
 

因为氢气分子量小，在空气中容易上浮，导致地面附近的大气中氢气含量极其稀少。但今天生命起源的研究认为，氢气在地球生命起源过程中发挥极其重要作用，在环境中一定浓度的氢气含量是无机物演变为有机物的关键因素，也可能是催化生命产生的关键因素。地球细胞生物可以分为三个域，细菌、古菌和有核生物，其中有核生物包括真菌、动物和植物等多种多样的复杂生命形式。而有核生物则是从古菌和细菌共生进化产生，其中能消耗氢气的古菌成为细胞的外壳，能制造氢气的细菌逐渐退化为线粒体。因此，无论地球生命起源，还是复杂生命的进化，都离不开氢气的协助，氢气可以说是地球生命催化剂，或者说氢气是地球生命之父。虽然氢气和生命起源的关系密切可以证明氢气生物医学效应存在必然性，和水和氧气一样，氢气也属于典型的生物活性物质或生命物质，但这和氢气的安全性并没有必然联系，好比二氧化碳和氧气对许多生物存在强烈毒性。但一般来说，生物活性物质和生物系统存在兼容性，在某个剂量范围内往往对生物是安全的。
 

今天的地球大气中氢气含量非常稀少，但氢气和生物的关系依然密切，人和许多动物体内外生存大量细菌，而大多数细菌都有代谢氢气的能力，其中一些细菌可以制造氢气，另一些细菌可以分解利用氢气。人体肠道细菌就时刻生产氢气，这些氢气大多数被其他细菌利用，部分可以被人体肠道吸收进入全身。因此，正常人体细胞和氢气时刻存在密切接触的情况。当然人体内存在的物质不必然等于对人体安全，体内氢气应该不会对人体产生危害，否则早就成为人们关注的气体了，所以一般情况下对人体没有不利影响。
 

氢气人体安全性最重要证据来自潜水医学研究。因为潜水最佳呼吸气体介质氦气难以获取，早在上世纪30年代，人类就开始尝试使用氢气进行潜水，后来法国在氢气潜水技术方面最为突出，法国潜水技术公司 COMEX进行了系列氢气潜水实验，先后使用各种动物进行安全性验证，最后将氢气用于人类潜水作业。1989年人类最大海上潜水深度记录700米试验中使用了氢气潜水技术。这些潜水实践中明确证明人类持续暴露于20个大气压氢气分压环境下，人体不会产生毒性效应，由于这种氢气剂量超过常压下使用氢气万倍，给常压下使用氢气的安全性提供了巨大的安全窗口。
 

潜水艇艇员生活在密封环境，在这样的密封环境下，人体通过呼吸等途径不断释放的氨气、一氧化碳、二氧化碳和水，为了避免危害，生命支持系统最重要的作用就是吸收这些有毒气体，但是氢气不能被有效吸收，长时间在这种密闭环境下生活可导致氢气浓度逐渐升高。例如在核潜艇持续水下航行3个月，舱内氢气浓度可以达到0.1%。这种来自潜艇员代谢产生的氢气甚至大大超过核反应堆管路泄露释放的氢气。潜艇艇员每天呼出氢气，空间站的宇航员也一样，氢气浓度可以在6个月升高1%以上。人们这种浓度的氢气从来没有被认为对人体造成危害。
 

随着氢气医学临床试验的不断增多，使用氢气的人数不断增加。如庆应大学医院进行了氢气心脏保护方面的研究，西岛医院对氢气保护脑神经的研究，顺天堂大学对氢气改善帕金森氏病的研究。哈拉多医院对氢水改善类风湿关节炎的研究，日本医科大学对眼睛的研究等等。庆应义塾大学医院学者对4名心脏病患者吸入氢气90天后58项生理功能进行了测量，结果发现氢气没有有害影响(Tamura et al. 2016)。
 

总之，从生命起源和进化角度看，氢气是典型的生物分子，对人体产生作用符合逻辑，在某个剂量范围内具有安全性。人体肠道细菌不断产生氢气，这些氢气可以进入人体组织，过去没有发现这些气体的人体危害。潜艇和空间站等密闭空间长期运行期间，人体释放的氢气可逐渐积聚增加，这些氢气也对人体没有产生危害。更重要的是，氢气用于潜水作业，人体长时间吸入20个大气压未发现危害。最近10多年氢气临床医学研究也没有发现氢气的不良作用。这些发现表明，氢气对人体时无害的，但是无法证明氢气对人体绝对没有副作用。所以，目前没有研究证据表明氢气对人体会产生危害。