氢气和肝脏解毒功能
有不少人会问，氢气和氢水和其他药物共同使用会如何。一般根据氢气相对惰性的化学特征，氢气和其他药物发生直接反应的可能性比较低，但氢气具有明显生物效应的事实也提醒我们，氢气有可能会通过影响身体代谢间接影响药物的代谢过程，这种影响包括加速药物代谢或降低药物代谢两种可能。最新这一关于氢气和肝脏解毒的关系研究，给这一问题提供了一种可能解释。
大多数在人体内产生或体外来的毒素都是经过肝细胞解毒处理，使其毒性减弱或消失，然后排出体外，使毒素不会产生对人体不利的影响。代谢内外来源的毒素主要有两种方式：解毒代谢酶和细胞膜转运蛋白。肝脏内解毒酶包括一相和二相解毒酶系统。
药物进入身体有两种排泄方式，一是以原形方式，就是原封不动排泄出体外。另一种方式就是需要经过酶催化后发生化学反应，然后排除体外。选择代谢排除的根本原因往往是这种药物或毒素属于脂溶性物质，而身体能直接排泄的一般都属于水溶解性分子。一相和二相解毒酶都是药物代谢的酶，相的含义实际是催化药物代谢所经历两步反应，第一步为一相反应，其间药物被氧化、还原或水解等，其目的是将极性基团如羟基、氨基、羧基导入药物分子中，使之成为极性更大的代谢物。如异喹胍羟化代谢即为典型的一相反应，催化工相反应关键的代谢酶，即为细胞色素P450酶(CYP);第二步为二相反应，在此相反应中涉及的酶较多，有葡萄糖醛酸转移酶、谷胱甘肽-S-转移酶、N-乙酰基转移酶等均为药物结合反应的重要酶，其作用是催化药物或代谢物与内源性小分子的葡萄糖醛酸、谷胱甘肽和乙酰基结合，形成极性化合物从尿和胆汁中排出。由P450酶所催化的一相反应是药物在体内代谢的关键一步，这一步反应常常是药物代谢的限速步骤，影响药物生物利用度，药物在体内的药动学个体差异往往是由于参与代谢的肝P450酶活性存在较大个体差异所致。参与一相反应的酶细胞色素P450酶就是一相酶，参与二相反应的酶细胞色素P450酶就是二相酶，葡萄糖醛酸转移酶、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UGT)、谷胱甘肽-S-转移酶、N-乙酰基转移酶等就是重要二相酶。
细胞色素P450酶(CYP)是最主要的第一相解毒酶系统，负责解毒内源性分子如甾醇类和脂肪酸和外源性有害异物如药物和有毒化合物。使这些有毒物质变成更具有水溶性和降低有毒产生的产生。但是一些类型细胞色素P450酶如CYP1A1、3a和2e1，在参与对苯并芘及黄曲霉毒素B1和对乙酰氨基酚解毒过程中，也会产生氧化活性中间产物，这些中间产物可结合和破坏蛋白质、脂类和DNA，也能产生更多活性氧，促进氧化应激损伤。最近人们对二相酶越来越重视。Nrf2是各种二相酶最重要转录因子。细胞内自由基和食物来源萝卜硫素是Nrf2诱导因子。
(三相)膜转运体蛋白包括p-糖蛋白和多要耐药相关蛋白如Mrp2/3，这些蛋白的功能是将药物或药物代谢产物进行跨细胞转运，使这些物质从肝细胞释放到胆汁或血液内。
氢气分子作为新型抗氧化剂，具有选择性抗氧化作用，能中和羟基自由基，保留具有信号作用的活性氧，这是在保留细胞氧化应激信号作用基础上，消减了氧化应激损伤，能进一步强化诱导Nrf2等效应。即使非常高剂量氢气对人体也没有毒性，让氢气这种物质的应用潜力十分巨大。饮用氢水是一种简便易行安全的使用方法，制备氢水的方法包括高压、电解和金属镁/氢化物水化等方式。虽然氢气在水中的溶解度比较低，室温常压下大约可达到1.6 ppm(0.8mM)，但是研究发现饮用氢水对多种氧化应激相关疾病能产生有效改善作用，其中大部分是动物疾病模型，也包括一些人体试验。这些研究结果提示，氢气作为一种疾病改善工具，有非常广泛的应用前景。
在药物研究领域，有一个比较重视的内容就是药物相互作用，氢气作为一种抗氧化剂，会不会对肝脏的药物代谢产生影响，这也是需要重视的课题。本研究就是对氢水服用后肝脏解毒系统的影响开展的研究。研究来自我国台湾地区中国医科大学营养学系Molecules 2019, 24, 2627;doi:10.3390/molecules24142627。
这项研究中，氢水是采用镁碳储氢材料与水反应制备，观察大鼠饮用氢水4周对肝脏解毒酶活性、膜转运蛋白和氧化应激的影响。结果发现，氢水对各种一相解毒酶CYP1A1、1 a2, 2 b 2 c, 2 d, 2 e1, 3, 4活性都没有影响。对二相解毒酶尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UGT)和谷胱甘肽-S-转移酶也没有影响。降低血糖但作用相对弱，氢水对多种血浆生化指标没有影响。但是氢水对肝脏组织内药物相关蛋白(Mrp)2表达增加，对谷胱甘肽、谷胱甘肽过氧化物酶和肝脏脂质过氧化作用都没有影响。研究的结果表明，饮用氢水对肝脏内药物解毒系统、氧化应激都没有影响。但具有能促进毒素通过胆汁排泄的作用。
本研究说明，氢气对肝脏Nrf2激活没有直接作用，那么过去许多研究发现的Nrf2效应是怎么回事?其实恰好是因为氢气选择性抗氧化的结果，因为氢气不影响信号活性氧，而许多疾病和损伤存在氧化信号增强的情况，氢气只是把损伤因素下调，但不影响信号作用。所以在疾病和氢气两种因素的共同作用下，抗氧化系统Nrf2激活被激活。这也是为什么我们很少看到正常组织和健康人对氢气的反应，因为正常健康人的氧化应激相对比较弱，使用氢气很难产生抗氧化激活效应。所谓没有损伤，氢气没有目标。
