氢气是生物学界的学者公认的生理惰性气体，在通常的临床条件下，氢气对于人体组织无作用，与细胞亦无实质性的相互作用。尽管高压氢气对于严重的皮肤癌具有一定的治疗作用，但由于高压氢气制备技术要求高、操作难度大，难以在基础设施较差的偏远地区进行推广，因此高压氢气的使用在后续鲜有报道。近年有学者发现氢气分子可选择性清除人体细胞中的不良自由基，定量吸入氢气对于神经系统损伤患者的脑缺血再灌注具有显著的修复及抗氧化作用，氢气的医疗应用价值再次成为生物医学研究的热点之一。鉴于氢气的选择性抗氧化机制，同时兼具高弥散性、分子量低和制备成本低的特点，氢气不仅在临床疾病治疗中具有重要价值，在康复疗养领域也具有广阔前景。本文结合氢气的特性及其在临床中抗氧化、抗炎、抗凋亡和神经保护作用，对氢气吸入、富氢水及富氢溶液在康复疗养中应用的价值及研究进展做一综述。
１氢气的特性
氢气，作为自然界已知相对分子质量最小的气体，由于其低密度、低质量和难溶于水的特性，通过简单的排水集气法即可以收集，早在１６世纪，氢气便开始被人工所制备。氢气为无色无臭气体，不溶于水、乙醇或乙醚。氢气与空气混合后，遇温度急剧上升或明火时会发生爆炸。同时，氢分子在高温状态下较不稳定，易与其他元素反应生成化合物，与氟、氯、溴等卤素极易发生剧烈反应。工业主要采用天然气分解或水煤气分解收集制备氢气，而不采用耗能较高的水电解法进行制备。一般情况下氢气会制备成高度压缩的气体并储藏于特殊材料的钢瓶中，制得的氢气大量用于石化行业的裂化反应或用于生产氨气。由于氢气分子量低，容易进入许多金属的晶格中，从而使氢气溶于钢中产生“氢脆”的现象，因此氢气的存储和运输的材料需要更加复杂设计的合金钢铁，在存储中也应当单独存放，避免与其他元素合并存放。
２氢气在疾病治疗中的作用和机制
２.１氢气的选择性抗氧化作用
在自由基氧化反应模型中，氢气对人体中常见的羟自由基和过氧亚硝酸自由基具有显著的清除和抑制作用，同时增加局部组织超氧化物歧化酶的水平，使多种抗氧化物参与抵抗自由基的反应。无论是羟基自由基还是过氧亚硝酸自由基，当氢气参与到普通生物膜的自由基链反应中时，氢气能够与生物膜上的不饱和脂肪酸发生反应，从而避免自由基对组织细胞带来的过度氧化作用。
２.２氢气的抗炎作用
早年高压氢气被证明能够用于寄生虫型肝炎和皮肤鳞状细胞癌的治疗，但是由于高压氢气制备难度较高，因此并未得到更多推广和研究。而近年多项研究表明，常压氢气和富氢水能够参与多个炎性因子基因表达信号通路的调节。如ｐ38-MAPK信号通路，可有效降低核因子及肿瘤坏死因子等炎性因子的表达。而在细胞间的炎性因子关联来看，富氢化处理能够显著降低典型炎性因子受体髓样分化因子88（Mydd88）的细胞表达，从而有效避免因脂多糖介导的炎性因子反应出现。富氢水对类风湿性关节炎等慢性免疫系统疾病也具有较为显著的抗炎作用。同时，由于氢气的渗透性，用于人体时能够有效保证其作用在炎症反应过程中的多个蛋白质与酶，从而阻断多种炎性反应的信号转导通路，因此氢气可能对于多种炎症的治疗都有其临床价值。
２.３氢气的抗凋亡及神经保护作用
含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（caspase）是人体细胞中广泛存在的蛋白酶，主要控制真核细胞的生长、分化和凋亡。对患有急性腹膜炎的大鼠进行饱和氢气盐水灌注治疗后，炎症反应得到了有效控制。从作用机制上看，一方面是由于氢气能够抑制细胞组织中炎性因子的表达，从而减轻局部组织的炎症反应；另一方面是因为氢气能够降低caspase蛋白酶的酶原的激活，从而在源头上阻断其对特定细胞的蛋白切割，以减少局部组织细胞因炎性因子表达而发生凋亡。而在阿尔茨海默症等神经疾病的研究模型中，氢气在减少炎症反应的同时，还可有效减少组织内活性氧引起的氧化应激反应，抑制促凋亡分子，保护神经末端的细胞免受c-Jun氨基末端激酶（JNK）的影响，从而在神经疾病的治疗中起到有效的神经组织保护作用。
３氢气在康复疗养中的应用研究
３.１氢气吸入的应用
相较于静脉注射或口服等其他途径，氢气吸入是氢气分子进入人体循环系统的快速手段。同时，由于氢气的低密度和高弥散性特点，氢气吸入不会对人体的血压、心率、体温等生命体征带来影响，且能够较快分散到达患者的全身病灶。近年来国内外多项研究先后证明，氢气吸入对多种疾病具有潜在的治疗效果。氢气吸入对２型糖尿病有良好治疗作用，并且有预防２型糖尿病和胰岛素抵抗的潜能。氢气治疗可显著降低胆固醇水平，同时也能促进体质指数和腰臀比下降，氢气对代谢综合征具有潜在预防和治疗作用。对急性脑梗死、急性心肌梗死有治疗效果，同时保护多器官缺血再灌注损伤。得益于氢气的选择性抗氧化及细胞组织保护作用，氢气对于因大量化疗药物而产生的脏器应激反应的恢复治疗也有着较好的应用价值，对化疗药物“减毒”，对放疗治疗“保护增效”，对组织器官起到重要的保护作用。双盲对照临床研究结果提示，氢气对阿尔茨海默症有潜在治疗作用，尤其对携带APOE4基因型的效果更佳。在新冠病毒肺炎疫情流行期间，氢气因其分子量小、易扩散及抗炎抗凋亡作用，《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七、八版）》已经把氢气治疗作为推荐治疗方法，应用于新冠肺炎患者的辅助治疗。氢气吸入疗法制备简易，使用方便，在常规康复疗养中具有很好的应用价值，但氢气吸入浓度有限，需较长时间才能体现疗效。通常情况下，在医院、康复疗养机构或患者的居住环境下即可开展氢气吸入的治疗，以１％～４％浓度的氢气混合到正常空气中进行制备，或通过医用制氢机产生，利用面罩、导管或呼吸机等辅助吸入，即可作为日常低浓度氢气的治疗手段。因此氢气吸入疗法在多种疾病的康复疗养中简便易行，疗效可靠。
３.２富氢水的应用
除了氢气吸入，氢气的另一摄入方式为饮用富氢水。糖尿病患者保持较长时间的富氢水饮用习惯后，在排除其他干扰因素的前提下，患者的胰岛素抵抗和糖耐量异常情况得到了较为显著的改善，其总胆固醇和低密度脂蛋白水平也显著降低，血脂和血糖水平更加稳定。长期饮用富氢水也能有效降低类风湿性关节炎患者的疼痛程度，增强其免疫力，从而显著改善关节炎的症状。相较于其他治疗手段，饮用富氢水的优势在于安全且实施难度低，实际应用中可以将普通饮用水更换为富氢水，从而使康复患者每日保持２Ｌ左右的富氢水饮用量，且不会带来其他治疗方式可能产生的心理负担。缺点在于富氢水的制备和普及成本较高，需要富氢水制备技术的成熟和市场上相关产品的丰富。
３.３富氢溶液的应用
氢气饱和生理盐水具有显著的抗炎、抗氧化及神经保护作用。对心脏骤停的大鼠给予氢气饱和生理盐水腹腔注射后，大鼠的存活率显著升高，经心肺复苏后的预后情况也更好。富氢溶液静脉注射对于动脉粥样硬化斑块及急性一氧化碳中毒型神经损伤均具有保护作用，能够在短时间内减少心脏或脑神经组织因缺氧或血液毒素导致的损伤，从而有效降低急性发病导致的死亡，且能够有效改善患者的预后情况。
４氢气在康复疗养应用中的安全性、可行性及局限性
４.１氢气的安全性
氢气在临床及康复疗养应用中具有较高的安全性。
①虽然氢气是易燃易爆的气体，但临床应用中很难达到氢气可燃爆的条件。只有当氢气浓度≥４.２％且遇明火才出现燃爆的可能性，目前普遍应用的吸入型氢气为混合型气体，氢气的浓度在２％左右，未达到可燃爆的下限浓度。
②目前氢气的储存与应用材料为合金材料钢瓶，吸入式用具也可调节氢气吸入的浓度和压力，无论通过呼吸机还是导管吸入氢气都具有很高的安全性。
③目前氢气的应用都在常温常压下进行，不会因为操作中的减压不当而导致气栓的出现。因此目前氢气仍然具有较好的安全性和应用价值。
４.２氢气制备来源的可行性
目前制备氢气作为一项医疗或疗养资源是否能够大规模推广主要表现在以下３个方面：
①合金钢瓶制作运输成本高，难以实现大规模推广。加压后的氢气易燃易爆，需要单独开设运输线，其运输储藏成本也会增加，不符合日常应用的需求。
②富氢水制备工艺复杂，前期投入成本高。同时对容器、装量、压强和过滤设备都具有严格要求。
③目前国内外医用中小型氢气（水）制造技术专利相对集中在少数几家公司，市场可选择的产品比较有限，且价格较高。
④虽然医用氢气（水）设备价格较高，但在康复疗养机构中的应用更便捷和安全，可直接购买产品或寻求科研合作等方式给予技术支持。
４.３氢气在康复疗养应用中的局限性
氢气疗养见效慢，疗程长。在康复疗养项目中，多数疗养时间控制在３０ｄ内，且多为慢性疾病，氢气吸入疗法在短期内无法让疗养患者感受到明显的改善效果，使其对氢气疗法产生怀疑和心理负担。因此在氢气疗养项目中需要对流程进行优化，协同富氢水饮用、富氢水沐浴、氢仓等多种氢疗项目有机结合以增强疗效，同时配合定期体检，使疗养患者感受到氢气疗法的实际效果。相关研究和宣传落后，民众对于氢气治疗以及与康复疗养结合的认识度和接受度都比较差。因此在未来应当加强对氢气与康复疗养的研究和开发，同时做好氢气医疗的宣传，适时推出成熟的氢气康复疗养项目。
５小结
综上所述，氢气的广泛存在和生物分子医学的进步为氢气的应用研究奠定了理论基础，实际应用中也不断对氢气的用法和用途做出新的探索和尝试，而且多数研究均取得了令人满意的成果。虽然氢气的康复疗养应用仍然存在较多的挑战和问题，但目前多项病理模型及临床应用研究表明，氢气具有较为明确的安全性，对多种疾病的治疗和康复具有较好的有效性，因此氢气在康复疗养中的应用具有广阔的前景和价值，值得进行更多探索尝试。
