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氫水對人體的效果

太田成男（Shigeo Ohta）

日本醫科大學大學院加齡科學系專攻教授

                                                                      一般來講，溶解了砂糖的水被稱為「砂糖水」，溶解了食鹽的水被稱為「食鹽水」。同樣，「氫水」便是溶解了氫分子(H2)的水溶液。氫分子溶解于水中的狀態，可以認為氧分子(O2)溶解于水中的狀態基本相似。氧溶解于水中的現象，可通過魚攝取水中的氧進行呼吸來瞭解。氫分子在常溫下，一個氣壓的氫氣會溶解到水中0.8mM。用重量濃度來表示是1.6ppm(parts per million)。使用ppm來表示氫的溶解量，可能會有氫分子沒有充分溶解進去的感覺，這是因為氫的分子量本身就很小，所以用重量濃度來表示時數值很小。而且，溫度對氫分子的溶解度影響不大，100℃時也可溶解0.4mM。因此氫水具有加溫後也可飲用的優點。
  由於氫分子容易透過塑膠，保存時需用鋁（或氧化鋁）容器。因此，如果有將水裝於塑膠瓶中銷售的，可以斷定其不是氫水。

             砂糖水的甜味，不是砂糖溶解後將水變甜，而是砂糖本身的甜味。如果說氫水具有什麼效果，並不是水本身的物理性質發生變化的原因，而應該是氫分子本身具有的效果。在這裡編者們對氫水的效果進行調查之前，先按照下列順序對氫分子自身的氧化效果進行了調查。
 
  1.對於無細胞化學反應系氫分子的反應性
  在試管內，根據化學反應製造了超氧化物歧化酶(・O2-)，過氧化氫(H2O2)，羥自由基(・OH)，過氧化亞硝酸(ONOO-)，然後將以上溶液中間加入氫分子調查調查一下可否還原。結果發現，擁有強氧化力的羥自由基和過氧化亞硝酸被氫分子還原，其他的活性氧物種還沒有被還原。
 
  2.氫分子對於培養細胞的效果
  將氫分子溶解于培養液中，調查在培養細胞中氫分子可否有選擇的對活性氧物種進行還原。將細胞內的各種活性氧物種用特殊的螢光色素的螢光強度來進行粗定量。細胞內的自由基通過電子自旋共振測量。與無細胞實驗系相同，在細胞內氫分子也可以選擇羥自由基進行還原，實際上確認了7種可減輕對細胞損害的方法。
 
  3.氫氣的吸引效果－減輕因缺血再灌注而引起的氧化應激反應
  在動物實驗中為了迅速提高氧化應激反應採取缺血再灌注方法，由缺血由再灌注而引起氧化應激反應增大，此時通過氫氣可減少腦，心臟（鼠），肝臟（鼠）的氧化應激反應，減輕對組織的損害。氫氣還可抑制新生鼠在低氧狀態下造成的腦細胞死亡，及鼠在小腸移植後的症狀改善。
 
       以上結果希望強調的是，①吸入的氫氣濃度為1～2%時便可發揮足夠的效果，②與其他被認可的藥物相比較效果顯著。以上論文4個研究室發表，證實了氫氣的抗氧化作用及對氧化應激反應的減輕效果。

     本稿希望論述的是「氫水對人體有益嗎？」，在論述「有益嗎？」之前，「無害」顯得更為重要，下面來對安全性進行論述。
 
  1.氫分子會爆炸嗎？
       談到氫不少人會聯想到爆炸，如果氫分子在空氣中的濃度為4.7%以下，接近火也不會燃燒，更不會發生爆炸。將氫氣放置於病房內在法律上沒有任何問題。1937年著名的飛艇興登堡號的爆炸，在紀錄片黑白畫面上都可以看到火焰。氫分子在燃燒時應該看不到火焰的。事實上，興登堡號的爆炸，後來被證實最初的燃燒不是由氫分子引發的。
  2.飲用氫水不會造成缺氧。
       氫分子在通常溫度下和鉑金及銅一樣，沒有催化劑不會與氧反應生成水。因此，體內攝取氫分子也不會產生缺氧（氧不做）的現象。
  在催化劑學會的主頁上「什麼是催化劑？」從頁面中記載的「氫和氧發生反應生成水H2＋1/2O2→H2O來考慮。將氫和氧的混合氣體裝入玻璃容器中加熱至200℃沒有發生任何變化」，以上實驗說明瞭沒有催化劑的條件下此反應根本就不可能進行的事實。
 
  3.由於食品的安全性認可。
       氫分子作為現有添加劑192號用於食品的到了日本厚生勞動省的許可。現有添加劑是指，於1995年在食品衛生法及營養改善法中被訂正的法律附則第2條第4項規定的現有添加劑名薄中收錄的食品添加劑，在1996年被公佈。對於現有添加劑的安全性評估的研究調查，分別於1996，1999，2003，2004，2007年共進行了5次，對於安全性存在問題的物質都依次從名薄上消除。因此，氫分子在安全性上經過反復的調查研究，其安全性得到認可。並且，認為不存在致畸性。

        4.關於副作用方面
       一般認為有效果的物質也會存在副作用。但是，這裡面存在必須對副作用注意的藥物，也存在副作用很輕可以忽視的藥物。產生明顯副作用的理由，一般為攝取過量，體內蓄積，在體內轉變為有害物質等。但是，氫水可被認為基本上不產生副作用。首先，人的飲水量有限，以飲用氫水的方式來攝取氫分子不可能出現攝取過量。如果是片劑的保健藥品可能會吃下一碗，而飲用10L氫水首先是不可能的。並且，多餘的氫分子會以氫氣的形式被排出體外，不會蓄積於體內，氫分子與羥自由基發生反應後會變成水分子，不會變成有害物質。
 
  5.體內必需的活性氧化物種不會被還原
       近年來，抗氧化的保健類藥品由於攝取過量而造成的弊害被不斷報導。根據醫學調查發現攝取了某種工業合成保健品的人反而變得短命。因為超氧化物歧化酶，過氧化氫和一氧化氮會將體內起到指示作用的活性氧物種還原，與「除害」相比，更多的是「除益」。如前所述，氫分子不會將必需的活性氧物質還原，可以斷定所造成的傷害與以往的抗氧化物質相比會明顯減少。
 
  6.利用氫氣來預防潛水病
       潛水時，由於高壓氮氣會過剩的溶於血液中。突然的減壓會產生氮氣氣泡，由於氮氣的氣泡會阻塞末梢血管，從而產生潛水病。眾所周知將氮氣替換為氫氣或與氦氣相混合的氣體吸入，可預防潛水病的發生。此方法實際使用後，證明長期吸入氫氣也不會產生任何副作用。在高壓下，氮分子(N2)具有麻醉作用，氫分子不具有麻醉作用，可以說比氮分子更為安全。

     下麵，終於要進入到關於氫水的飲用效果議論中了。如果長期攝取氫分子，相對於吸取氫氣飲用氫水將更加方便。通過動物自由攝取方式飲用氫水產生的效果，已經由2個研究室發表了3篇論文，1篇臨床試驗的論文。全部是關於減輕氧化應激反應的論文。動物實驗時全部是通過自願飲用方式來進行，並沒有採用強制飲用的方式來驗證效果，因此推測適用於人體的可能性也很高。以下為論文的摘要。
 
  1.減輕抗癌藥物的副作用（短期飲用氫水：動物實驗）
       短期給予，抗癌藥物中順鉑對試驗用鼠所產生的副作用的減輕效果進行了調查（論文發表中）。順鉑寄存於腎臟中，會令氧化應激反應上升，從而造成對腎的傷害。讓攝取順鉑的實驗用鼠飲用氫水，可在形態及功能上減輕對腎臟造成的傷害，降低死亡率。
 
  2.緩解因身體束縛而造成的認知能力下降（中短期飲用氫水：動物實驗）
  通過束縛實驗用鼠的身體令其長期緊張，造成學習・記憶能力等      認知功能下降。一邊給予這種長期精神緊張的老鼠壓力，一邊讓它自願飲用6周的氫水，可以緩解認知能力的下降。關於學習・記憶能力採用了3種方法進行調查。觀察發現由於束縛造成的腦的氧化應激反應，蓄積於齒狀回神經前驅細胞增殖下降，這都是由於氫水來抑制的。
 
  3.對動脈硬化的抑制效果（長期飲用氫水：動物實驗）
          作為動脈硬化的原因，是由於LDL-膽固醇的固化。在這裡，讓促成動脈硬化及載脂蛋白E遺傳因數缺陷的鼠，自由飲用4個月氫水。於是，動脈硬化被氫水所抑制。
  算然不是十分嚴密的比較，將同樣是載脂蛋白E遺傳因數有缺陷的鼠給予葉酸，維他命E，α―硫酸鋅相比較，氫水對於動脈硬化的抑制效果更為明顯。
 
  4.臨床試驗證明氧化應激反應的抑制效果
  梶山等，針對2型糖尿病患者30人，進行了隨機雙盲試驗，8周內每天飲用900ml氫水，結果發現，兩種氧化應激反應的表示有減少的意向。其他的表示沒有發生變動，說明氫分子沒有副作用。對於邊緣性糖尿病患者，全員的糖負荷試驗結果得到改善。
 
  5.今後的方向
       如今已經查明了多數的生活習慣病與老年病的原因是與氧化應激反應有關。氫水沒有副作用，十分希望作為有效的抗氧化劑被預防醫學所採用。激烈的氧化應激反應被氫氣所吸引，認為飲用氫水可以起到預防作用。現在，從世界各地聚集了很多的資訊，在不久的將來應該還會發表新的論文。
       多數的大學及研究所將進行氫分子對於各種疾病的預防效果及臨床試驗計畫，不久的將來應該會對人體的效果有明確的評價。

     坪田教授的提問1
       如果將氫氣以氣體的方式吸入，在一定程度上可遍及全身，但以氫水的方式攝取可以證明能夠遍佈全身嗎？太田教授以鼠作為示範，但我認為那種小動物與人有很大的差別。人體在攝取氫水的時候，有沒有從腸道被吸收至末梢的資料嗎？

     飲用氫水後以呼氣的方式進行測量，發現氫氣的濃度上升。因為呼氣排出的氫氣應該是由溶解在靜脈血液中的氫分子產生的，可以說氫分子能夠到達末梢。而且，飲用氫水後靜脈血液中的氫分子濃度也會上升。

     坪田教授的提問2
       如果可以滲透至全身，60kg的人每天飲用0.8的氫水300cc，有多少氫可以滲透到全身？

     常人飲用氫水30分鐘後呼氣，檢測到呼出的氣體中含有50ppm的氫氣。經過換算，可以估計靜脈血液中溶解的氫分子有200nM程度。脂肪多的人呼出氣中氫氣含量多，肌肉強健的人氫氣出現的比較遲，說明氫水中的氫分子被身體所吸收，具體有多少殘留於身體，及氫分子分佈于哪些地方等詳細情況是今後研究課題。

     坪田教授的提問3
       關於日常飲用氫水的問題。大體上費用為300cc/300日元，有沒有更便宜的可能性？另外，長期飲用會不會產生副作用？太田老師每天飲用多少？

     之前提到過氫分子因為不能通過鋁，因此容器一般使用鋁膜或鋁罐包裝。在現在為止鋁膜包裝的氫水在市場上為主流，從今往後鋁罐包裝應該成為主流。現在310mL的鋁罐為144～200日元。採用鋁罐包裝可進行大量生產，銷路越好越便宜。而且，鋁罐或鋁膜包裝都有塑膠膜覆蓋不會讓氫水直接接觸鋁，不必擔心會有鋁的副作用。我從開始研究到現在已經有4年，這期間沒有從日常飲用氫水的人當中聽說有什麼不良反應，關於明顯的副作用在文章中已經強調過，我認為基本上不存在，我本身每天飲用0.5L。

     坪田教授的提問4
  因為氫水於維他命C・E相比抗氧化能力較弱，所以有不會過分降低細胞內H2O2的安全理論。實際上與維他命C・E相比會弱多少？如今，在美國規範抗氧化作用的QRAC標準嗎？以ORAC來計算會是多少？

     和維他命C・E相比認為在反應力上會弱100倍（不是定量而是定性）。因為氫分子不能將超氧化物歧化酶還原，ORAC（氧化自由基吸收能力）以定量表示為0。但是，在試管內的還原力並不是主要問題，主要問題應該是在細胞中的還原能力。已進入細胞的氫分子數來講，因為大大多於其他抗氧化物質，所以還原力雖然弱但是對細胞的氧化應激反應的防禦效果高。
       氫分子的抗氧化力不可用以往的概念來衡量。再次重複一下，因為還原力弱不會將體內起指示作用的活性氧消除，可以認為沒有副作用。

     坪田教授的提問5
  食品中的微量元素胡蘿蔔素類可以清除單線態氧（singlet oxygen），多酚被認為可清除超氧化物歧化酶。氫水對雙方都具有清除作用嗎？

     氫分子，在無細胞試管或培養細胞中都不會排除超氧化物歧化酶。但是，東邦大學的試驗結果證明給缺乏維他命C的鼠飲用氫水，在缺血再灌注時釋放的超氧化物歧化酶會減少。雖然不會直接排除超氧化物歧化酶，但是可以將排出量減少。關於單線態氧沒有進行直接測量，與過氧化亞硝酸的氧化力相比，可以預測氫分子能夠消除單線態氧。

     坪田教授的提問6
       通過氫水攝取的氫，能到達身體各個部位，以細胞分化來考慮，可以證明能到達細胞質，細胞膜，線粒體，細胞核嗎？

     培養細胞中，羥自由基的分佈可根據螢光試藥並通過共聚焦極光來觀察。可以發現細胞核內的羥自由基可以發現細胞核內的羥自由基因氫分子而減少。通過對核酸氧化（8-oxyguanine）的減輕，過氧化物質（4-hydroxy-2-nonenal）等表示的減少，說明可到達細胞各處並發揮抗氧化效果。對在線粒體中的分佈，通過對內膜的電位測量來得知。

     坪田教授的提問7
  氫水好像可以與胃酸及食物馬上發生反應，飯前飲用時，有什麼需要注意的地方？

     動物實驗中可根據氫電極直接測量體內的氫濃度。結果為，氫水中的氫分子與胃液及食物基本上不發生反應直接被吸收。氫水在攝取時，如果在吸煙前飲用，呼氣時的氫濃度就會變低，在服用高濃度氧膠囊時飲用氫水後氧化應激反應指標會降低，說明在產生氧化應激反應前後最為有效。我本身在清晨和傍晚時間飲用。

     最後的疑問
  ①建議每天的飲用量為多少？
  ②今後的研究方向是什麼？
  ③從中可以得到臨床上的依據嗎？

     ①關於必須攝取量與必須氫分子濃度目前資料不足。基本上沒有資料，因此無需勉強建議每天的飲用量在0.5～1L左右。
  ②作為整體的研究方向，以臨床實驗來證實動物實驗的結果比什麼都為重要。作為基礎研究，在氫水的效果上只能對於活性氧物種（羥自由基）的還原進行說明，氫分子的新功能及對其他功能的促進作用還原正處於研究階段，以及分子機構的研究也在進行。
  ③如今，日本國內大學中至少有4個小組正在計畫進行臨床實驗，如果倫理委員會沒有用意見同意在大學進行的話，希望進行臨床試驗教師將變得更加多。同時因為要申請研究經費，也需要得到審查員教師的同意。國外的風險企業一般在治療前階段進行試驗。氫分子作為藥品得到陳個承認需要5～7年的時間。在日本國內作為特定保險用食品（所謂特保）得到認可，並沒有聲稱其功能效果，只是將氫水作為飲用水在銷售，這是自有2～3億日元用於特保認可才開始的。