《氢气医学》全面而系统地介绍了氢气相关物理、化学和生物学知识,重点介绍了氢气治疗疾病的主要机制,并详细介绍了目前使用氢气的多种主要途径,通过对氢气干预疾病、动物研究及临床文献的梳理,分析现阶段氢气在具体医疗过程中所发挥的价值。该书还讨论了氢气生物学的新研究进展和存在的问题。
《氢气医学》既适合从事氢气相关健康产品研发的人员和开展氢气生物学研究的本科生、研究生、临床医生等专业人士参考,也可供希望了解氢气医学的相关人士阅读。
氢气将成为人类健康的“保护神”。
氧气是需氧生物维持生命不可缺少的物质。氧气之所以重要和不可缺少,是因为氧气是人体内唯一的电子最终接受体,没有氧气,细胞就不能持续进行物质和能量代谢,就不能从营养物质中获得供机体一切生命活动所需要的能量。但是,任何事情都具有两面性,氧气也不例外,当人长期吸入浓度超过50%的氧气时,就可能产生毒性引起肺损伤,这种因吸氧导致的毒性就是肺型氧中毒,呼吸氧分压超过3个大气压的高压氧则可以导致脑型氧中毒引起癫痫样发作。
目前认为,氧气的毒性是由于身体内产生了过多的活性氧。活性氧是指那些含氧的自由基和非自由基氧的衍生物,体内最常见的活性氧包括超氧阴离子、过氧化氢和一氧化氮等,活性氧是需氧生物如人体内具有较强反应活性的含氧基团。
了解活性氧,首先要了解自由基。所谓自由基是指那些拥有不成对电子的化学基团,可以是离子、分子和原子。自由基是容易接受或失去电子的物质。接受电子是被还原,失去电子是被氧化,因此自由基是具有比较强的氧化性或还原性的物质。许多人曾经认为,自由基是造成各种疾病的元凶,只要能清除自由基就可以包治百病。目前看来,这个观点片面且错误。尽管自由基水平超过一定限度会造成机体损伤,但很多正常的自由基也是维持机体健康不可缺少的条件。
人体生命活动离不开自由基。一氧化氮是机体内重要的信号分子,具有非常广泛的生物学作用,血管内皮细胞缺少一氧化氮,血压将难以维持正常水平,一氧化氮就是一种重要的活性氧和自由基。机体多种活动依赖的能量需要通过能量代谢提供,能量代谢由一系列生物化学反应实现,这些生物化学反应中最重要最常见的就是氧化还原反应,其中大部分氧化还原反应属于自由基反应,所以,没有自由基反应就无法实现能量代谢。氧气、活性氧和自由基都是生命活动不可缺少的物质。
研究活性氧和自由基过度增加引起氧化损伤的课题,最常见的误解是把所有自由基简单地作为一个整体清除,没有考虑到机体内某些活性氧如超氧阴离子、过氧化氢和一氧化氮等是机体生命活动必需的物质,而羟自由基、亚硝酸阴离子和次氯酸根等自由基活性特别强,非常容易与细胞内的蛋白质、核酸、脂质等重要生物大分子发生不可逆化学反应,导致这些分子发生致命性氧化损伤,这几乎是人类所有疾病发生发展的最常见和最基本的病理生理机制。这些自由基才是有必要清除的有害物质。
大量基础和临床医学研究证明,心脑血管疾病、炎症、恶性肿瘤、糖尿病和动脉硬化等常见人类疾病全部都与自由基引起的氧化损伤有关。体内自由基应分成两大类,一类含量多、活性弱且对机体有利,另一类含量少、活性强且对机体有害。基于这些认识,采用强还原性物质如维生素类来中和自由基治疗疾病有一定副作用。它会不加选择地中和含量高、活性弱、对机体有利的活性氧,对正常生命活动产生不利影响,只有选择性中和活性强的对机体有害的活性氧,就是说具有选择性抗氧化作用的物质才是理想的抗氧化手段。大量生物学研究证据表明,氢气具有选择性中和羟自由基和亚硝酸阴离子的作用,这是氢气对抗氧化损伤治疗疾病的基础。
研究表明,氢气能治疗的疾病类型非常多(如恶性肿瘤、结肠炎、一氧化碳中毒后脑病、脑缺血、阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症、脊髓损伤、皮肤过敏、Ⅱ型糖尿病、急性胰腺炎、器官移植损伤、小肠缺血、系统炎症反应、放射损伤、视网膜损伤和耳聋等),但是目前大部分研究停留在动物和细胞研究水平,未来还需要大样本临床人群研究来证实氢气对某些具体疾病的治疗效果。
孙学军,男,中国人民解放军海军军医大学海军医学系教授、博士生导师,上海交通大学氢科学中心兼职教授。曾兼任中国医疗保健国际交流促进会常务理事,中国医疗保健国际交流促进会氢分子生物医学分会主任委员,中国健康促进基金会氢分子生物医学发展专项基金副理事长和专家委员会主席。
主要从事气体生物学研究,在氧气和氢气的生物学效应研究方面取得系列成果,得到国际同行的广泛关注;先后主持国家自然科学基金3项,发表学术论文260余篇,其中SCI收录论文150余篇,2013年主编《氢分子生物学》,2015年主编英文版《氢分子生物医学》;长期致力于氢气生物医学科普宣传和健康促进领域的应用推广。
上篇 氢气医学的生物学基础
第1章 氢气的物理和化学
1.1 氢——宇宙一号元素
1.2 氢元素和氢气
1.3 氢气的发现及物理化学性质
第2章 氢气医学效应的发现
2.1 氢气医学研究概述
2.2 氢气医学的起源和氢健康产业发展现状
第3章 氢气的生物安全性
3.1 氢气潜水医学研究
3.2 人体内的氢气
第4章 氢气的使用方法
4.1 氢气吸入
4.2 氢水饮用
4.3 氢气生理盐水注射
4.4 其他氢气使用方法
4.5 纳米气泡技术
第5章 氢气在机体内的运行规律
5.1 生理性惰性气体
5.2 惰性气体在体内的运行规律
5.3 氢气在体内的运行规律
第6章 氢气的选择性抗氧化机制
6.1 自由基和活性氧是重要的生物活性物质
6.2 氧化应激与氧化损伤
6.3 氧化还原平衡
6.4 活性氧种类和选择性抗氧化
第7章 氢气检测技术
7.1 气相色谱技术
7.2 氢气传感器检测方法
7.3 滴定法分析氢气浓度
第8章 氢气医学的研究展望
8.1 氢气医学的奠基石
8.2 让人着迷的氢气
8.3 氢气医学的未来
……
下篇 孙学军谈氢气医学