研究表明，氢气是一种生物抗氧化和物质。吸入氢气通过缓冲氧化应激显著抑制多个器官的缺血/再灌注损伤。饮用氢水可能有助于缓解神经退行性疾病，包括帕金森病和阿尔茨海默病，从而提高老年人的生活质量。在动物模型中，氢气可抑制脂多糖、刀豆蛋白A、和右旋糖酐硫酸钠诱导的炎症性非传染性疾病，并伴有促炎细胞因子水平的降低。另一方面，一些基础研究表明，预给药氢气也可以预防炎症性疾病。那么，问题来了！
· 氢分子进入体内后，其分布情况如何？

· 在不同组织器官内多久能达到饱和？

· 停止氢分子摄入后，氢分子能保持多久？

这些都是氢分子代谢动力学和氢生物医学的基本问题。
泰山氢生物医学研究院秦树存教授课题组通过实验室系列标准化建设，建立了多种标准化检测方法。
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本研究通过氢电极实时(real time)检测法，研究了大鼠吸入不同浓度氢气前后，不同组织器官中氢分子的饱和及脱饱和过程，为氢分子代谢动力学和氢生物医学研究提供了基本数据。
为了完成本研究，课题组首先研制了可以提供不同浓度氢气的供气装置。在氢生物医学效应的研究中，低浓度氢气一般为2%~4%，中浓度氢气为42%左右，高浓度氢气为67%。本课题选择了高中低三种浓度的氢气，分别为4%、42%及67%。
应用于生物组织器官中氢分子含量检测的方法可分为间歇式和实时在线式。间歇式检测的代表性方法为气相色谱法。该方法可以准确检测进样气体中氢气浓度，但样本前处理繁琐、在取样过程中很难防止氢气散失，且样本中的氢气较难完全释放并检测。同时该方法只能间隔一定时间取样，无法连续监测。实时在线式检测的代表性方法为氢电极法。该方法是将动物麻醉后，把氢穿刺电极尖端插入待检测组织，得到实时信号，可以检测溶解在液体中的氢分子浓度。
本课题采用氢电极法，实时检测了大鼠吸入4%、42%及67%氢气前后，大脑、肝脏、、肾脏、骨骼肌、性腺脂肪、腹股沟脂肪中氢分子含量（图1）。

图1：检测的组织
文中首先比较了氢分子浓度（图2）。在生理温度及盐浓度下，4%、42%及67%氢气的理论饱和平衡浓度分别约为28.5、299.0和476.9 μM（图中虚线）。图中可以看出，吸入一定浓度氢气后，大脑中氢分子平衡浓度，与理论饱和平衡浓度接近。骨骼肌中氢分子平衡浓度，远未达到理论饱和平衡浓度。

图2：平衡后组织器官中氢分子浓度
通过饱和曲线（图3）可以看出，在大脑、肝脏、肾脏及中，氢分子较快达到平衡，而在骨骼肌、性腺脂肪、腹股沟脂肪中达到平衡的时间较长。以4%氢气吸入为例，氢分子在大脑、肝脏、肾脏及中浓度约在前3分钟内迅速升高，之后缓慢升高并逐渐平衡；而在骨骼肌、性腺脂肪、腹股沟脂肪中上升速度较慢。各组织器官达到90%平衡的时间由短到长依次为（3.2 min）、肝脏（3.9 min）、肾脏（5.1 min）、大脑（6.9 min）、性腺脂肪（21.7 min）、骨骼肌（22.4 min）以及腹股沟脂肪（28.0 min）。吸入42%及67%氢气的趋势与此类似。



图3：吸入氢气后氢分子在不同组织器官中的饱和曲线
在停止吸入氢气后，氢分子在组织器官中浓度开始下降。从脱饱和曲线（图4）可以看出，在、肝脏、肾脏和大脑中氢分子浓度迅速减少，而在骨骼肌、性腺脂肪以及腹股沟脂肪中降低速度相对缓慢。以4%氢气吸入为例，停止吸入氢气后，各组织器官中氢分子浓度降低90%所用时间由短到长依次为（2.7 min）、肝脏（3.6 min）、肾脏（4.8 min）、大脑（7.3 min）、骨骼肌（11.8 min）、性腺脂肪（16.2 min）以及腹股沟脂肪（24.6 min）。停止吸入42%及67%氢气后氢分子浓度趋势与此类似。
图4：停止吸入氢气后氢分子在不同组织器官中的脱饱和曲线
本实验提供了吸入不同浓度氢气后氢分子浓度的基本数据。但仍有以下限制：
首先，本实验检测的组织深度为1mm左右，氢分子浓度随组织深度变化的情况需要进一步研究。

第二，本实验是在动物麻醉条件下检测，与清醒时吸入氢气后的实际情况可能有出入。

第三，检测的组织器官数仍然有限，今后可进行更加详细的检测。

本实验提供了吸入氢气后氢分子在体检测的数据，可以为相关的氢分子体内代谢和氢生物医学效应研究提供参考。

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温馨提示：氢气不是药物，不能代替药物治疗疾病！