二手徵求有驚喜
氫(氫分子)的來源很多，通常分為自生性和從體外取得兩大部分。顧名思義，自生性就是由腸內細菌發酵產生，雖然數量很多，但無法為其宿主（產生氫的動物）直接、充分利用；而「從體外取得」又分為「氫氣」與「氫水」兩大類；「氫水」又包括「富含氫分子的水（HW）」、「含氫食鹽水（HS）」兩種，前者（HW）以口服為主，後者（HS）則多從腹腔注射。當然也有學者專家研究過用「氫水（HW）」作為注射之用。
一、氫水與氫氣─作用及應用遠景
氫水與氫氣對身體的作用以及臨床應用遠景，其實科學家早就做過無數次的動物實驗，以下略做介紹。
「氫分子（H2）治療法」主要包括「吸氫」和「攝取氫水」兩部分，「攝取氫水」還分為口服（飲用）和注射兩種。
（一）氫氣
氫氣（H2,氫分子）有容易逸出的特性，因此使用時要特別選擇「在室溫下相對安定的濃度」，亦即在氣體中的濃度約4.6%，此時不管是其體積或安全性都是最穩定的。
（二）氫水
富含氫分子的飲用水有3種製備方法：
(1)先由電解產生氫，再讓氫氣融入於純水之中。
(2)用電化學法，使用鎂(Mg)棒，與水(H2O)發生作用，以產生氫。再溶入水中。
如此即可方便取得氫或富含氫分子的水，可供實驗動物每日吸取或飲用。
氫的動物實驗
研究人員曾以急性肺傷害動物模式，進行前臨床試驗與臨床試驗。
1.前臨床試驗發現
以急性肺傷害動物模式所進行的前臨床試驗，結果發現吸入氫氣可減輕急性肺炎症狀；攝取富含氫分子的水（富氫水）則能抑制老鼠腎臟的部分功能，還能減少活性氧的產生量。
不管應用氫氣或氫水，氫（分子）都有助於保護粒線體和DNA，避免受到氫氧自由基的傷害，還能防制使用antimycin（黴素的一種，可稱之為抗黴素）後所引發的粒線體膜電位下降。氫還能強力地防制離子或放射線照射引起的傷害。此外，氫還能減輕中腦動脈阻塞動物的栓塞體積，同時減少氧化壓力指標。還有研究人員發現，氫能保護新生小豬免於窒息，可見具神經保護作用，還有助於保存腦血管活性。
2.臨床發現
科學家的研究認為，氫對各種與氧化壓力有關的疾病，幾乎都有改善作用；比較為人所知的包括：
（1）帕金森氏症或移植器官時，由於缺血再灌注等原因而誘發不同症狀，這些可移植器官包括脊椎骨、心臟、肺臟、肝臟、腎臟和小腸等。比較罕見的如「孤獨癖(autism)」也能獲得改善。其他的研究也證實，富氫水有助於減少血液中的乳酸含量，還能刺激並強化運動員體能，促進肌肉發達。
（2）氫可以降低第2型糖尿病及代謝症候群病人的氧化壓力指標。帕金森氏症病人的病理，就是氧化壓力升高、過氧化脂質增加，而黑質體(substantianigra)對榖胱甘肽(GSH)的吸收量減少等，症狀才會惡化。
研究人員發現，氫水有助於刺激帕金森氏症老鼠黑質內的多巴神經元(dopaminergicneuros)，促使其調降氧化壓力指標4羥基壬烯醛(4HNE,4hydroxy2nonenal)，因而降低帕金森氏症的發生率，同時增加老鼠在腦缺血再灌注後的生存率。
（三）氫分子的作用機制
氫分子的詳細作用機制，過去在生命科學領域中一直是個謎，科學家從各式各樣的實驗研究中，認為比較具體的不外：抗氧化、抗發炎、保護細胞作用，以及作為信息調節因子等。
1.抗氧化作用
研究人員首先發現的是氫分子的抗氧化作用(antioxidant)。卡雅爾(Kayar)等人的研究發現，哺乳類動物的組織在高氧條件下無法將氫氧化，因此對潛水者而言，氫無法從正常的呼吸作用中，由呼氣代謝（排出體外）。
目前已知氫可當作抗氧化劑，能掃除氫氧自由基，但掃除氫氧自由基的作用機制尚未完全解明。氫分子還有許多神祕之處等待進一步研究。
1975年杜爾(Dole)等人首先提出研究結果，認為氫具有抗氧化能力，能對抗烷基自由基(alkylradicals)和氫氧自由基(hydroxylradicals)。他們首先觀察到，氫具有抗癌性質，因為高氫治療(hyperbarichydrogentherapy)可抑制鱗狀細胞癌的發展。也可藉由放熱反應(exothermicreaction)掃除氫氧自由基：出現放熱反應時，氫能與氫氧自由基結合，形成水和氫；此種從水產生氫的反應，可以進一步與超氧自由基(superoxideradical)結合，又造成另一種反應，進而阻止更多的過氧化物(peroxides)和氫氧自由基(hydroxylradicals)產生。
目前已知，在細胞的製造分化與代謝過程(cellularprocesses)中，會累積自由基或活性氧(ROS)、產生氧化壓力。而氧化壓力會對組織造成嚴重傷害、產生各種疾病。氫也會擴大對腦缺血、新生動物缺氧缺血的肝、肺和心肌傷害；這些病理條件都是由氧化壓力增加所造成。而後來的研究證明，在試管內的氫也能減少活性氧(ROS)的數量，能掃除對人類有害的「氫氧自由基」；此外，氫還能增加抗氧化酵素的活性，有助於抑制氧化壓力所造成的傷害。
2.抗發炎作用
許多的研究證實，氫具抗發炎性質，亦即有抗發炎作用(antiinflammation)。
賈利柏(Gharib)等人先以住血吸蟲(Schistosomamansoni,寄生蟲的一種)誘發小白鼠的肝慢性發炎，再使用高氫治療法，結果發現能改善肝的血液動力學，減少門靜脈高血壓，同時減少發炎性細胞素對肝細胞的傷害，因而減輕肝纖維病變。由此證明氫具有抗發炎性質。
（二）氫水能減輕氧化壓力，防制糖尿病性視網膜病變
糖尿病引起的視網膜病變(DiabeticRetinopathy,DR)，亦屬於神經退化性疾病的一種，這是糖尿病的發展過程中經常可見的病變之一（其次是心臟血管與腎臟病變），發病之後會對需要工作謀生的成年人視力造成不可逆的傷害。
就病因學而言，糖尿病(Diabetsmellitus,DM)的多數併發症都與氧化壓力和發炎有關，而活性氧(ROS)又是氧化壓力與發炎的主要因子。動物模式的研究發現，其實在糖尿病影響心臟血管、出現症狀之前，視網膜神經元早已缺損，血液視網膜屏障(BRB)也被分解，糖尿病性視網膜病變(DR)乃跟著出現，視力因而直接受損，此即糖尿病性血管障礙的早期特徵。
那麼如果設法抑制視網膜內的活性氧(ROS)活性，是否就能防治神經退化與糖尿病性視網膜病變(DR)？事實上並沒有確定答案。研究人員以視網膜電圖測定儀(electroretinography,ERG)，測量實驗動物的內視網膜(innerretina)功能和震動電位(oscillatorypotentials,OPS)，結果發現這些症狀（病變）在糖尿病發作早期就表現不正常；而不正常的原因很可能是胞突蛋白(synaptophysin)降低。
一般而言，胞突蛋白位於內叢狀層(innerplexiform)，在正常情況下，其含量十分豐富，而且在震動電位中扮演絕對而關鍵性的重要角色。然因糖尿病病人的視網膜神經節細胞，及內核層(INL)中的無軸索神經細胞，可能在過程中凋亡。必須利用腦源性神經營養因子(BDNF,Brainderivedneurotrophicfactor)，才能減緩細胞的凋亡速度。可惜糖尿病患者的腦源性神經營養因子，和氧化壓力間的關係還不夠清楚，因此仍需要藉助新治療法，才能有效建立活性氧與糖尿病性視網膜的關係與影響。至於糖尿病性視網膜退化之詳細機制，也還有待進一步解明。
截至目前為止，研究人員已經發現了4000種以上的抗氧化劑，其中大部分當作「電子供體(electrondonors)」使用，以與活性氧發生作用，形成無害的終產物。不過若使用外源性抗氧化劑，就要注意其所衍生的低細胞膜滲透性和高毒性，兩者都限制了抗氧化劑的使用劑量，成為應用上的缺點。
最近的研究已證明，氫分子(H2)為一種抗氧化劑，可以改善各種疾病模式所引發的缺血再灌注傷害、發炎性疾病和代謝症候群等。Oharazawa等人(2010)報告，以富氫食鹽水當眼藥水，可減少視網膜缺血再灌注所誘發的傷害，如造成眼內壓力瞬間上升等。魏(Wei)等人(2012)報告，富氫食鹽水可保護視網膜對抗鼓胺酸(glutamate)，對抗天竺鼠被誘發的興奮性傷害。氫可以選擇性的中和強力自由基(‧OH)，減少氧化傷害，產生不具傷害性的終產物，使氫容易擴散進入器官，且對人體沒有副作用。
（三）對代謝症候群的影響
為了了解氫水對代謝症候群的影響，Nakao等人進行了一項開放式試驗。他們使用鎂棒放入水中的方式，製備了0.55~0.65mM的氫水，其飽和度大約70~80%。之後每日給20位代謝症候群病人投予1.5~2.0公升，經過8個星期後，發現病人尿液中增加了39%的SOD（超氧化物歧化酶，為一種抗氧化酵素）活性。超氧化物歧化酶可以催化O2.，讓其變成H2O2。氫水也能減少43%的尿中脂質過氧化物TBARS，同時增加8%的高密度脂蛋白膽固醇(HDL又名好的膽固醇)，因而降低13%的總膽固醇/高密度膽固醇比；但AST和ALT不變，rGT雖增加了24%，卻仍在正常值內。
他們的研究雖然未採取通用的隨機、雙盲和安慰劑、控制組，但實驗結果仍顯示，在生物指標的改善方面，比其他氫水的人體實驗更多。而此項實驗的關鍵是「喝大量的氫水」，所以研究人員推測，其所攝取的氫水量可能是一個重要的決定因子；當然喝大量氫水還能減少攝食量，有助於改善代謝症候群症狀。
（四）喝氫水可減輕尿毒、防腎癌
2013年的一項研究令科學家感到疑惑：飲用富氫水(HW)究竟能否減少胺三醋酸鐵(ferricnitrilotriacetate,FeNTA)誘發的老鼠腎傷害？能否避免早期腎癌？
研究人員首先從老鼠腹腔注射胺三醋酸鐵(FeNTA)溶液，每公斤體重注射7.5毫克(7.5mgFe/kg)，以造成腎傷害。然後再投予氫水1.1至1.5毫升(1.3±0.2mg/l)，結果證實喝氫水的老鼠減輕了FeNTA誘發的腎傷害，包括：抑制血清肌酸酐(creatinine)和尿素氮，使之不再升高；同時降低鳥胺酸去羧化酶(ornithinedecarboxylase)活性，預防3H胸腺嘧啶(﹝3H﹞thymidine)影響腎之去氧核醣核酸（DNA），有助於預防早期腎癌。
研究人員發現，喝氫水(HW)確實能減輕FeNTA誘發的氧化壓力，減少脂質過氧化，避免peroxynitrite形成。還能降低NADPHoxidase和黃嘌呤氧化酶(xanthineoxidase)活性，但增加catalase活性，以恢復粒線體功能。
三、氫分子治療法
氫氣與氫水都是氫分子治療法的一環，2013年一項「氫分子對各種疾病影響」的研究顯示：氫分子可以當作一種神經退化性疾病和其他疾病的緊急醫療用氣體。
這類「氫分子對各種疾病的影響」之研究方式，大部分以囓齒類動物（老鼠）為實驗對象，其他動物（兔子）模式則多針對帕金森氏症（2種）和阿茲海默症（3種）；還有對培養細胞或組織之影響。
這些疾病包括：
(1)帕金森氏症。
(2)剛出生時之大腦缺氧。
(3)脊椎、心、肝、肺、腎和小腸等器官之缺血再灌流。
(4)肺、心、腎和小腸等移植器官所衍生的疾病。
此外，還研究了六種人體最常出現的疾病，包括：
(1)第2型糖尿病。
(2)代謝症候群。
(3)血液透析（洗腎）。
(4)發炎和粒線體肌肉病。
(5)腦幹栓塞。
(6)放射線照射誘發之不良效應。
若再仔細予以分類，則氫分子對：腦、心、肝、肺、腎、胰等臟器，眼、耳、脊椎、小腸等器官，血管、肌肉、軟骨等組織，以及初生期疾病、代謝、發炎與過敏、癌症與其他疾病等17類有效。
其中有23篇是以喝富含氫的水做實驗，27篇為腹腔注射或用點滴注入含氫食鹽水，10篇使用富含氫的細胞或組織培養劑。
對神經退化性疾病已見具體成果
以下是幾種較具代表性的研究成果：
（一）氫分子如何改善神經退化性疾病
帕金森氏症(Parkinson'sdisease)是因中腦黑質(substartianigra)的多巴神經元(dopaminergicneurons)死亡而造成；這是人類最害怕的常見神經退化性疾病之一，僅次於阿茲海默症(Alzheimer'sdisease)。
帕金森氏症
以目前所知，誘發帕金森氏症的原因約有兩種，一是氧化壓力過大，其次是泛素蛋白酶體系統(ubiquitinproteasomesystem)失常。
神經傳質(neurotransmitter)及多巴胺(dopamine)本身就是一種促氧化劑(prooxidant)。由於多巴細胞(dopaminergiccells)經常要暴露在高濃度的氧自由基之下，加上不正常的泛素蛋白酶體系統促使不易溶解的αsynuclein疊積在細胞體內，在在促使神經細胞走向死亡。
Ohno等人從老鼠的腦右側紋狀體，注入一種神經毒素6羥基多巴胺(6OHDA,6hydroxydopamine)，促使期出現「半巴金森症(hemiParkinson'sdisease)」。然後在手術前一星期，讓老鼠任意飲用含氫豐富的水，結果發現所有實驗老鼠的半巴金森症病情都受到控制，並沒有惡化。原先因為注射毒素而減少的多巴神經元數目，也逐漸恢復，其恢復率比對照組多83%。若術後繼續飲用富氫水3天，更能預防半巴金森症病情惡化，但效果不如術前好。
若先給老鼠飲用氫水，則在注射毒素48小時後，發現老鼠黑質體內的酪胺酸羥化酶(tyrosinehydroxylase)活性，比對照組減少，表示氫不是直接解除6羥基多巴胺（6OHDA）神經毒素的毒性，而是氫延長了多巴細胞的保護效應。
Fujita等人也證明氫具有相同的效應。他們先用1甲基4苯基1,2,3,6四氫吡啶(MPTP,1methyl4phenyl1,2,3,6tetrahydropyridie)誘發小白鼠的帕金森氏症，之後再投予氫水，結果發現亦有明顯的改善效應。MPTP也是一種神經毒素，其作用在阻斷粒線體電子傳遞鏈中的複合體I(complexI)之活性，而誘發小白鼠的帕金森氏症。有趣的是，只要投予濃度0.08ppm(5%飽和度)的氫，就能改善MPTP誘發的帕金森氏症病況。這是對囓齒類動物所做的實驗中，氫濃度第2低，僅次於給予血液透析病人的0.048ppm，可見氫分子對神經退化性疾病有益，但重點不在濃度。此在針對另一種神經退化性疾病「阿茲海默症」的研究上，也有類似的結果。
（四）氫可減輕放射線照射後遺症
在試管實驗中，研究人員利用水(H2O)的放射分解及芬同作用(Fentonreaction)，產生氫氧自由基(‧OH)。結果發現由芬同作用所產生之‧OH，有71.2%溶入含氫氣(0.4Mpa)的磷酸緩衝液(10Mm,23。C,Ph7.4)中；而水H2O經過5Gy60Corray放射分解作用之後，所產生的氫氧自由基‧OH，也減少了88.7%。若用N2取代H2，則‧OH的量沒有明顯改變。
研究人員分別以氫分子敏感的器官系統進行研究。
(1)小腸(insteine)
胃腸道對放射線的反應非常敏感，研究人員發現，只要以1Gy的放射線照射3至6小時，就會導致小白鼠小腸腺窩細胞凋亡。研究人員以不同的r射線劑量(高到8Gy)照射小腸細胞，照射前後各給予不同濃度的含氫食鹽水(濃度0.1~0.4mmol/L)，結果發現可以明顯的抑制放射線誘導之細胞凋亡，同時增加小腸線窩HIEC細胞之生存率。
2010年研究人員的實驗發現，若在小白鼠接受放射線照射之前，先從腹腔注射富氫食鹽水，則可保護腸道的內皮，避免受到放射線傷害，還能減少血漿MDA和小腸8OhdG的量，進而保護血漿的內生性抗氧化酵素SOD，和GST的活性。
(2)造血系統
造血系統因具有高細胞轉換(cellturnover)率，因此對放射線照射也很敏感。通常只要暴露於放射線照射環境一段時間，就可能出現骨髓抑制作用(myelosuppression)，因為骨髓就是造血的源頭，骨髓的功能不彰，造血功能就會出現問題。研究發現，亞劑量（低劑量）的放射線照射就可能導致細胞死亡；若因而傷及骨髓細胞和周圍血液的白血球，就可能罹患敗血症。
研究人員為了解開造血系統受到放射線照射後，氫能產生何種保護效益，特別選用人類淋巴細胞(AHH1)作研究。結果發現，細胞暴露於不同濃度的r射線之下(最高為8Gy)，如能在接受放射線照射之前，先補充不同濃度的氫(0.1~0.4mmol/L)，則氫分子確實可以抑制放射線之害，避免細胞凋亡，同時延長細胞的生存率。此外也發現，內生性抗氧化劑SOD（超氧化物歧化酶）、GSH(榖胱甘肽)均受氫之保護，包括促使MDA，8OhdG下降。研究結果證明，氫之保護作用與氫濃度成正比，但要盡速加氫處理，否則效果不明顯。
喬愛(Chuai)等人的研究認為，若在放射線照射之前就給予含氫食鹽水，則有助於增加骨髓核酸(MMNCs)和白血球數目，以及增加脾臟重量，增生內生性造血脾臟細胞叢(colony)(endoCFUS)。
另外，(Yang)等人還研究：氫能減少人類淋巴細胞AHH1的ROS含量，同時減少H2O受放射線攻擊時的分解作用，進一步避免氫減少與細胞凋亡。
(3)睪丸
睪丸的主要功能在製造精子，以利傳宗接代，因而成為男性生殖系統中最重要的器官。睪丸細胞的增殖非常快速，對放射線照射特別敏感，只要0.1Gy的放射線劑量，就可以造成睪丸組織在生化和形態上的傷害，影響精子之正常生成，更可能傷害其活力。有些研究證據顯示，男性若曾在年輕時接受全身放射線照射一段時間，則其生殖能力可能只剩下2%，很難成功做人，成為生命中的遺憾。
2012年蔡(Chuai)等人的研究報告指出，氫對男性胚胎細胞(germcells)具放射性保護效應，可以避免受到放射線照射所引起的睪丸內細胞凋亡，不但能確保精子之形成與生存，還能提高精蟲品質，甚至每日都有精子生成。
幾年前，美國食品藥物管理局(FDA)允許使用一種名為WR2721的化合物，那是到目前為止唯一被認可的抗放射線製劑，能保護睪丸、避免受到放射線傷害。。有些研究顯示，氫分子的放射線保護效果雖然略低於WR2721，但效果也不差；何況使用WR2721如果過量，則其抗放射線傷害的效果反而不明顯。
投予氫分子的途徑
許多研究證明，氫分子可當作抗氧化劑使用，而且頗具效用。
如前所述，投予氫分子的途徑可大約分成：吸入氫氣、注射氫水(HW)或注射氫溶解的食鹽水(HS)等三種。
吸入氫氣
投予氫分子的途徑是依照疾病的需要而定。吸入氫氣是最簡單的方法，也用得最普遍。吸入氫氣則經過肺泡、經血流傳送全身，此法的不便之處是具有危險性，因為氫氣容易爆炸，在空氣中，若氫分子的濃度大於4%時就可能爆炸。所以混合氣體中的氫分子常常要維持在1%4%之間，吸入的氫氣，可以減緩急性疾病，例如缺血再灌注傷害(IRI)和重大的器官移植手術所造成的傷害。
飲用飽和氫水
飲用含飽和氫(1.6ppm)的水，比吸氫氣方便又安全。研究報告證明，剔除apoE的小白鼠，任意飲用富氫水(HW)，有助於減輕或延緩氧化壓力對重要器官（包括大腦）所造成的傷害。飲用富氫水(HW)還能防阻或減少不正常生活型態所造成的風險。
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