自疫情初期起,呼吸病學家鍾南山院士已大力提倡氫療法,而內地官方亦以此作為輔助治療。當時國際廣泛關注,隨着相關的研究增多,科學家逐漸掌握氫氣在人體內的作用機制,以下讓我們一同了解。
氫治療簡介
氫研究始於1975年,科學家嘗試以氫氧混合物治療皮膚癌。2001年,法國學者以高壓氫氣治療肝臟寄生蟲病,首次證明氫氣具抗炎作用。2007年,日本學者太田成男指出吸氫氣可消除自由基以改善腦缺血損傷,引來諸國學者熱烈討論,自此氫氣成為醫學界的研究熱點。
氫研究非常廣泛,包括癌症、敗血病、柏金遜症、關節炎等。氫療法也各式各樣,如吸氫氣、飲氫水、注射氫水、以氫水沐浴及使用氫眼藥水等。在新冠肺炎治療中,內地官方建議採用66%氫與33%氧的混合氣體作輔助療法。一項試驗發現,吸入氫氧氣7.7小時的患者比單吸入氧氣的患者,第2天的症狀顯著改善。[1]
病毒入侵人體
新冠病毒通過與人體細胞的ACE2受體結合,進入呼吸道上皮細胞。其後病毒會不斷複製繁殖,以感染更多細胞。
免疫機制啟動
為阻止病毒在體內肆虐,大量免疫細胞被召集展開殺敵。巨噬細胞除了吞噬病毒,還會產生促炎性細胞因子,使更多炎症細胞前往感染組織。於是,「援軍」不斷趕至,與病毒決一死戰。
出現發炎反應
在免疫作用下,身體會出現發炎反應,即「紅、熱、腫、痛」,如發燒、肌肉痠痛、疲倦等症狀。若成功戰勝病毒,發炎反應會逐漸消退,身體得以恢復。
自體免疫失控
人多勢眾未必是好事,很可能陷入失控的狀態。免疫細胞產生細胞因子,使更多同僚趕赴現場;到達的免疫細胞亦會產生細胞因子,在不斷循環增生下,捲起「細胞因子風暴」(Cytokine Storm)。
風暴帶來的炎難性損害
細胞因子風暴下,免疫細胞蜂擁而至,造成過度的發炎反應,令器官受到嚴重損傷,甚至死亡。新冠死者的肺組織中便發現大量的免疫細胞,出現肺充血、水腫及增大,引起呼吸困難等問題[2]。
氫治療新冠的兩大原理
(一)抗炎
在新冠死者的肺組織中,可發現大量的免疫細胞,如巨噬細胞[3]、細胞因子[4]、中性粒細胞[5]等,屬於引起細胞因子風暴的元兇,對肺部造成非常嚴重的損傷。一些研究中發現,氫有效抑制巨噬細胞過度活化,減少促炎性細胞因子產生[6];有肺阻塞患者吸入2.4%氫氣45分鐘後,某些細胞因子明顯下降[7]。可見,氫具有抗炎作用,能有效減少炎症細胞,把肺損傷程度降至最低。
(二)抗氧化
染上新冠後,身體會產生大量的活性氧:第一、病毒複製需依賴細胞的能量代謝;第二、炎症反應,因而促使氧化應激,對肺部組織造成破壞,令新冠患者出現呼吸困難和低氧血症。科學家發現,氫不但具有抗氧化功效,還可選擇只清除有害的活性氧。有敗血症小鼠吸入2%氫氣後,發現可減輕ROS引起的肺損傷,並通過改善線粒體功能來增加氧合指數[8]。
如何選擇優質氫氣機?
市面上越來越多氫氣機可供選擇,但質素參差迥異,若不慎選中次等的山寨貨,恐怕無法有效調理身體之餘,還危害健康。以下提供一些小Tips,教大家如何選擇優質的氫氣機:
2合1功能
2合1氫氣及氫水機,不但提供氫氣吸入,還能製作氫水飲用。吸氫氣是全身性的同步提升,氫濃度的維持時間可長達60分鐘以上,有助預防及改善各種疾病。氫氧比例66.6%:33.3%,適合呼吸困難、需要氧氣的病人。氫水主要由消化道吸收,有助改善消化系統。
高純度氫氣
現時最佳的產氫技術公認為「PEM產氫技術」,即「質子交換膜電解技術」,只有微小的氫質子才能通過質子交換膜,其他雜質都會被有效過濾,可杜絕任何酸鹼蒸氣、微小粒子及有害物質。因此,可產出超高純度99.999%以上的醫療等級氫氣。
高濃度氫氣
參照日本醫療等級要求,依照人體呼吸節奏,精密計算出最有益於人體吸收的氫氣,氫氣出氣量必須維持500ml/min,才能確保吸入肺裏的氫氣可達到2%以上的濃度。
高效率製氫水
氫氣的物理特性極難溶於水,也極易逸散。而微奈米氣泡溶氫技術,可使水與氫氣泡的接觸面積大幅增加,加快溶解速度,僅需短短2分鐘,就能製作出含氫量高達1200pp以上的氫水。
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參考資料:
[1] Guan WJ, Wei CH, Chen AL. Hydrogen/oxygen mixed gas inhalation improves disease severity and dyspnea in patients with Coronavirus disease 2019 in a recent multicenter, open-label clinical trial. J Thorac Dis. (2020) 12:3448–52. doi: 10.21037/jtd-2020-057
[2] Edler C, Schröder AS, Aepfelbacher M. Dying with SARS-CoV-2 infection-an autopsy study of the first consecutive 80 cases in Hamburg, Germany. Int J Legal Med. (2020) 134:1275–84. doi: 10.1007/s00414-020-02317-w
[3] Liao M, Liu Y, Yuan J. Single-cell landscape of bronchoalveolar immune cells in patients with COVID-19. Nat Med. (2020) 26:842–4. doi: 10.1038/s41591-020-0901-9
[4] Yao XH, Li TY, He ZC. A pathological report of three COVID-19 cases by minimal invasive autopsies. Zhonghua Bing Li Xue Za Zhi. (2020) 49:411–7. doi: 10.3760/cma.j.cn112151-20200312-00193
[5] Wilson JG, Simpson LJ, Ferreira AM. Cytokine profile in plasma of severe COVID-19 does not differ from ARDS and sepsis. JCI Insight. (2020) 5. doi: 10.1172/jci.insight.140289
[6] Chen HG, Xie KL, Han HZ. Heme oxygenase-1 mediates the anti-inflammatory effect of molecular hydrogen in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. Int J Surg. (2013) 11:1060–6. doi: 10.1016/j.ijsu.2013.10.007
[7] Wang ST, Bao C, He Y. Hydrogen gas (XEN) inhalation ameliorates airway inflammation in asthma and COPD patients. QJM. (2020) 113:870–5. doi: 10.1093/qjmed/hcaa164
[8] Dong A, Yu Y, Wang Y. Protective effects of hydrogen gas against sepsis-induced acute lung injury via regulation of mitochondrial function and dynamics. Int Immunopharmacol. (2018) 65:366–72. doi: 10.1016/j.intimp.2018.10.012
其他連結:【健康】認識氫分子 對抗自由基-香港商報 (hkcd.com)