氢是什么

氢的概念

氢是一种化学元素，在元素周期表中位于第一位。氢通常的单质形态是氢气。它是无色无味无臭，极易燃烧的由双原子分子组成的气体，氢气是最轻的气体。

氢的起源

137亿年前宇宙大爆炸，形成浩渺无际、物质形态多样、不断运动发展的星系。在整个宇宙中，按原子百分数来说，氢是最多的元素。氢原子的数目比其他所有元素原子的总和约大100倍。

在组成人体所有元素中，氢虽然仅占9.5%，却给生命赋予了举足轻重的化学能量，是维持生命健康不可缺少的重要物质。

氢在地球的含量

在地球上，大气中只存在极少的游离状态氢，起地球表面的空气中，氢气约占总体积的千万分之五（0.5ppm）。在距离地面20-25公里的高空大气中，只有氦气与氢气。泥土中约有1.5%的氢，石油、天然气、动植物体也含氢气。

氢生物学历程

依据氢气的特性，最初使用其作为气囊的载体，然后它被广泛应用于航天器。现在，氢气已成为低污染的新能源被开发利用。当下，除了在能源领域的应用价值外，氢气作为一种新的医疗用气体正在受到越来越多的关注，它被公认为活性氧自由基（ROS）尤其是羟基（-OH）的选择性清除剂，而后者与许多病理状态（包括癌症）的发生和进展有关。

早在1937年，氢气首先作为潜水气体进行了试验，证明氢气是中度和深度潜水的最佳呼吸介质，对机体极为安全，没有发现任何毒副作用。

1969年美国Levitt(莱维特)在《新英格兰医学杂志》（New Engl J Med）发表论文，报告肠道菌群产氢的研究结果，显示正常人空腹状态下结肠每分钟产氢0.06-29mL(平均0.24mL),由此推算，人体空腹情况下每天最多可产生约345mL氢气，进食后氢气产生增加7-30倍。

1975年美国Baylor(贝勒)医学院和A&M公司的Dole等在《科学》（Science）上报道了氢气对癌症的作用。紫外线诱导的皮肤鳞状细胞癌裸鼠模型，在含有2.5%氧气和97.5%氢气的8个大气压的腔室中，肿瘤明显缩小和退缩。

1978年，美国Roberts等报道高压氢对白血病细胞有抑制作用。1988年，美国Rostain（罗斯坦）等报道使用含有49%的氢气、50%的氦气和1%的氧气的产品Hydreliox，可有效防止潜水员在海平面500米以下工作时出现减压病和氮麻醉的反应。2001年，法国Gharib（加里卜）等报道高压氢对小鼠血吸虫病相关性慢性肝炎模型具有抗炎作用，推测高压氢可能对某些疾病有治疗作用。

继有关高压氢气的少量研究后，人们研究了电解碱性水的作用。美国Shirahata等提出，一种称为活性氢的氢原子可在电解过程中产生，这种活性氢能清除ROS。尽管氢原子在我们体内不可能存在很长时间，但氢气确实存在于电解水中。Li和他的同事报道，电解水清除ROS并保护仓鼠胰腺β细胞系免受四氧嘧啶诱导的细胞损伤。Nihon Trim公司生产的一种血液透析液，可减少血液透析患者的氧化应激。日本东北大学医学研究院和Nihon Trim的研究人员于2008年开始合作临床研究，并成立了电解水—血液透析研究小组协会。他们认为电解水的影响可能是由于溶解的氢分子的作用。

2005年，Miz公司的Yanagihara等报道，用其独特的电解装置生产的富含氢的中性水，可减少大鼠的氧化应激。这是一项开创性的工作，因为他们明确证明，是碱性水中的氢气而非碱性物质发挥治疗作用。

2007年，日本医科大学太田成男等在《自然医学》（Nature Medicine）发表论文，报道了氢气对大鼠脑梗死模型具有明显的治疗效果，实验数据表明，吸入1%-4%氢气可缩小大鼠脑梗死的面积。他们进一步指出，氢具有特异性清除-OH和过氧亚硝酸盐的作用，但不影响过氧化氢或超氧化物。这一结果引发了医学领域对氢气的生物学作用及对人体各种疾患临床意义的兴趣，进而促使包括医疗、科技、工业及资本领域愈来愈多关注氢对生命和健康的价值。

近年来，主要来自日本、中国和美国的学者，在氢气与人体内环境、细胞学、基因学、信号传递、疾病模型、人类疾病、治疗相关性病理学和病理生理学诸方面进行了大量的研究，发现氢分子能发挥强大的抗氧化、抗炎作用，同时分析了其对细胞信号传导、基因表节达调节以及细胞保护的作用。在这些研究基础上，进一步明确氢对体内与过氧化和炎症相关的许多疾病均能发挥干预和改善效应。

依据上述这些研究进展，2014年美国食品安全添加剂安全办公室发表声明，指出氢气溶于水中使用是安全的。2015年中国颁布国家标准，规定氢气为食品添加剂。