《氫氣醫(yī)學(xué)》全面而系統(tǒng)地介紹了氫氣相關(guān)物理、化學(xué)和生物學(xué)知識,重點(diǎn)介紹了氫氣治療疾病的主要機(jī)制,并詳細(xì)介紹了目前使用氫氣的多種主要途徑,通過對氫氣干預(yù)疾病、動物研究及臨床文獻(xiàn)的梳理,分析現(xiàn)階段氫氣在具體醫(yī)療過程中所發(fā)揮的價值。該書還討論了氫氣生物學(xué)的新研究進(jìn)展和存在的問題。
《氫氣醫(yī)學(xué)》既適合從事氫氣相關(guān)健康產(chǎn)品研發(fā)的人員和開展氫氣生物學(xué)研究的本科生、研究生、臨床醫(yī)生等專業(yè)人士參考,也可供希望了解氫氣醫(yī)學(xué)的相關(guān)人士閱讀。
氫氣將成為人類健康的“保護(hù)神”。
氧氣是需氧生物維持生命不可缺少的物質(zhì)。氧氣之所以重要和不可缺少,是因?yàn)檠鯕馐侨梭w內(nèi)唯一的電子最終接受體,沒有氧氣,細(xì)胞就不能持續(xù)進(jìn)行物質(zhì)和能量代謝,就不能從營養(yǎng)物質(zhì)中獲得供機(jī)體一切生命活動所需要的能量。但是,任何事情都具有兩面性,氧氣也不例外,當(dāng)人長期吸入濃度超過50%的氧氣時,就可能產(chǎn)生毒性引起肺損傷,這種因吸氧導(dǎo)致的毒性就是肺型氧中毒,呼吸氧分壓超過3個大氣壓的高壓氧則可以導(dǎo)致腦型氧中毒引起癲癇樣發(fā)作。
目前認(rèn)為,氧氣的毒性是由于身體內(nèi)產(chǎn)生了過多的活性氧;钚匝跏侵改切┖醯淖杂苫头亲杂苫醯难苌,體內(nèi)最常見的活性氧包括超氧陰離子、過氧化氫和一氧化氮等,活性氧是需氧生物如人體內(nèi)具有較強(qiáng)反應(yīng)活性的含氧基團(tuán)。
了解活性氧,首先要了解自由基。所謂自由基是指那些擁有不成對電子的化學(xué)基團(tuán),可以是離子、分子和原子。自由基是容易接受或失去電子的物質(zhì)。接受電子是被還原,失去電子是被氧化,因此自由基是具有比較強(qiáng)的氧化性或還原性的物質(zhì)。許多人曾經(jīng)認(rèn)為,自由基是造成各種疾病的元兇,只要能清除自由基就可以包治百病。目前看來,這個觀點(diǎn)片面且錯誤。盡管自由基水平超過一定限度會造成機(jī)體損傷,但很多正常的自由基也是維持機(jī)體健康不可缺少的條件。
人體生命活動離不開自由基。一氧化氮是機(jī)體內(nèi)重要的信號分子,具有非常廣泛的生物學(xué)作用,血管內(nèi)皮細(xì)胞缺少一氧化氮,血壓將難以維持正常水平,一氧化氮就是一種重要的活性氧和自由基。機(jī)體多種活動依賴的能量需要通過能量代謝提供,能量代謝由一系列生物化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn),這些生物化學(xué)反應(yīng)中最重要最常見的就是氧化還原反應(yīng),其中大部分氧化還原反應(yīng)屬于自由基反應(yīng),所以,沒有自由基反應(yīng)就無法實(shí)現(xiàn)能量代謝。氧氣、活性氧和自由基都是生命活動不可缺少的物質(zhì)。
研究活性氧和自由基過度增加引起氧化損傷的課題,最常見的誤解是把所有自由基簡單地作為一個整體清除,沒有考慮到機(jī)體內(nèi)某些活性氧如超氧陰離子、過氧化氫和一氧化氮等是機(jī)體生命活動必需的物質(zhì),而羥自由基、亞硝酸陰離子和次氯酸根等自由基活性特別強(qiáng),非常容易與細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)等重要生物大分子發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致這些分子發(fā)生致命性氧化損傷,這幾乎是人類所有疾病發(fā)生發(fā)展的最常見和最基本的病理生理機(jī)制。這些自由基才是有必要清除的有害物質(zhì)。
大量基礎(chǔ)和臨床醫(yī)學(xué)研究證明,心腦血管疾病、炎癥、惡性腫瘤、糖尿病和動脈硬化等常見人類疾病全部都與自由基引起的氧化損傷有關(guān)。體內(nèi)自由基應(yīng)分成兩大類,一類含量多、活性弱且對機(jī)體有利,另一類含量少、活性強(qiáng)且對機(jī)體有害;谶@些認(rèn)識,采用強(qiáng)還原性物質(zhì)如維生素類來中和自由基治療疾病有一定副作用。它會不加選擇地中和含量高、活性弱、對機(jī)體有利的活性氧,對正常生命活動產(chǎn)生不利影響,只有選擇性中和活性強(qiáng)的對機(jī)體有害的活性氧,就是說具有選擇性抗氧化作用的物質(zhì)才是理想的抗氧化手段。大量生物學(xué)研究證據(jù)表明,氫氣具有選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子的作用,這是氫氣對抗氧化損傷治療疾病的基礎(chǔ)。
研究表明,氫氣能治療的疾病類型非常多(如惡性腫瘤、結(jié)腸炎、一氧化碳中毒后腦病、腦缺血、阿爾茨海默病、帕金森病、抑郁癥、脊髓損傷、皮膚過敏、Ⅱ型糖尿病、急性胰腺炎、器官移植損傷、小腸缺血、系統(tǒng)炎癥反應(yīng)、放射損傷、視網(wǎng)膜損傷和耳聾等),但是目前大部分研究停留在動物和細(xì)胞研究水平,未來還需要大樣本臨床人群研究來證實(shí)氫氣對某些具體疾病的治療效果。
孫學(xué)軍,男,中國人民解放軍海軍軍醫(yī)大學(xué)海軍醫(yī)學(xué)系教授、博士生導(dǎo)師,上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心兼職教授。曾兼任中國醫(yī)療保健國際交流促進(jìn)會常務(wù)理事,中國醫(yī)療保健國際交流促進(jìn)會氫分子生物醫(yī)學(xué)分會主任委員,中國健康促進(jìn)基金會氫分子生物醫(yī)學(xué)發(fā)展專項基金副理事長和專家委員會主席。
主要從事氣體生物學(xué)研究,在氧氣和氫氣的生物學(xué)效應(yīng)研究方面取得系列成果,得到國際同行的廣泛關(guān)注;先后主持國家自然科學(xué)基金3項,發(fā)表學(xué)術(shù)論文260余篇,其中SCI收錄論文150余篇,2013年主編《氫分子生物學(xué)》,2015年主編英文版《氫分子生物醫(yī)學(xué)》;長期致力于氫氣生物醫(yī)學(xué)科普宣傳和健康促進(jìn)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。
上篇 氫氣醫(yī)學(xué)的生物學(xué)基礎(chǔ)
第1章 氫氣的物理和化學(xué)
1.1 氫——宇宙一號元素
1.2 氫元素和氫氣
1.3 氫氣的發(fā)現(xiàn)及物理化學(xué)性質(zhì)
第2章 氫氣醫(yī)學(xué)效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)
2.1 氫氣醫(yī)學(xué)研究概述
2.2 氫氣醫(yī)學(xué)的起源和氫健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
第3章 氫氣的生物安全性
3.1 氫氣潛水醫(yī)學(xué)研究
3.2 人體內(nèi)的氫氣
第4章 氫氣的使用方法
4.1 氫氣吸入
4.2 氫水飲用
4.3 氫氣生理鹽水注射
4.4 其他氫氣使用方法
4.5 納米氣泡技術(shù)
第5章 氫氣在機(jī)體內(nèi)的運(yùn)行規(guī)律
5.1 生理性惰性氣體
5.2 惰性氣體在體內(nèi)的運(yùn)行規(guī)律
5.3 氫氣在體內(nèi)的運(yùn)行規(guī)律
第6章 氫氣的選擇性抗氧化機(jī)制
6.1 自由基和活性氧是重要的生物活性物質(zhì)
6.2 氧化應(yīng)激與氧化損傷
6.3 氧化還原平衡
6.4 活性氧種類和選擇性抗氧化
第7章 氫氣檢測技術(shù)
7.1 氣相色譜技術(shù)
7.2 氫氣傳感器檢測方法
7.3 滴定法分析氫氣濃度
第8章 氫氣醫(yī)學(xué)的研究展望
8.1 氫氣醫(yī)學(xué)的奠基石
8.2 讓人著迷的氫氣
8.3 氫氣醫(yī)學(xué)的未來
……
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