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进一步理解「富氢水」

2024-06-28养生

「富氢水」看似成分简单,但能真正理解它并不容易。

从理化角度来看,与未溶入氢气的原水比,富氢水既不改变pH值,不改变电导度,也不改变口感色泽。那么溶入氢气的富氢水究竟改变了什么?

氧化还原电位(ORP)

是的,一过之间,本具备一定氧化电位的原水(+200左右),瞬间变为了还原电位(约-500mv)的富氢水。

氧化还原调节是调节细胞过程中一个重要的系统,它与磷酸化/去磷酸化调节相互影响。

如果你一直困惑于氢分子的受体究竟是谁的问题不能自拔,或许可以换个思路,氢分子的加入让水改变了氧化还原电位。同时,氢分子本身无电荷,所以无论是跟随水完成代谢,还是独自弥散,它都能改变细胞内氧化还原背景状态。

我们现在看到的,很多不能理解的氢分子双向调控现象,也许只是氧化还原背景状态改变后的自然现象。所以,无论是喝富氢水还是吸入氢气,它发挥作用的原因:

我称之为:氧化应激降级现象。

氧化还原调控与磷酸化/去磷酸化调控之间沟通的桥梁之一是 巯基基团 (thiol groups)。

它是感知氧化应激强度的主要传感器。(不饱和脂肪酸自氧化过程中产生的一些分子也对氢分子敏感,可以被氢分子改造为还原态,并进一步影响细胞内Ca2+表达水平,对此感兴趣的朋友请回顾上期专栏内容)

轻微的氧化应激 ,对应是促进细胞增殖,促进伤口愈合。

中度的氧化应激 ,可提高细胞的耐受能力和防御能力。

重度的氧化应激 ,引起细胞凋亡或者自噬。

强烈的氧化应激 ,反而抑制凋亡,会形成「 存活的严重受损细胞 」,我叫它们僵尸细胞,因为它们功能不全,存在大量突变遗传物质的累积。

不仅如此,强烈的氧化应激还会直接导致 细胞坏死, 坏死和凋亡是截然不同的,凋亡是受控的、有序的、回收性死亡,不会干扰其他细胞。坏死则象爆炸了一颗腐蚀性极强的化学炸弹,能造成周围组织环境的破坏,损伤健康细胞,并扩散。

有了上述基础知识,接着谈我关于氧化应激降级的观点。

在已发表的研究中,比如,一些用内毒素诱导氧化应激及氧化损伤的模型中,表现出氢分子促进自噬的作用。

Cui, Yan, et al. "Molecular hydrogen attenuates sepsis-induced cardiomyopathy in mice by promoting autophagy." BMC anesthesiology 24.1 (2024): 72.

然而,在另一篇关于创伤性脑损伤的细胞实验中,采用物理刮擦刺激细胞,含氢气培养液中的细胞表现出的现象是抑制自噬。Wang, Yifeng, et al. "Hydrogen improves cell viability partly through inhibition of autophagy and activation of PI3K/Akt/GSK3β signal pathway in a microvascular endothelial cell model of traumatic brain injury." Neurological Research 42.6 (2020): 487-496.

是不是很有意思,怎么解释氢分子表现出的两种截然不同的效果?

败血症意味着严重的系统性紊乱已发生,意味着此时氧化应激的强度是最高等级。此时,氢分子表现为促进自噬,很显然是下调了氧化应激强度。用次一级反应(自噬、凋亡)来缓解紊乱。毕竟,如同必要时截肢为救命,此时此刻,自噬当然比细胞成为「僵尸」好;凋亡当然比坏死好。

而当刺激引起的氧化应激强度只是加速细胞凋亡的水平,这个时候,氢分子的表现依然是下调氧化应激强度。也就是降到中等强度,此时,细胞完全还可以抢救,为什么要凋亡?重新分裂要消耗大量能量。本着节省是王道的本能,此时表现为抑制自噬。不仅如此,细胞自保信号Nrf2显著提升。

至于富氢水促进愈合之效果,我的理解是,大量氢分子用在伤口局部(比如用富氢水漱口治疗口腔溃疡),会快速形成还原性环境,快速降低局部氧化应激信号强度到轻微。而促进伤口愈合的底层条件正是轻微的氧化应激。

所以,喝富氢水,水从口腔开始就开始分布,大量在胃和小肠完成吸收并在几个小时内完成全身分布。 可以说,喝富氢水是将一种还原性的背景信息带入人体。

当然这样说过于笼统,具体来看还是通过减少了线粒体超氧阴离子的释放,完成了氧化应激水平降级。所以,氢分子作用根本还是在线粒体。毕竟线粒体是氧化应激策源地和大本营。

有朋友肯定会问,氧化应激如果过于偏向还原,会不会带来副作用?

会的。

事实上,当 健康大鼠长期生活在含2%氢气的空气环境中时 ,如突遭创伤,氢气保护作用就丧失了。Ito, Mikako, et al. "Drinking hydrogen water and intermittent hydrogen gas exposure, but not lactulose or continuous hydrogen gas exposure, prevent 6-hydorxydopamine-induced Parkinson’s disease in rats." Medical gas research 2.1 (2012): 1-7.

因为此时氧化还原调节这条路径被氢气干扰了,缺乏足够的活性反应物质(超氧阴离子/过氧化氢)来激发细胞的相应反应。但细胞过程总有别的调控路径。故伤害依然发生,只是不受氧化还原调控支配罢了。

朋友们可能又会担心,天天喝富氢水会不会出现上述副作用呢?

不会。

饮用富氢水的确会引起体内氧化还原调节的变化,但同时,富氢水可能带来另一种刺激,即与卟啉铁反应,形成更具还原性的氢铁自由基,然后将二氧化碳还原为一氧化碳。一氧化碳与氧气竞争结合细胞色素C氧化酶后,阻断了电子传递链(轻微),释放过氧化氢。(吸高比例>42%氢气可能也会促生一氧化碳,但低比例<4%不会)

这种反应,其速度受溶液中溶质浓度和温度的约束。

因此,不用担心健康人长期饮用富氢水是否有风险。根据彭瑾硕士论文的描述,健康动物长期喝富氢水Nrf2表达上升。这说明长期喝富氢水带来的刺激相当于中等氧化应激刺激。(类似间歇性中高强度运动)

它能提高细胞和机体的适应能力和抗应激能力。

所谓预防是也。