破解“富氢水”功效谜团

◎本刊记者　季天也

破解“富氢水”功效谜团

◎本刊记者季天也

治慢性病有用 保健没谱儿

5月24日，强制性新国标《食品安全国家标准包装饮用水》开始实施，新国标规定，水以外的一种或若干种成分不得用来命名包装饮用水。的确，市面上出现的各种富氧水、竹炭水、月子水、弱碱性水、小分子团水等等把人弄得云里雾里，近来又冒出了一种“富氢水”（日本叫“水素水”），据说其所含的氢气在体内具有抗氧化效应，可以抵御自由基和多种因氧化损伤带来的疾病。“富氢水”究竟是确有其效，还是概念炒作？为揭开富氢水的神秘面纱，6月17日《环境与生活》连线采访了两位专家，一位是从事氢分子生物学研究的解放军第二军医大学海军医学系教授孙学军，另一位是国家食品安全风险评估中心副研究员、食品安全博士钟凯，听听他们怎么说。

肠道细菌可产氢气

在网上搜索富氢水，能看到形形色色的富氢水机、氢水棒及袋装富氢水，价格都不菲。富氢水机2000元至14000元不等，氢水棒是几百元，而300毫升袋装的富氢水约30～50元。这些产品都带有各种诱惑性的宣传语，比如“富氢水能促进细胞活力”“提高人体免疫力”“恢复被酸化的细胞”“对糖尿病、高血压高血脂、癌症等患者来说，富氢水是首选要饮用的水”……在我们了解神乎其神的富氢水之前，不妨先认识一下“氢”。

在物理和化学领域，氢这个元素拿下了不少“最”字名头：在元素周期表中排名最前，即1号元素；在宇宙中含量最多；由两个氢原子组成的氢气（H2）是自然界最轻、最小的气体分子，其密度只有空气的1/14；氢气燃烧的热值是汽油的3倍多，是常见燃料中热值最高的。

氢气有诸多用途，工业上可以用它生产甲醇、提炼石油、制备高纯度的重要金属等。氢气凭借超高的热值，在氧气中燃烧能达到3000摄氏度的高温，足以焊接和切割金属。同时，它燃烧后只生成水，不排放任何污染物，是一种给力的高能清洁燃料。

可是，在以往生物相关学科的书籍资料中，人体自身的生物化学反应没有一个是有氢气参与或产生的。这样一种工业范儿的气体如何与治病挂钩呢？

解放军第二军医大学海军医学系教授孙学军，长期从事各类气体生物学效应和潜水医学研究，最近几年的研究更是聚焦于“氢分子生物学效应”。2013年5月，由他主编的《氢分子生物学》一书正式出版，是国内第一本关于氢气生物学效应的书。6月17日，孙学军在接受《环境与生活》记者采访时介绍，人类和高等动物体内本身就存在由肠道内的厌氧细菌产生的极微量的氢气，称为内源性氢气。这些细菌每天可在人体内产生12升以上的氢气，通过呼吸和皮肤会很快排出体外。“氢气被人体吸收非常容易，沿着人体体液的浓度梯度扩散，是氢气进入人体的基本动力”。但他强调，吸收与生物作用没有必然联系，其他气体如氦气也能被人体吸收。

氢气有四大优越性

氢气是很好的还原剂。中学里有个小实验：用氢气不断“吹”正在被酒精灯加热的氧化铜粉末，原本黑色的粉末就会渐渐变成亮红色，这就是氢气把氧化铜还原成了金属铜。同样，它在人体内的作用机制也是充当还原剂的角色。

人体内存在一类氧化性很强的含氧分子团——活性氧自由基（ROS），它们因为结构不完整而十分躁动，渴望从别的分子手上抢夺电子来补全自己，因此对细胞有一定破坏作用。如果被抢电子的分子是DNA或是重要的蛋白质，人体相应功能就会受创，引起或大或小的毛病，比如过敏、细胞衰老、发炎等等。

自由基都是害人精吗？不能这么说。孙学军强调，“对生物来说，自由基首先是功能分子，有些自由基不足也会产生疾病，过多才会引起组织细胞损伤。”在自由基阵营中，“超氧离子团和过氧化氢（H2O2）是重要的信号传导分子，同时它们可调节细胞凋亡、增殖和分化等生理过程，过氧化氢还可以转化成具有杀菌作用的次氯酸；再比如一氧化氮自由基是重要的神经递质，也是血管舒张过程的重要参与者（本刊2012年9月号《一氧化氮能拯救你的心》一文，介绍了一氧化氮对心血管疾病的治疗作用）。”

科学家对氢气生物学机制的认知源自潜水医学。因为其理化性质有助于潜水者顺畅呼吸、维持体内外气压平衡以及对抗高压神经综合征，氢气被选为深海潜水的优良呼吸介质。2001年，法国潜水医学家证明，呼吸8个大气压的高压氢气，可治疗肝血吸虫感染引起的炎症反应，首次证明氢气具有抗炎作用，并提出氢气与羟自由基直接反应是治疗炎症损伤的基础。

大部分抗氧化剂是大分子结构，机体较难吸收。而氢气体小势优，容易为身体所用。

抗氧化剂减少自由基的方式

氢气作为抗氧化剂在细胞里的扩散情况。大部分水溶性抗氧化剂会留在隔膜里，无法进入细胞液，而大部分脂溶性抗氧化剂如果没有特殊介质就无法进入生物膜，氢气则可以迅速扩散到细胞液和细胞器里。

2007年，日本医科大学教授太田成男发现，大鼠呼吸2%的氢气就可有效清除自由基，显著改善脑缺血再灌注损伤，证明了氢气溶解在液体中，可选择性中和羟自由基和亚硝酸阴离子这两种最有破坏力的自由基，从此掀起了氢气治病的热潮。

通过国内外诸多动物试验证明，目前学术上认为，氢气在人体内很愿意奉献出自己的电子，并且只给对人体伤害较大的几种自由基，那些对人体有用的自由基则因为拿不到电子而不会受到影响。电子成功“过户”之后，氢气转化成水，自由基得到电子也恢复到稳定形态，就起到了抗炎症、抗电离辐射损伤、抗细胞凋亡和抗过敏作用。

孙学军介绍，目前与氢气相关的临床研究论文，涉及帕金森病、类风湿关节炎、中风、癌症放疗副作用、尿毒症透析损伤、运动损伤、肝炎、膀胱炎、糖尿病和代谢综合征等等。不少研究者认为，氢气可能是继一氧化氮、一氧化碳和硫化氢等气体之后，又一个重要的信号分子，不过还没有明确的证据。

说起来，人们的日常饮食中不乏抗氧化成分，比如大名鼎鼎的维生素C和胡萝卜素，跟它们比起来，氢气牛在哪儿呢？孙学军给记者归纳了氢气的四大优越性。一是上文提到的选择性，只对付强毒性自由基；二是体小势优，具有更强的穿透能力，能轻松扩散到人体任何部位；三是具有脂水双溶性；四是它最大的好处——极大的安全剂量。氢气无色、无嗅、无味，感官特性和安全性类似于大气中含量最多的氮气。潜水医学的种种实验也证明，长期大量吸入氢气没有对人体造成不好的影响。

氢气并不容易溶于水中

据孙学军介绍，使用氢气治疗疾病的方法主要有呼吸氢气、注射富氢溶液和饮用富氢水，其中饮用富氢水是最常用和最简便的方式。

虽然水由氢和氧两种元素组成，但氢气和氧气都难溶于水，氢气尤甚。另外，空气中氢气的体积占比只有200万分之一左右，而且还因为其密度低而飘上天，很难接触到水源。在这种物理特性的限制下，富氢水是怎样做到富氢的？又能“富”到什么程度呢？

“溶解氢气的方法有很多，最简单的就是直接给水通入氢气气泡，依靠物理扩散原理制备氢气水溶液或者富氢水，就像养鱼通空气的方法一样。”孙学军告诉记者，“富氢”只是相对自然条件下水中不含氢气而言的。“从物理学角度，氢气的水溶性确实很差，20℃时，1升水最多只能溶解18毫升氢气，按质量浓度算相当于1.62ppm（1ppm为百万分之一），并且温度越高越难溶。但是从生物学角度考虑，这样的浓度是不低的。”他引用太田成男的实验数据表示，只要氢气浓度达到0.05ppm，就能显示出抗氧化效果。研究中采用的氢水浓度一般不少于1.2ppm，不需要超过氢气的饱和浓度就完全够用。

孙学军也表示，在特殊技术条件下，氢气也能超过1.62ppm这个浓度限值，达到“过饱和溶解”，浓度甚至能翻好几倍。生活中经常能见到二氧化碳的过饱和溶液——可乐和其他碳酸饮料。当然，这样的过饱和富氢水要想长期保存，必须维持高压环境。如果受到剧烈震荡，富氢水也会像可乐一样有气泡冒出，只不过因为氢气的溶解度比二氧化碳小得多，气泡没有那么明显，人喝下富氢水也不容易打嗝。

氢水棒制取问题多

记者从网上了解到，一种叫做“氢水棒”的装置可以让人们在家里就能简单快速地获得富氢水，该产品通过水和内置的金属镁发生化学反应来产生氢气，电商价格从几十块钱到几百块都有。这样的东西靠谱吗？

“这种氢水制作方法来自日本。金属镁是非常廉价的原料，日本从中国进口这种原料，然后制造成氢水棒。现在国内也有企业生产这种产品。”孙学军指出，这种方法确实也能制造出氢水，但问题比较多，一是氢氧化镁作为水碱的主要成分，会显著影响水的口感；二是长期摄取镁离子本身也不利于健康；再有就是氢水棒的外壳材料未必达到食品级标准，可能存在重金属污染。

“保健说”不太靠谱

那么，既然氢气的好处很多，特别是上文提到的抗氧化疗效，那么是否应该提倡大家饮用呢？孙学军并不推荐健康人都去喝富氢水，也不认为普通人喝富氢水能延年益寿、抗衰驻颜。“有的企业将富氢水宣传成包治百病的神水，这不仅不可能，而且对正确认识氢气生物学效应没有好处。另外，氢水的作用与‘小分子团水’和‘弱碱性水’等没有丝毫关系，许多人将这些概念混淆在一起。也有一些人夸大水的生理作用，甚至认为水是有灵魂的、能感知人情绪的物质，这都是没有可靠研究证据的错误认知。”不过，孙学军觉得作为某些慢性病预防的简单手段，富氢水是值得推荐的。

用氢水棒制取富氢水问题较多，一是内含氢氧化镁，这是水碱的主要成分，影响口感；二是长期摄取镁离子，不利于健康，而且氢水棒外壳材料未必达到食品级标准，可能存在重金属污染。

但是，比起肠道细菌内源性氢气的产量，人体每天能从富氢水中得到的氢气微不足道，即便按每升水含有18毫升氢气的饱和浓度计算，也要每天喝下666升水才能与肠道细菌的氢气产量持平。需要注意的是，胃的容量比不上肺，人每天顶多也就能喝2升左右的水，与其拼尽全力胀个水饱，还不如吸一口2%浓度的氢气来得实在。可以说，靠喝“汽水”这种“口服”方式摄入任何气体所起的保健作用，都是杯水车薪。

孙学军也坦言，关于氢气的研究从2007年才正式开始，尽管有上千科学家从事氢分子生物学的研究，但整体上仍然属于相对冷门的研究领域，有些数据资料也尚未完善，比如氢气的剂量-效应关系还没确定，毒理学评价也还不足等等。

发表过多篇涉“水”科普文章的食品安全博士钟凯，也不认同喝富氢水的保健功效。他对《环境与生活》表示，氢气的性质决定了它来去匆匆，它渺小的体形在人体内的停留时间通常不超过10分钟，如果不能持续供应氢气，即使有效也不能维持。而美国食品药品监督管理局（FDA）虽然认可氢水是安全的，但不认可日常饮用有任何保健效应。按我国对饮用水产品的相关规定，富氢水也只能作为普通饮用水来卖，一切以生产和销售的合法合规为前提。

总之，氢气在医疗作用上取得的实验性成果值得肯定，但靠喝富氢水并不比普通水有什么特别的好处。另外，值得注意的是，5月24日，强制性新国标《食品安全国家标准包装饮用水》开始实施，新国标规定，水以外的一种或若干种成分不得用来命名包装饮用水，标签标识自2016年1 月1日起全面实施，类似“富氧水”、“富氢水”等包装饮用水的名称也将消失。