太田成男教授被譽為是氫氣醫學的奠基人，主要是2007年他在《自然醫學》雜誌發表了微量氫氣具有選擇性抗氧化作用，能產生氧化損傷治療作用。氫氣的選擇性抗氧化的發現，引起國際眾多學者對氫氣生物醫學的關注，並迅速成為研究熱點。
人們相繼發現氫氣不僅具有抗氧化作用，也能產生抗炎症抗細胞凋亡抗過敏抗動脈硬化等多種多樣的生物學效應，由於氫氣製備簡單，對人無害，這些效應很容易被人作為治療手段進行應用開發，今天氫氣作為一種安全有效的抗氧化抗炎症物質，已經在臨床醫學和健康醫學領域得得非常好的發展，臨床上將氫氣吸入作為疾病治療工具，健康領域將氫水和氫氣作為促進健康調理慢性病預防疾病的工具，都已經取得了顯著的成績。
今天的市場上，吸氫氣，喝氫水，洗氫水澡，氫食品，氫氣美容等產品，琳琅滿目，對於提出只有10多年的一個新概念，今天這種成就可以說是不可思議。這所有的成績，我們都不應該忘記太田成男教授的奠基性發現。太田教授雖然已經從日本醫科大學退休，但他並沒有停止研究和宣傳氫氣醫學，也隨時提出關於氫氣醫學效應研究的新觀點。
這篇綜述就是他最近幾年關於氫氣效應多樣性的一個觀點，這個觀點涉及的研究內容已經發表，我們也重點進行了介紹，如果有興趣可以在氫思語過去文章中閱讀，當然學術研究要閱讀其原文。
最新文章摘要。氫氣曾經長期被認為是哺乳動物細胞惰性氣體，就是對細胞沒有任何效應。但是2007年發現氫氣具有生物抗氧化保護細胞氧化應激後，氫氣是惰性氣體的概念徹底被推翻。隨後的研究發現氫氣不僅具有抗氧化作用，還具有抗炎、抗過敏以及調節細胞死亡和自噬等複雜的功能，也發現氫氣具有生物能量代謝調節作用。
氫氣因為是兩個氫原子通過共價鍵形成的穩定結構，在沒有催化劑情況下，氫氣不太可能與其他生物分子發生化學反應。所以要理解氫氣的生物學效應，尋找其能直接發生化學反應或相互作用的目標分子是至關重要的。
氫思語點評：這段話裡有一個條件，就是氫氣要發揮作用，必需是在發生化學反應為前提的基礎上，其實這個看法不一定正確。研究發現，不可能發揮化學反應的惰性氣體如氙氣也具有非常強的生物效應，例如常壓吸入這種氣體就可以產生顯著麻醉作用，可以用於手術。俄羅斯學者曾經將這種氣體作為促進運動成績的工具，國際反興奮劑機構甚至還把這種惰性氣體作為興奮劑看待。既然生物效應不一定必需存在化學反應，那麼這種尋找化學反應靶點的基礎思路就不是那麼合理了。
根據目前的研究和化學特徵，氫氣能直接和特別強的氧化劑發生直接反應，人體內存在的活性最強的氧化劑是羥基自由基，這也是選擇性抗氧化的理論基礎，因為弱氧化作用的自由基活性氧不能和氫氣發生化學反應。
根據氫氣直接反應的化學分子是羥基自由基這個基礎，氫氣表現出的眾多生物學活性，本質上應該是羥基自由基的效應，或者是後者的多樣效應被氫氣壓制的表現。所以應該關注羥基自由基的生物學活性。而羥基自由基過去也沒有被生物學家認為具有生理效應，只是作為一種病理或傷害因素對待。那麼羥基自由基是不是就是氫氣效應的基礎。太田成男教授就是這樣認為的，這篇文章的核心思想就是對羥基自由基的生物效應進行的總結。
例如羥基自由基能發生自由基鏈反應，就是和其他生物分子反應後的產物仍然具有活性，這種次生活性物質能產生非常廣泛的效應。例如這類分子可以參與游離鈣離子或線粒體ATP依賴的鉀離子通道的調節，這種分子的生理功能廣泛，成為羥基自由基廣泛效應的基礎。氫氣則是因為和羥基自由基發生了反應，阻斷了這種反應的基礎過程，所以就表現出羥基效應被抑制的廣泛作用特徵。
在脂類物質自由基反應中，比較典型的產物是4-羥基-2-壬烯醛，這種物質也具有多項效應，其中有一個比較重要的生理功能就是能調節PGC-1，這種分子是線粒體再生的調節分子，是運動和低溫引起線粒體增殖的重要介質。體內外試驗都發現，氫氣能直接幹預自由基反應，如能抑制自由基鏈式反應產生的修飾氧化磷脂，而這是鈣離子通道功能調節的重要基礎。由於游離鈣離子也是具有廣泛生物學效應的信號，如能影響NFAT和CREB轉錄因子失活。
這個文章還對氫氣在新冠狀肺炎、阿爾茨海默病和晚期癌症中應用進行了探討。還對一些尚未解決的問題，如內毒素相關信號、MAPK和NF -κB通路和Nrf2悖論等進行了討論。作者還提出氫氣對蛋白質中水和氫鍵的影響的新觀點。
顯然這個文章比較重要的觀點是這樣的，氫氣所以效應很多，是因為氫氣作用的目標羥基自由基有很多生物效應。但是羥基自由基是一種活性極強的氧化劑，能與幾乎一切有機分子發生自由基反應，這種反應往往具有破壞性，會導致目標分子的傷害。這種傷害本身一定會引起生物系統產生反應，例如DNA被破壞就能引起修復反應。但是這種反應因為沒有任何的選擇性，沒有特異性的化學反應很難作為生物效應現象對待。或者我們只能作為一種非特異性傷害因素看待，不需要對非常具體的反應過程進行研究。這種非特異性傷害一定能引起身體啟動具有廣泛效應的修復反應，但這些修復反應往往表現為更強的應對損傷的能力。氫氣阻斷了這種反應，邏輯上會減少機體修復效應。所以從這個角度看，氫氣效應不應該把羥基自由基作為解釋的原點。
我個人認為，生物損傷反應往往是多個層次的。例如有一些溫和反應，與一些劇烈反應，溫和反應能引起比較有效的適應，但劇烈反應往往帶來傷害。從分子層面，羥基自由基主要表現為傷害，而過氧化氫等活性氧則是溫和傷害的代表。身體內劇烈傷害因素被氫氣阻斷後，能在避免傷害的情況下保留了溫和損傷因子，這不僅能減少損傷，同時能激活身體的適應能力。這大概才是氫氣神奇效應的本質。
參考文獻
Ohta S.Direct targets and subsequent pathways for molecular hydrogen to exert multiple functions: Focusing on interventions in radical reactions. Curr Pharm Des.2020 Aug 5.