氢气

未来的临床应用需要确定安全有效的最佳操作条件，可能需要探索血液透析滤过以增强全身性氢气递送，并开展长期临床试验来评估患者结局。

这些发现与我们之前的猪实验一致，在那项研究中，静脉输注饱和氢盐水时，显著的肺部清除限制了动脉中的氢气递送[22]。

采用血液透析滤过（HDF）并使用大量富氢置换液可能是增强全身性氢气递送的一种策略。

人们已探索出多种氢气递送方法，包括吸入氢气、饮用富氢水、注射富氢盐水以及泡富氢水浴[3]。

未来的研究应探索血液透析滤过（HDF），以潜在增强全身性氢气递送，并评估其长期临床效益。

透析液制备与氢气稳定性

尽管反渗透过滤后溶解氧浓度相对稳定（由于氢气溶解略有下降），但反渗透水中的溶解氢浓度会因膜后供水压力而变化，这与自来水压力的影响规律相似（表1）。

当然这一所谓新技术，从技术难度来说，也并不复杂，临床上血液透析和体外循环和膜肺等都广泛使用，当然这些技术主要用于氧气的溶解，这里只不过是用于氢气的溶解。

日本在氢气生物医学研究，特别是氢气应用于血液透析技术方面有非常领先的技术，10多年前就已经开展了大量临床试验，明确了氢气溶解于血液透析液中对于改善血透患者透析导致的各种副作用，例如血压不稳定，皮肤瘙痒等都有不同程度的改善。

日本最新用��做的这一新技术探索，把氢气溶解度显著提高到几乎饱和浓度，我强烈相信，将来用于临床血液透析患者，将会产生非常显著的效果。

（组件：氢气溶解单元、个人透析用水制备设备、个人多功能透析机）。

太阳公司，大坂市城东区）测量透析液和血液样本中的氢气浓度。

太阳公司，大阪市城东区）测量透析液和血液样本中的氢气浓度。

在相同时间点从肺动脉、右侧颈总动脉、血液入口和血液出口采集用于测量氢气浓度的血液样本（图3）。

在透析前、透析期间的5、10、15、30、60、120和240分钟以及透析后5分钟测量透析液中的氢气浓度。

氢气浓度测量

氢气浓度测量采用气相色谱仪（mBA-3000；

但这些系统中报道的氢气浓度较低（例如，反渗透水中为99ppb，透析液中为30-80ppb[11,17]），而我们的系统中，反渗透水中为1600ppb，最终透析液中为230ppb。

为了向透析机输送约1600ppb的氢气浓度，膜后反渗透水压力至少需维持在100kPa。

为使反渗透水中的溶解氢浓度维持在约1600ppb（100千帕下的饱和浓度），中空纤维膜的出水压力保持在200千帕（估计膜的压力损失为30千帕）。

右侧颈总动脉中的氢气浓度分别为0.2、0.3、0.4、0.1、0.2、0.5、0.2、0.3和0.2ppb。

回路出口（血液出口）处的血液中氢气浓度迅速上升并趋于稳定，达到同时刻透析液浓度的54.0%-67.7%（稳态时为139.7-192.6ppb）。

相比之下，体循环中的氢气浓度明显较低。

考虑到流速（血流量=50毫升/分钟，透析液流量=100毫升/分钟），观察到的血液出口氢气浓度（约为透析液浓度的60%）反映出高效的扩散动力学。

肺动脉中的氢气浓度分别为1.1、3.4、2.9、5.4、4.8、4.2、6.3、7.4和4.4ppb。

血液入口处测量的氢气浓度比右侧颈总动脉高且变化更大，可能是由于前腔静脉中血液通路导管尖端处发生再循环所致。

血液入口处的氢气浓度分别为7.3、27.0、4.9、6.9、10.5、0.5、1.5、2.3和10.3ppb。

血液出口处的氢气浓度分别为35.0、139.7、157.6、170.8、171.0、172.5、184.9、192.6和40.2ppb。

透析后5分钟）测量的氢气浓度（ppb）。

透析开始前不久测量的初始透析液氢气浓度（65.1ppb）低于稳态浓度，可能是因为在2小时的准备时间内，氢气从回路扩散到周围空气中。

透析期间透析液和血液各部分中氢气浓度（ppb）随时间的变化。

透析期间，透析液氢气浓度稳定在230-280ppb之间（240分钟时例外，达到356.2ppb）。

透析机内置的脱气泵在-73kPa（-550毫米汞柱）的压力下运行以防止气泡产生，根据亨利定律，压力降低使氢气浓度从1600ppb显著降至250ppb[21]。

透析液中的氢气浓度分别为65.1、236.7、240.5、263.9、256.2、254.9、280.6、356.2和258.3ppb。

透析液制备特点

透析液和血液中的氢气浓度

透析液和血液中的氢气浓度表4和图4总结了在特定时间点（透析前；

2005年，东北大学医学院与日本Trim公司（日本大坂市北区）联合开展研究项目，启动了电解水透析技术[12,13]。

与传统电解水方法相比，这种直接溶解系统能递送更高且更稳定的氢气浓度。

在单只犬的血液透析模型中使用该系统时，我们对氢气浓度进行了测量，结果显示氢气水平维持在较高且稳定的状态（反渗透水中约为1600ppb；

我们使用该系统对一只犬进行了富氢透析液透析，并测量了透析液中、血液循环回路进出口处以及身体不同部位血液样本中的氢气浓度。

我们研发了一种创新系统来生成富氢透析液，该系统与传统电解法不同，它通过将氢气直接溶解到自来水中产生饱和水，随后对其进行反渗透（RO）处理以制备透析液。

然而，全身动脉（肺动脉、颈动脉）中的氢气浓度较低，这表明肺部对氢气有显著的清除作用，意味着氢气主要在回路和透析器内发挥局部作用。

但是这些试验存在一个共同的不足，那就是氢气浓度非常低，远低于普通氢水中氢气浓度。

我们构建了一个受自然启发的最小呼吸链，该呼吸链包含三种酶，能将大气中氢气的氧化与氧气的还原以及三磷酸腺苷（ATP）的合成过程相偶联。

纯化的Huc能将氢气氧化与多种泛醌和甲基萘醌类似物的还原过程相偶联。

这种巧妙的方式避开了从金属氢化物中释放氢气所需的高温条件，为在实际释放环境下实现高容量储氢提供了新途径。

本研究旨在探讨氢气吸入对溃疡性结肠炎患者肠道菌群的影响、治疗效果及安全性。

未来需开展进一步研究，且氢气吸入联合粪菌移植等菌群治疗手段，有望成为不良事件更少的溃疡性结肠炎合理治疗方案。

本研究为安慰剂对照、随机、双盲、平行组（1:1）临床试验，旨在评估氢气吸入治疗溃疡性结肠炎的疗效。

本随机对照试验旨在探讨氢气吸入对溃疡性结肠炎的治疗效果及其对肠道菌群的影响。

梅奥内镜分项评分（Mayoendoscopicsubscore,MES）≥1分），将其随机分为氢气吸入组（氢气组）和空气吸入组（安慰剂组）。

氢气吸入可改善肠道菌群多样性，但未观察到其对溃疡性结肠炎具有明确治疗效果。

为增强氢气吸入疗法的临床相关性，未来试验应考虑延长随访时间，以评估菌群变化和临床反应的持续性。

从伦理角度考虑，为单独评估氢气效应而停用标准治疗并不合适，因此氢气吸入在此研究中作为辅助疗法使用。

因此，这种差异可能导致氢气吸入未给人类患者带来明确的症状改善[26]。

图4：（a）对肠道菌群α多样性的分析显示，虽然未观察到显著差异，但氢气吸入后香农指数提示多样性增加（Wilcoxon符号秩检验，p=0.19）。

在氢气吸入期间及吸入后，均未观察到不良事件。

将一半参与者分配至氢气吸入组（氢气组），另一半分配至安慰剂对照组（安慰剂组）。

尽管如此，未来氢气吸入联合粪菌移植等菌群疗法，仍有望成为不良事件更少的溃疡性结肠炎合理治疗方案。

既往研究表明，在溃疡性结肠炎小鼠模型中，氢气吸入可改善葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎症状[23]。

未来，粪菌移植联合氢气吸入（可维持肠道菌群）有望成为一种无需免疫抑制的溃疡性结肠炎新治疗方法。

本研究中，尽管氢气吸入未给肠道环境或临床症状带来显著改变，但与安慰剂组相比，氢气组成功提高了肠道菌群的β多样性变异度。

此外，在基线时和8周后收集参与者粪便样本进行菌群分析，具体通过评估α多样性和β多样性来分析氢气吸入对肠道菌群的影响。

氢气吸入联合粪菌移植可能提高治疗效果，值得进一步研究。

然而，小鼠与人类的肠道菌群组成存在显著差异，且氢气吸入浓度也不同（小鼠吸入的氢气浓度高于人类）。

菌群分析显示，作为α多样性和物种丰富度指标的香农指数（Shannonindex）在氢气吸入后呈现更高的多样性（p=0.19），但该变化无统计学意义（图4a）。

虽未观察到明确的KEGG通路富集现象，但氢气吸入后部分单个KO出现变化，包括K00242、K18120、K00135和K14534。

氢气发生装置采用MiZ公司（日本神奈川县镰仓市）生产的氢气吸入器Jobs-α，通过电解产生体积分数为5%-6%的氢气，流速为4升/分钟。

（a）本研究使用的氢气吸入器为日本神奈川县镰仓市MiZ公司生产的Jobs-α，该装置通过电解产生体积分数为5%-6%的氢气，与空气混合后以4升/分钟的流速输出。

氢气吸入对溃结者肠道菌群影响的RCT研究

氢气吸入对溃结者肠道菌群影响的RCT研究氢气吸入对溃结者肠道菌群影响的RCT研究精选

吸入法中，氢气压力保持低于水压。

我们采用吸入法，使氢气压力低于水压，以避免输送过程中产生气泡（图2）。

输送法中，氢气压力保持高于水压。