目前，许多使用细胞、动物和临床实验的研究在各种生物医学领域探索了氢气的疾病干预和预防效果，综合数据表明，氢气是一个重要的病理生理调节因子，对细胞和器官具有抗氧化、和抗凋亡作用等生物学效应。
研究发现，氢气表现出选择性的抗氧化和活性、促进线粒体能量代谢、调节内质网(ER)应激、免疫系统以及细胞死亡（包括凋亡、自噬、焦亡、铁死亡和生物钟等），并且对许多全身性疾病具有干预潜力。比如：氢气选择性地清除⋅OH和ONOO-，上调Nrf-2和HO-1，并下调促炎性和炎症细胞因子的表达，包括TNF-α、NF-κB、INF-γ、Fas、FasL、IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-8和IL-10，同时也下调与内质网应激相关的因子，包括GRP78和TRAF2。氢气减少了miR-210并在线粒体中激活了OXPHOS。氢气增加了CD4+CD25+Foxp3+Treg细胞并保持了Th1/Th2的平衡等。今天，跟随小纳同学一起来看看目前已知的氢气的一些作用机制。

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氢气的作用
许多研究已经报道了氢气的效果。在炎症早期阶段，氢气能减少中性粒细胞和M1巨噬细胞的浸润，并通过下调细胞间粘附分子-1（ICAM-1）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）和粒细胞集落刺激因子（G-CSF）的表达来减少促炎因子的释放。氢气还能在炎症进展期间抑制促炎细胞因子的表达，并在多种动物模型中被揭示出能降低早期促炎细胞因子如白介素-(IL-) 1β、IL-6、IL-8、IL-10、肿瘤坏死因子-α (TNF-α) 、干扰素-γ (INF-γ)以及晚期促炎细胞因子如高迁移率族蛋白-1 (HMGB1)的过表达。Tanaka及其同事对经过氢气通风预处理的供体大鼠的肺移植物进行了基因阵列分析。作者描述，氢气的预处理显著提高了两种应激反应蛋白的表达：热休克蛋白A5 (HSPA5)和双特异性磷酸酶1 (DUSP1)。由HSPA5编码的HSP70蛋白具有和抗凋亡特性。DUSP1可以通过失活丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)来抑制过度自噬，从而减轻炎症反应。因此，我们推测氢气可以积极调节应激反应蛋白的表达，并提高器官的能力。另一项研究表明，用含2% 氢气的空气进行通风显著降低了早期生长应答基因-1 (Egr-1)和趋化因子(C-C motif)配体2 (CCL2)的mRNA水平，这表明氢气可以通过调节促炎调节因子和趋化因子的转录来影响炎症的进程。
在许多疾病中，如气道炎症和脑缺血，由肥大细胞激活引起的I型超敏反应会加剧组织充血和水肿。氢气通过抑制Th2反应来减少肥大细胞激活，也抑制了机体的炎症反应。氢气还可以通过调节T细胞的生理途径来调节炎症。例如，氢气处理可以通过恢复调节性T细胞(Tregs)的损失来抑制免疫系统的过度激活，并通过防止激活调节的趋化因子介导的T细胞趋化来缓解炎症。氢气对程序性细胞死亡、氧化应激和线粒体功能的调节作用与炎症反应密切相关。氧化应激的调节许多研究已经建立了氢气的抗氧化活性。然而，最近的一项研究显示，氢气可以迅速且轻微地增加尿液中的8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)，这是氧化应激的标志物，增加到与运动引起的增加相似的水平。运动诱导产生的活性氧(ROS)对于细胞适应至关重要，短期暴露于低水平的ROS可以保护神经元免受其他情况下可能致命的氧化应激。氢气可能作为一种模拟效应剂，通过模拟机制介导对身体的有益效果。氢气(H2)的抗氧化效果主要体现在几个方面。发现氢气可以直接清除羟基自由基和过氧化亚硝酸盐。与传统抗氧化剂如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶和α-生育酚相比，氢气由于分子量小且具有选择性只针对氧化剂的抗氧化活性，能够轻易穿透生物膜，且不影响正常的代谢氧化还原反应。氢气通过激活核因子红细胞相关因子2(Nrf-2)来增强血红素加氧酶-1(HO-1)的抗氧化表达，Nrf-2是HO-1的上游调控分子。氢气还能直接下调活性氧(ROS)或作为气体介导的信号调节器。此外，通过上调超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH)的表达，以及下调NADPH氧化酶(NOX2)的表达，氢气可以显著减少ROS。另一项研究表明，氢气主要阻断ASK1的磷酸化及其下游信号分子p38 MAPK或c-Jun N端激酶(JNK)，而非NADPH氧化酶产生的ROS。对脂质过氧化自由基链反应的影响可能是氢气抗氧化的另一个重要机制。自从Otha等人在2015年日本名古屋第五届医学分子氢研讨会上报告低浓度氢气暴露会导致磷脂异常氧化以来，许多研究已经证实氢气可以保护细胞免受脂质和脂肪酸过氧化。此外，氢气还可以降低髓过氧化物酶(MPO)的表达或减少线粒体氧化还原酶活性并稳定线粒体膜电位，从而改善由氧化应激引起的组织损伤。

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