氢气医学核心十问。
探讨这十个问题对奠定氢气的生物学地位，建立氢气医学理论体系，规划氢气医学研究方向，将具有重要作用。氢气是否具有生理功能将是10问之首。
一、氢气是否具有生理作用？
生理作用，或说生理调节作用，具有生理作用的物质一般是指生物体系自身的组成成分或调节性物质，也有重要生理功能的外源性物质。生理作用物质包括内源性生理物质和外源性生物物质，内源性生理物质如蛋白质核酸脂肪等结构功能物质和具有调节作用的激素信号分子等，外源性物质如水、矿物质、维生素和氧气等。生理作用物质的最突出特征是生物体要维持健康则不能离开这些成分和存在形式的稳态平衡，不足会严重危害功能，过多也会带来生理功能紊乱。
具有生理作用是一种物质在生物体系中地位的最重要体现。氢气是否具有生理功能是决定这种物质的生物学地位的关键特征，因此这是一个非常重要的问题，也是为什么我把这个问题放在首位的原因。
氢气是不是具有生理作用？这是很难回答的问题。不支持氢气是生理作用的证据主要是氢气似乎对健康人没有功能，这也是非常重要的是，人体没有氢气会不会带来功能紊乱或疾病，或者说是不是有氢气缺乏或不足的问题。但是人体内并不是没有氢气，如果这些氢气足够维持健康人氢气基本功能，补充氢气的作用无法体现也是有可能。从目前的研究证据上看，似乎没有这个问题。根据大量研究，补充氢气能预防治疗许多疾病，特别是氧化应激和炎症相关疾病。只对疾病有作用，对健康人没有任何作用，甚至没有副作用，这其实比较难理解。要推翻这个疑问，最重要的是明确氢不足或缺乏可带来健康危害。
氢气是肠道菌群的生理性物质。由于普通人胃肠道内存在相当量的氢气，这些氢气至少对肠道菌群的健康是及其重要的。肠道菌群具有重要生理功能，甚至被认为属于人体的重要器官。氢气是作用于重要器官内的重要代谢物质，而且是关键代谢物质。至少从肠道菌群角度来说，氢气是典型生理性作用物质。
氢气对人体细胞的调节作用也符合进化逻辑。从生物进化角度看，细菌世界存在氢气的大量代谢过程，作为高等哺乳动物，人类基因组存在代谢氢气的氢化酶基因后裔，甚至线粒体关键的能量代谢过程复合物I就是氢化酶同源基因产物，即使人体细胞不直接代谢氢气，也具有受到古老代谢产物调节的可能性。
氢气在人体细胞内可能发生生物化学反应。从客观证据上看，氢气是否可以被人类细胞代谢，人类细胞是否能合成氢气，这些都具有可能性。目前虽然没有被证实，但从氢气对多种人类疾病具有治疗作用的初步现象推测，氢气可能会参与生物化学过程。除了和自由基反应外，氢气作为一种还原性物质，在复杂生物系统中，在酶和金属离子参与的催化条件下，参与某些生物化学过程存在可能性。在细菌之间存在的氢气产生和分解过程，在高等动物细胞发生类似过程也有合理性。退一步讲，根据选择性抗氧化的假说也说明氢气可以在身体内中和自由基，这也是参与化学过程的一种表述。
要证明氢气具有生理作用，需要对氢气的细胞内代谢细节进一步了解，需要明确氢气的具体生理功能如健康维持效应，需要区分药理作用和生理作用。
总之，氢气具有生理作用分子，或说氢气具有生理功能，存在合理性，但仍然不够明确。需要进一步对细节和证据进行分析验证和明确。
二、氢气的代谢
代谢是生物体内所发生的用于维持生命的一系列有序的化学反应的总称。氢气的代谢问题包括：氢气在身体和细胞内转运利用等代谢规律，或人类细胞是否能利用或制造氢气，氢气和生物分子的相互作用等。
氢气是典型的生物分子，这种判断的证据一般都来自生命起源，在细菌和植物方面的证据也很多，但对于动物和人，说氢气是生物分子仍然存在不够严谨的问题。
氢气发挥生物学作用或药物学作用，生化代谢过程并不是基础和前提。但是，明确代谢过程是研究氢气医学效应的重要内容。如果生物体系能代谢氢气，就如细菌领域，氢气的生物学地位自然可以获得。一切可以被生物代谢的物质，都必然具有生物学效应。
（一）氢气代谢是指生物化学过程，不是指化学反应。
氢气能否在人类等哺乳动物细胞内代谢，是氢气医学的核心问题之一。如果氢气不能在细胞内代谢，这很难理解氢气的诸多细胞学效应，当然我们有氢气选择性抗氧化的假说，其实这个假说也包括代谢的环节，因为氢气如何能和羟基自由基等强活性自由基发生反应，意味着存在这种代谢过程，或者氢气和其他自由基可以发生化学反应。但是这种反应和生化代谢的情况不一样，一是这种反应缺乏生物学特点，氢气和羟基自由基反应更是一种化学过程，因为不需要在生物体系中就可以进行，这不能算理想的生物过程。
典型的生物过程一般是在酶催化下，经过有方向有次序的一系列化学反应，最典型就是葡萄糖经过几十个复杂过程，最终实现和氧气反应，产生二氧化碳和水。
所以我们这类谈的氢气是否存在代谢就是是否存在生物化学反应过程。
（二）氢气存在生物化学反应的可能性。
氢气是典型生物学气体，在细菌和植物都存在被代谢的证据，但在哺乳动物缺乏被代谢的明确证据。既然在植物和细菌可以被代谢，在哺乳动物细胞存在类似代谢过程，至少不存在生物化学障碍，或者至少存在被代谢的可能性。
（三）如何确定氢气的代谢过程。
应该存在两个技术策略，一是用氢同位素氘进行标记，氘气化学性质和氢气一样，但可以在氢元素的汪洋大海中识别，这非常有利于寻找体内被氢气标记的目标分子，然后结合各种组学技术，探索氢气代谢过程。这方面过去已经有一些报道，但是属于孤证，目前还缺少验证，研究也不够深入，没有在细胞类似和分子层面进行追踪。使用氘气对动物进行长期标记，结合近年来建立的拉曼成像技术，可能是研究活体动物氢气代谢途径的有效方法。
另外是利用细胞学和特殊模式生物，放大氢气代谢过程，寻找氢气代谢线索和证据。
参考细菌代谢氢气的特点，影响氢气代谢的最重要环境因素是氧气和氧化张力，哺乳动物都是需要氧气的，这可能是造成潜在氢气代谢过程被氧气严格压制的情况。有一些耐受氧气能力非常强的模式生物，例如裸鼹鼠耐受氧气的能力非常强，这种动物是否存在代谢氢气的更强能力。细胞耐受缺氧的能力明显超过整体动物，不同细胞体系耐受缺氧也存在很大差异，培养细胞进行严格无氧也有利于发现氢气代谢过程。
三、氢气的作用靶点
这是氢气医学作用机制的问题。说氢气作用机制，一般都说是选择性抗氧化，含义是指氢气能选择性和羟基自由基等强活性自由基发生反应，不影响过氧化氢和一氧化氮等具有信号作用的活性氧自由基。年日本医科大学太田成男教授提出氢气选择性抗氧化这一作用机制，此后一直是氢气生物医学研究领域的最重要假说，也能解释许多氢气生物医学效应。例如，氢气能减少氧化损伤，氢气抗炎症抗凋亡也能用抗氧化效应来解释，甚至氢气具有某些基因调节作用也和选择性抗氧化密切相关。
但是，氢气选择性抗氧化从开始提出就受到许多质疑。尤其是化学领域的学者认为，氢气虽然具有选择性中和羟基自由基的作用，但是羟基自由基是活性极强的自由基，一旦产生就可以和水以外的多种物质发生反应，氢气在复杂的生物组织中，并不拥有和其他全部还原性生物分子进行竞争的优势，氢气所谓选择性抗氧化可能只是一个美好愿望或故事。此外，选择性抗氧化也难以解释氢气持续效应和广泛生物学效应的特点。总之，氢气作用机制仍然是需要认证探讨的科学问题。
氢气的作用靶点到底有没有，我认为一定有作用靶点，因为如果认为氢气没有作用靶点，基本上就是等于认为氢气没有作用。当然氢气作用靶点可能和许多经典的信号分子不一样，因为生物信号分子，要么具有比较复杂的空间结构，要么能特异性与其他生物分子结合，信号物质和生物分子相互作用可以产生变构效应。氢气不仅没有复杂的结构，也难以和其他生物分子发生结合，这让人难以理解这种物质如何产生特异性的生物分子相互作用。不过，大千世界，无奇不有。氢气作为生物系统的明星分子，自然有其特点。例如氢气分子扩散能力强大，能让这种分子进入其他生物分子内部，这给氢气产生独特效应提供了结构基础。当然虽然氢气分子本身比较稳定，但在生物体系存在非常多种多样的催化系统，特别是金属离子为活性中性的催化系统，这些活性中心和氢气发挥相互作用完全具有可能。只要想一下，氢气在的钢脆能力和钯金催化氢气为氢原子这种物理化学现象，就能接受氢气在生物系统中创造奇迹的可能。氢气的催化作用也可以参考年《科学》杂志研究氢气抗癌作用的思路，是几个美国化学生物学家，根据氢气能催化某些自由基反应，推测氢气会在身体内也具有这样的作用。
我个人一直有这种感觉，氢气发挥生物学效应可能具有多靶性，这种多靶性类似温度、酸碱度、渗透压等内环境调控因子，这种环境调控因子大部分都具有对多种生物化学过程产生广泛性影响的特点，广泛性特点一方面决定了这种效应的重要性，但是和这些环境因子不同的是，氢气对生物系统的影响没有这些因子明确范围特征，例如温度有非常窄的适应范围，温血动物的人体温度一般在37度左右，酸碱度在7.4左右，渗透压也在比较窄的范围。另外一种可能就是氢气的生物催化作用，作为一种强大扩散能力的分子，如果能参与某些生物化学过程，或者加强或抑制这些过程，都可能产生类似催化剂样的效应。
四、氢气的最佳剂量
氢气的有效剂量问题？剂量问题包括很多内容，如最低有效剂量，最理想的给氢气方法，不同疾病或适应症的有效剂量差异，联合各种方法的使用问题等。
氢气的有效剂量是非常重要的问题，因为这不仅对于指导临床应用，而且对于研究氢气作用机制都具有重要价值。临床应用方面，找到有效剂量包括两个方面的意义。一是能让人们选择最合适的使用量，减少过多使用带来的负担增加或副作用出现的几率增大可能性，也能增加使用安全性。二是能指导使用方法，例如氢水虽然非常方便使用，氢气溶解度小导致很难获得非常高的剂量，如果氢水能达到足够的效果，也就没有必要使用吸入氢气这种相对麻烦，安全性不够的技术了。当然这些都是需要具体研究的问题。机制研究方面，只有获得准确的有效剂量，才能有利于开展分子效应机制的研究，无效的剂量根本谈不上开展机制研究，但过多的氢气使用也难以进行更细致的量化分析，难以获得剂量效应关系这种更重要的关于剂量的科学问题。
氢气剂量研究难度比较大。不过对于氢气这种“药物”来说，剂量可能存在非常大的变数或复杂度。首先是氢气的扩散能力特别大，这导致氢气进入身体内相对容易，但也导致氢气离开身体特别便捷。例如我们饮用氢水后，上消化道如胃可能氢气浓度比较高，门静脉系统如肝脏也相对比较高，但随着静脉回流到右心脏然后到肺就会迅速挥发到体外，这导致全身其他器官的氢气浓度就很难达到比较高氢气浓度。显然我们能发现氢气在全身的浓度存在非常大差异，这给氢气剂量研究带来非常大的困难，因为确定和分析氢气的剂量都存在很大困难。相对来说持续吸入氢气因为避免了肺呼吸的排泄效应，是研究氢气剂量比较好的一个办法，但吸入氢气的摄取量也受到吸入规范，心肺功能个体差异和身体状况等因素的影响，仍然存在一些困难。
还是因为氢气扩散能力大，氢气并不会严格从血液循环进行扩散，在氢气从高浓度向低浓度扩散过程中，局部组织扩散也是非常大的因素。例如在血液中氢气可跨过血管壁向周围组织扩散。在气管内能扩散到气管周围组织。这在其他气体如氧气的体内运输中是很少发生，可以忽略不计的情况。
氢气使用方法的多样性和联合使用等进一步增加了分析氢气剂量的难度。
其次，学术界对氢气剂量的研究动力不足。虽然氢气剂量问题的研究很重要，但是这种研究的价值是在确定有效后的问题，如果没有效果，根本就谈不上剂量的问题。目前在氢气医学研究的早期阶段，学术界更加
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