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氢气的生物学效应的研究之所以在这么短时间内取得如此高的研究成果，和氢气对人体安全性有着重要的关系。医学研究的首先要条件是安全性，安全是一切生物医学研究的基础前提。
近100年的潜水医学研究证明，氢气对人体十分的安全，没有发现氢气对人体有副作用。
除了潜水证明氢气的安全性外，研究者还认为，人体内本身就有氢气。氢气是一种内源性气体，科学家们通过肠道菌群氢气代谢的系列研究证明氢气属于内源性气体。
研究发现，人体大肠菌群可以产生一定量的氢气，这说明氢气属于内源性气体，这个证据虽然不能证明氢气绝对安全，但提示我们氢气具有生理意义，这也是证明氢气具有安全性的一个重要依据。
人体肠道内气体的组成与产生
人体肠道气体产量和成分的研究已有很长的历史，早在1868年，德国就有采集气体的记载。1942年，Beazell和Ivey通过手机健康人24小时排气（屁）并进行测定，结果发现24小时平均产气量为380—655ml/人。
人体身体内的气体除了经口吸入的空气经消化道进入肠道，我们体内多数气体是由肠道菌群产生的。
肠道细菌主要通过分解我们未消化完全的食物来获得营养，比如碳水化合物(包括膳食纤维)和蛋白质。这些未消化的食物进入大肠后，肠道菌群会利用它们发酵，产生多种化合物，比如短链脂肪酸，还有气体。
人体肠道内气体种类非常多，研究统计高达400多种，主要包括：甲烷、氢气、二氧化碳、氮气、硫化氢、吲哚等，其中惰性气体主要包括氢气和甲烷。
这里说惰性气体是指生物活性比较弱，不容易发生普通化学反应的气体。肠道内细菌是这些气体的最重要来源，而氢气和甲烷则是最主要的成分。
氢气和二氧化碳是最常见的细菌发酵产物，但它们没有气味。有些人肠道内某些微生物会产生甲烷，但这种气体也没有气味。
肠道气体不仅受到细菌种类的影响，而且还和宿主生理状态关系相关。二氧化碳、氢气、和甲烷的30%—40%可被大肠黏膜吸收，进入到循环系统并转移到全身，最后经过皮肤和肺呼吸释放到体外。剩余的气体如氢气等可以被其他细菌利用，或者最终经过肛门释放。
大肠内的氢气主要来源于细菌合成，但氢气也会被细菌大量利用，研究者们对氢气代谢的具体菌群进行分类研究，比较这些菌群与身体健康的关系初步。
确定大肠内产生氢气的细菌主要包括壁厚菌门和拟杆菌门利用氢气的细菌主要包括产乙酸菌、硫酸盐还原细菌和产甲烷菌，这些细菌利用氢气产生醋酸，硫化氢和甲烷，导致肠内氢气的含量一般并不高。
氢气与肠道菌群和人体健康的关系
氢气医学研究发现，氢气的主要作用是减少氧化损伤和炎症反应，而氧化损伤和慢性炎症是造成机体衰老的重要原因。
肠道菌群制造的氢气可以被人体吸收，机体吸收肠道菌群产生的氢气可发挥生物学效应。
日本学者曾经根据这一思路做了一个关于长寿老人肠道氢气检测的实验。他们选择日本百岁老人群体进行肠道氢能力检测分析，发现氢气水平【（59.4±7.43）ppm】是普通人（【17.7±2.34）ppm】的3倍以上，因此提示氢气可能与长寿有关系。
氢气是肠道菌群的核心代谢物质，所以氢气对肠道菌群的健康具有重要地位。肠道细菌也是自然界常见细菌类型，大约50%的肠道细菌存在代谢氢气的能力和潜在能力，主要是这些细菌基因组中都含有能代谢氢气的氢化酶基因。
许多大肠杆菌含有氢化酶基因，一旦肠道细菌获得碳水化合物，第一类代谢产物就包含氢气。许多人都比较熟悉这种情况，当我们吃地瓜或大豆时，肠道容易胀气，就是因为地瓜和大豆内含有小肠难以消化吸收的多糖，如地瓜的果胶和大豆的寡聚糖，这些小肠内无法消化的多糖可留给大肠内细菌提供能量，细菌利用这些多糖产生大量氢气。
美国哈佛大学波士顿儿童医院的研究人员系统分析大肠内细菌产生的氢气是否具有肝脏保护作用，发现阻断内源性氢气产生后保护作用显著减弱，同时给予外源性氢气或者补充产氢细菌后保护作用可恢复。研究全面证明大肠细菌产生的氢气具有疾病治疗作用。
2018年，日本学者研究发现，帕金森病患者肠道菌群产氢能力不到正常人的50%，提示肠道菌群产氢能力不足，可能与帕金森病的发生发展有关。孙学军教授课题组发现，服用乳果糖可促进肠道菌群产氢，并激活Nrf2抗氧化系统，对大脑对大鼠脑缺血再灌注损伤发挥保护作用，这一发现提示临床口服乳果糖治疗肝性脑病的效果可能与促进肠道菌群产氢有关。
第二军医大学潜水医学专家、博士生导师 孙学军教授也通过大量的实验证明（给潜水员呼吸50 个大气压的氢气无毒副作用）氢气从来就是人体内存在的一种，所以使用氢气治疗疾病具有安全性的一个重要前提，可能颠覆了中医讲的《是药三分毒》的说法。
上海交通大学生命科学技术学院副院长、博士生导师 赵立平教授认为：氢气是人体内源性气体，人体内的氢气是肠道菌群某些成员发酵膳食纤维获取能量时，为了平衡氧化还原反应把失去的电子以氢气的形式释放出来而产生的。如果食物结构合理，菌群结构合理的话，每天可以产生超过15 升氢气。氢气溶于水后，是非常好的抗氧化剂，可以自由进出细胞，到达细胞内有超氧自由基的部位就会发生抗氧化反应，清除这些自由基。这应该是氢气发挥其“神奇”生物学效应的基本机制。
总之，人体肠道气体代谢是一个复杂而有趣的问题。进一步研究和分析这一现象对理解肠道生理，进而分析对身体健康的影响十分必要，尤其是氢气这一内源性气体与肠道菌群的生物关系研究，也有利于准确解释某些和肠道气体相关的疾病表现。
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