败血症（脓毒症）指各种病菌侵入血液循环，并在血液中繁殖，产生毒素引发的急性全身性感染，引起败血症的因素如下：

败血症是一种严重的疾病，根据数据统计，我国目前每年新发脓毒症患者在500万人左右，其中死亡人数高达100万人，是重症监护病房内非心脏病人死亡的主要原因。

败血症引起的全身性炎症可引发急性脑功能障碍，表现为谵妄、昏迷、认知功能障碍，近一半的败血症患者都会出现脑部后遗症。随着医疗技术的不断进步，败血症幸存比例在提升，但如何改善败血症幸存者的认知障碍成为医学界重点课题。

基于全身性炎症是败血症的重要特征，氢分子又具有抗炎症、抗氧化的作用机制，巴西最高学府圣保罗大学的科研团队先后2次尝试用氢气吸入来改善脓毒症认知障碍。

2020年的实验

2020年，圣保罗大学团队用盲肠结扎穿孔（CLP）模型来分析氢分子对脓毒症大鼠的存活率、短期及长期认知能力的影响，观察长期吸氢氧对脓毒症大鼠的记忆和认知功能的改善。

结果显示吸氢氧气的败血症模型生存率高达81%，吸空气的生存率只有53%。

为了研究大鼠模型认知损失，巴西科学家设计的方案简单描述为：先将大鼠放入未知环境进行5分钟的探索，然后取出大鼠。当1天之后重新将大鼠放入同一环境中时，计算大鼠站立观察的次数和走动探索的距离，如回到原来环境中的大鼠站立观察次数多、走动距离远说明记忆丧失更严重，结果显示吸氢氧大鼠重回故地的走动距离更短、站立观察更少，说明吸氢氧改善了败血症模型大鼠的记忆力，结果如下：

因为氢分子对改善非脑白质导致的短时和长时再认记忆损伤是有改善作用的，因此，研究者提出，在败血症引起的大鼠认知受损中，是否能观察到同样的保护作用。在条件反射训练中，研究者发现：当测试1天和5天后，通过测量败血症空气组的呆滞行为比假手术空气组和假手术氢氧气组明显增多，证实认知障碍模型成立。吸氢氧气之后，两项长期记忆测试中观察到呆滞反应显著减少，说明氢分子改善了脓毒症动物受损的认知记忆。

简单描述该实验：科学家用脚底电击10次训练大鼠，1天后、5天后同样的操作看不同组的反应如何，如果颤抖反应强烈、持续时间长，说明大鼠对电击的恐惧保留更多，说明大鼠的认知状态更好，从上图可以看出：同样是败血症大鼠，吸氢氧的恐惧认知保留情况几乎和正常组相同，吸空气的败血症大鼠明显对恐惧有所遗忘。

此外，科学家检测了败血症前额叶皮质和海马中促炎细胞因子（IL-1、β和IL-6）和抗炎细胞因子（IL-10）的水平，以验证氢分子在败血症中的抗炎作用。与假手术组相比，空气组前额叶皮质IL-1β和IL-6水平显著升高；与空气处理组相比，吸入氢氧气降低了大鼠前额叶皮质中这些促炎细胞因子的产生。

科学家检测了转录因子Nrf2的表达。利用免疫印迹法观察到，与假手术组和败血症空气组相比，经氢分子处理的败血症大鼠海马和前额叶皮质中总Nrf2表达有所升高。说明紧急吸入氢氧对脓毒症动物Nrf2表达产生影响。

2023年的论文

2023年，巴西圣保罗大学的上述团队再发重磅论文，呼应上述氢分子吸入对海马神经炎症、神经胶质反应性以及全身性炎症的改善机理。这篇文章被发布在国际著名期刊《Elsevier》上。

科学家使用脂多糖LPS制作全身炎症（SI）以模拟败血症的验证情况，同时引发与记忆、学习有关的不同区域神经炎症。在该实验中，科学家为了研究氢氧和空气对败血症（LPS）的影响，共设置四组：

Sal+Air:注射盐水+吸空气

LPS+Air:注射LPS+吸空气（败血症组）

Sal+H2:注射盐水+吸氢氧

LPS+H2:注射LPS+吸氢氧（败血症组）

科学家们先测试了各组血浆中四类促炎因子水平，结果显示，注射盐水的假手术组，促炎因子平稳；注射LPS的败血症组促炎因子水平增加——下图红柱（吸空气）各类促炎因子激增，吸氢氧组促炎因子水平明显较低，如此对比说明氢氧吸入对血浆促炎因子的抑制作用。

为了观察LPS诱导的败血症模型神经炎症，科学家对背侧海马CA1进行切片染色观察。结果发现氢氧吸入显著降低了LPS诱导的强度，小胶质细胞和星形细胞反应性较低。

上图是小胶质细胞（IBA-1+）的两排显微镜照片，其中右侧是局部放大图。可以看出：吸氢氧抑制了小胶质细胞（IBA-1+）的强度、面积变化，保持与正常（假手术组）相似的水平，而败血症空气组（红柱）则变化非常明显。

同样的，星形细胞GFAP的显微图也可以看出吸氢氧对于LPS诱导败血症模型的星形细胞强度、面积的减弱。

小胶质细胞是一种比星形胶质细胞小、外形椭圆的细胞，主要在脑内分泌神经递质，调节和控制脑部的神经活动，并参与记忆、思考和学习等过程。

星形胶质细胞是一种较大的细胞，具有星状的形状，主要功能是控制和调节脑部的神经活动，并参与记忆、认知和逻辑思维等过程。

同样，科学家也测试了血浆内促炎因子水平，结果显示氢氧吸入对败血症促炎因子的抑制作用，如下：

和2020年的实验一样，本次实验中科学家也对比了各组长期记忆、短期记忆、应激反应的情况，结果也表明氢氧吸入对败血症认知障碍具有改善作用。如下：

总结

氢氧通过抗炎症、抗氧化等生物作用减少与认知有关的小胶质细胞、星形细胞的活化、抑制了促炎因子的激增来抑制败血症引起的神经炎症反应，从而减轻败血症带来的认知损伤和记忆损失。在氢氧吸入十几年的临床实验中尚未发现任何毒副作用的报道，巴西科学家也在原文中指出：“这是一种相对容易使用、廉价、有效的手段”。

随着医疗水平提升、老年人寿命延长，很多重大疾病（癌症、脑梗等）老年患者手术开刀感染会导致败血症、术后谵妄等情形，除了上述巴西团队的败血症认知障碍动物模型，中国天津医科大学谢客亮教授团队已经将高浓度氢氧吸入用在人体临床实验的术后谵妄改善方面，并发现提前吸氢氧可发挥抗炎症、抗氧化的作用机制，可对老年患者术后谵妄起到预防改善作用。

相对于败血症昂贵的治疗费用和长期后遗症带来的经济负担而言，氢氧吸入或许是人类预防败血症认知障碍、改善神经退行性疾病的潜在方法！

 

参考资料：

【1】卢中秋等.    创伤弧菌败血症的临床和流行病学特点． 《 中国急救医学 》 ， 2003；

【2】Jesus AA, Passaglia P, Santos BM, et al. Chronic molecular hydrogen inhalation mitigates short and long-term memory loss in polymicrobial sepsis. Brain Res. 2020;1739:146857. doi:10.1016/j.brainres.2020.146857

【3】Jesus AA, Passaglia P, Santos BM, et al. Inhaled molecular hydrogen reduces hippocampal neuroinflammation, glial reactivity and ameliorates memory impairment during systemic inflammation，ELSEVIER,Brain, Behavior, & Immunity - Health 31 (2023) 100654