2020年8月5日 星期三

第二十八章、氫氣的基本知識及人體運用沿革


一、氫原子(H)與氫分子(H2)
氫原子(H)在化學元素週期表中是排在第一位,因為它的原子量為1,是宇宙間最輕的原子,由於氫原子(H)不穩定,所以在地球大氣中,都是以氫氣(H2)的形式存在。

上圖:化學元素週期表中最輕與最重的原子

 

H 氫原子是宇宙中最簡單也是質量最輕的原子,它只有一個質子(proton)及一個電子(electron) (見下圖)。由於電子軌道上要有 2 個電子才會穩定,因此自然界存在的氫,大都是由兩個 H 氫原子結合形成的 H2 氫分子。兩個氫原子的軌道上恰好湊成一對電子(見下圖)

 

上圖:氫原子與氫分子

 

氫是宇宙中豐度最高的化學元素,佔重子總質量的75%,原子總數的90%以上。不過宇宙中的氫主要是以單原子和電漿態存在,而不是氫分子。

 

由於氫氣的質量最低,因此氫氣比其他較重的氣體,更容易逃逸地球重力,所以H2氫氣在地球大氣中的含量極低。空氣中含有78%的氮氣(N2)21%的氧氣(O2)0.035-0.04%的二氧化碳(CO2),而氫氣(H2)含量則只佔10億分之500而已。

 

二、O 氧原子與 O2氧分子

O
氧原子有8個質子、8個中子、8個電子,它第一層軌道分配到2個電子,外層分配到6個電子;由於外層只有6個電子,還欠缺2個電子才能達到8個電子的穩定狀態,所以它是負二價 (O )。因此必須由兩個原子共用分享電子,才能成為外層軌道有8個電子的相對穩定O2氧分子(見下圖)

                                                                                                                               O = O

            上圖 : O氧原子                   上圖: O 2氧分子                   上圖 : O 2氧分子

三、H2O 水是孤男(O2)寡女(H2)乾柴烈火的結晶
O
氧原子外層軌道尚欠兩個電子(O)H 氫原子則只有一個電子。O 氧原子的質量較 H 氫原 子大,因此極弱的 H2 氣分子的電子,很快就被 O2 吸走。 好比 O 氧與 H 氫相見歡,一拍即合,完美結合兩不相欠,形成 H2O好搭檔。但它們不是搞一夜情,而是一見鍾情,情投意合的男 女,結成永世恩愛夫妻。如果把 H2O 這如膠似漆的夫妻加熱,它就變成水蒸氣,不論是變成水蒸氣、霧、雲、雪,它永遠都不分離,風吹雨打日曬都無法把它們拆散。水可以用各種不同的汽液固態面貌呈現,但 H2O 水的分子結構始終不會改變。真是地老天荒,海枯石爛永誌不渝。

站在化學的觀點來看,氫分子軌道上只有兩個電子並不穩定,而氧分子的電子軌道上,卻缺少2個電子,因此H2會提供電子給O2,所以H2是還原劑。而O2需要接收H2的電子,所以它是氧化劑。因此H2O2碰到一塊,就非常容易結合。

 

 

上圖:H2O水是孤男(O2)寡女(H2)乾柴烈火的結晶

 

O2H2結合後,就形成結構非常穩定的化合物,不論是液態的水,氣態的水蒸氣或固態的冰,其分子結構都不會改變。只有經過電解,才能把水(2H2O)分離成氫氣(2H2)及氧氣(O2)

 

上圖:H2O水分子的化學結構非常穩定

 

上圖:聚集在一起的H2O水分子之結合

 

四、葡萄糖、蛋白質及脂肪酸,都是由碳(C)、氫(H)、氧(O)及氮(N)原子所組成的化合物。

 

水是組成地球上生命最重要的物質之一,水就是氫與氧的化合物,科學家探測宇宙中的星球時,都想要探究該星球到底有沒有水的存在,有水的星球才適合地球人類居住,有了水才會可能有類似地球上的生命,不過或許有些宇宙中生命的構成物質,並非碳氫氧(CHO),而是其它的物質元素。

 

雖然以分子狀態存在的氫氣(H2)在地球及大氣中的含量極低,但是以原子狀態存在的氫氧化合物,如水及碳氫氧化合物等,則佔了非常大的體積及重量。地球上的水(H2O),就是由兩個原子的氫及一個原子的氧所組成的。而海洋的面積佔了地球表面積的71%

 

人體就是由碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)等化學元素為主所構成的生物體,CHON共佔了人體質量的96%,其中氧(O)65%,碳(C)18.5%,氫(H)9.5%(如下圖)

上圖:組成人體的碳氫氧原子質量百分比%(資料來源:wiki維基百科)

 

不過如果就原子數目來看,人體中氫原子數目卻是最多的,氫(H)的原子數目佔62%,氧(O)24%,碳(C)12%(如下圖)

 

上圖:組成人體中的氫氧碳原子數目百分比%

 

人之所以要吃食物的目的,就是要把食物(葡萄糖、脂肪酸)中的氫原子(H)取下來,作為能量來源使用,產生ATP,而食物中的碳(C)就很少被利用到,碳(C)最後就以二氧化碳(CO2)廢棄物的型態,由肺臟排出體外,這就是為什麼人所吸入的空氣中,CO2只佔400ppm,而由肺臟呼出氣體中的CO2。則高達53000ppm的原因。

 

五、H2氫氣用於人體的歷史

氫氣的工業用途雖然非常廣泛,但是把氫氣用於人體上的用途卻很少見,近代只有用來作為海底工作人員的深海潛水保護氣體。深海潛水伕所背的鋼瓶中,如果以78%的氫氣來取代空氣中的氮氣,加上21%的氧氣,則可以避免潛水伕病的發生。也可以持續將78%21%的氫氧混合氣體,經由管子輸送到海底深處,供深海工作人員使用。

 

由此可見,只要氧氣足夠,氫對人體是非常安全的,就算H2的濃度高達78%,甚至還能起了保護作用。

 

目前醫療用的水電解氫氧混和氣(2H2+O2),則係將水電解後,得到66.6%H233.3%O2所組成的氫氧混和氣體(H2/O266.6%33.3%),而並非純氫,那就更安全了。由於水電解氫氧混和氣中的O2濃度為33.3%,比空氣中的O2濃度(21%)還高,因此吸入水電解氫氧混和氣體的量是不必受限的。

 

正常人體血液中,也會自然存在極微量的氫氣,那是因為正常人大腸中的益生菌,每天都會產生大約14公升的氫氣供人體使用。根據科學家調查,高齡人瑞血液中的平均氫濃度都比一般人為高。

 

千百年來,世界各地都有「聖水」的傳說,後來經有心人查證,發現各地的聖水中,都含有比較高濃度的可溶性氫氣。世界上最熱愛以飲用氫水來保健的,首推日本人的水素水,日本人喝水素水已超過了20年的歷史。

 

由於氫的水中溶解度非常低,只有萬分之16(0.00016%),也就是說就算喝下一公升的氫飽和聖水,才能吸收到1.6c.c.的氫氣而已,於是有人就興起了那不如直接吸入氫氣,讓H2直接進入肺臟,再經由肺泡吸收,擴散到全身的念頭。大約在公元2000年前後,日本就開始流行喝氫水(水素水),近幾年則已經改為流行直接吸入氫氧混和氣。

 

由於各方的持續努力推動,大陸政府終於在202024日,承認了氫氣為有療效的醫療氣體,並頒發了全世界第一張第三類(最高等級)醫療器械(國械注准20203080066)

 

202033日,中國〝國家衛生健康委員會辦公廳及國家中醫藥管理局辦公室發佈的〝新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)〞中,亦將氫氧氣列為治療新冠肺炎的正式處方中。

 

六、作者與H2氫氣的不解之緣

作者在2014年初,買了一台保健級水電解氫氧機在家中自用,有時朋友也會來家中免費體驗分享,其中有一位友人吸了氫氧氣後覺得效果不錯,於是就在作者診所附近開了一家可供人吸氫氧氣的綜合保健館,應該算是台灣第一家吧。引起保健業者群起仿傚,時至今日的2020年,全台灣已經有了數百家的氫氧保健館。由於在台灣,氫氣尚未被認定為醫療氣體,因此尚無法源依據可以把氫氧機擺放在診所內供患者使用,但民間保健管只要不提到氫氣有什麼療效,衛生主管單位對於民間自發性的保健行為亦樂觀其成。

 

由於人們對氫氧氣的口碑很好,於是就請來診所看診後有需要的患者,自行前往民間所開設的氫氧保健館體驗吸入氫氧氣,同時幫他們做吸入氫氧氣前後的腦波、自律神經活性、尿液酸鹼值及自由基檢測的比較,前後累積了上萬個案例的經驗。

 

除了將體驗氫氣的心得發表在個人臉書部落格上,也創立了「台灣氫氣研究應用推廣學會」,作為與同好集思度益切磋的平台。

 

筆者本人亦有諸多使用氧氣機來救活肺炎患者的經驗,但是在台灣,不過由於氫氧機還不是第三類醫療器械,因此無法直接把氫氧機搬到急診室或加護病房中供患者使用,原則上只能善意告知氫氧混和氣對患者可能有幫助,由患者家屬主動自行想辦法獲得氫氧機,給患者使用,作者本人並不介入。

 

全世界各國從事氫分子醫學研究的人並不少,目前已有1350篇氫醫學相關論文發表,但是能如作者這樣,巧妙以擦邊球方式,將H2氫氣靈活應用在臨床的醫師,可說如鳳毛麟角。

 

作者在氫分子醫學領域耕耘了6年多的時間,也認識了不少氫研究專家學者及氫產業人士,常受邀出席台灣、大陸的氫醫學研討會,也曾受邀參加預定於2020328日,在日本東京大學舉辦的氫醫學國際研討會發表演講(現已因新冠疫情而延期),該中英文講稿被收錄在本書中見三十一章(講題:氫氣可緩解細胞內酸與自由基中毒的科學證據)

 

七、中國大陸官方指定將氫氣混和氣用於新冠肺炎治療

中國武漢的漢陽醫院,成為將氫氣全面用於救治新冠肺炎患者的責任醫院之一,此醫院收治了342例冠狀肺炎患者,其中危急症者有6例,重症患者71例,普通型(中型)患者有213例,重症患者52例。上述342例患者在治療過程中無一死亡病例發生,全部都由危急症及重症轉向輕症、無症狀出院,有關結果及亞組分析數據,將於近月在國際上發表。

 

根據臨床統計,新冠肺炎危急症患者,一經氣管內插管並使用氧氣,歐美方面的病死率往往高達80-90%,確診後的總病死率約10-14%,而中國大陸的確診者病死率才佔4%,差異性非常明顯。中國大陸新冠抗疫領導負責人鍾南山院士明確指出,對於新冠肺炎危急症患者,如果插管使用正壓呼吸機及吸入純氧(O2),有可能會使肺臟受到更大損害,若能把純氧(O2)改為氫氧混和氣(2H2+O2),則明顯對患者有更大好處。

 

由於氫氧機在202024日才取得證照,氫氧機在中國大陸的普及率尚遠遠不足,否則,如果能全面讓每一位新冠狀感染患者都吸入氫氧混和氣的話,中國大陸的新冠肺炎患者的病死率,相信必定會比4%更低的。

 

根據中國大陸第一線救治新冠肺炎患者的醫師私底下表示,對於本來準備要做氣管內插管,給予吸入純氧氣的患者,如果先給予吸入氫氧混和氣,則血氧濃度可迅速由80-90%上升到正常(96-99%),連插管使用呼吸器的步驟都可以省略,導致呼吸器變成無用武之地而閒置。

 

中國大陸的新冠病毒感染病死率之所以較低,可能跟他們中西藥療法合璧使用有關,由於西藥對於新冠病毒感染可說束手無策,不然醫學第一強美國,怎麼可能因新冠肺炎而死了超過19萬人(2020910)?

 

中國大陸的傳統中醫學界在新冠病毒的抗疫上,已經取得很大份量的發言權,並經由國家中央背書。因為中國大陸的西醫師都有修習過中醫,西醫也可以開中藥,台灣則中西醫分流較徹底,形成涇渭分明的現象。由於各國的國情不同,趕赴歐洲各國協助抗疫的中國專家,因西方醫師並不認同他們使用中藥及氫氧混和氣來治療新冠患者的超前概念,而紛紛撤離回國,至於已經獲得中國官方認證的氫氧機醫療器械,一旦離開中國也難以獲得認可。



沒有留言:

張貼留言