氫氣能預防抽菸引起的慢性阻塞性肺病(COPD)

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最近國內空氣清淨機大熱賣,時常可以看到大賣場上各家空氣清淨機推陳出新,總是把商品放在最醒目的位置,就可以知道民眾對於空氣清淨機有非常高的需求。

為何空氣清淨機會突然爆紅呢?主要原因就在於台灣空氣品質下降快速,充滿各種懸浮粒子,例如我們最常聽見的 PM2.5!

 

什麼是 PM2.5

我們吸入的空氣,其中除了大家熟知的氮氣、氧氣外,還充滿著各種懸浮粒子,像是塵土、含氧礦物質等等,這些懸浮粒子的主要來源為火山爆發、沙塵暴或森林大火等。

近年來,由於中國工業的發展,依賴大量的石化燃料例如煤與石油等,以及垃圾燃燒都會產生大量的硫或氮的氧化物懸浮粒子,這些懸浮粒子隨著風漂向台灣是造成現今台灣空氣品質大幅下降的主因。

而當這些懸浮微粒的直徑小於 2.5 微米(10-6米)時,我們就統稱它們為 PM2.5。

 

PM2.5 對人體有什麼傷害

我們之所以會時常聽見 PM2.5 是因為它嚴重影響我們的體康,當空氣中的懸浮微粒較大(通常直徑大於 10 微米,也就是 PM10)時,人體呼吸系統的纖毛與黏液等過濾屏障能有效阻隔,因此不會進入體內傷害人體;但如果這些懸浮微粒小於 PM10,就會穿過我們的過濾屏障進入支氣管與肺泡破壞呼吸系統;更尤甚者如果這些懸浮微粒更小,達到 PM2.5 等級時,更易吸附如重金屬的有害物質如砷、鉛等,且因為它們更小有更強的穿透能力,能抵達細支氣管壁,干擾氣體交換。

根據美國醫學會的研究已證明, PM2.5 會使動脈斑塊沉積,引發血管炎和動脈粥樣硬化,最終導致心臟病或其他心血管問題。這項始於1982年的研究證實,當空氣中PM2.5的濃度長期高於10 μg/m3,就會帶來死亡風險的上升。濃度每增加10 μg/m3,總的死亡風險會上升4%,心肺疾病帶來的死亡風險上升6%,肺癌帶來的死亡風險上升8%。

另外,PM2.5 還會造成慢性阻塞性肺病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease),簡稱COPD),是一種慢性發炎所造成的呼吸道阻塞疾病。世界衛生組織指出,全球約有十分之一的40歲以上成人患有COPD,全球每年約有300萬人死於COPD,全球疾病負擔研究(Global Burden of Disease Study)顯示因 COPD 導致的死亡,自 1990 年的第 6 位,至 2020 年時將提升至第 3 位。

 

吸菸也會產生大量 PM2.5

PM2.5 除了上述因工廠排放廢氣等汙染源外,抽菸所產生的 PM2.5 也不容小覷。根據統計,吸菸者家中的 PM2.5 濃度,是非吸菸者家中的 10 倍。非吸菸者終生與吸菸者同住,其 PM2.5 暴露濃度,等於住在一個霾害嚴重的城市,但若家中沒有吸菸者,則會降低 70% 的 PM2.5暴露濃度。

吸菸的人約有 15% 會得 COPD;假若未戒菸或避免二手菸暴露,並接受妥善治療及照護,可能會反覆發作,進而使肺功能快速惡化、長期咳嗽、多痰、呼吸困難等症狀,嚴重甚至需要依賴呼吸器或死亡,對於健康危害影響甚鉅。世界衛生組織預估在 2030 年約有 90% 的 COPD 患者死因可歸咎於吸菸。

為何吸菸會導致 COPD 呢? 因為抽菸釋放的大量高濃度的 PM2.5 攻擊肺部,使呼吸道產生發炎反應,發炎細胞增加會釋放許多發炎介質與蛋白酵素,刺激腺體細胞產生痰液,所以你會發現吸菸者的痰特別多,稱之為「慢性支氣管炎」,另外蛋白酵素會破壞肺泡間質彈性組織,於是肺的彈性伸縮功能被破壞,氣體容易進不容易出,肺泡容積變大,於是吸進的空氣量越來越小,病人於是產生氣促或喘的現象,就是常聽見的「肺氣腫」,而 COPD 就是上述這些症狀的綜合。
 

氫氣能預防吸菸引起的 COPD

既然吸菸引起的 COPD 其實是一種慢性發炎反應,那目前最有效的發炎剋星「氫分子」對於此症狀有沒有預防保健的效果呢?

發表在 PLOS ONE 的一篇文獻顯示,氫氣的確對於吸菸引起的 COPD 具有預防保健的效果。

該研究利用香煙誘導的疾病模型,動物模型製備為連續 4 周香煙煙霧處理,治療組在處理前 30 分鐘腹腔注射氫氣飽和生理鹽水,模型對照組給生理鹽水。結果發現,氫氣生理鹽水預治療可以明顯減少煙霧誘導的支氣管黏液增加,杯狀細胞增生、muc5ac表達和上皮細胞凋亡。同時支氣管灌洗液中氧化損傷產物降低,肺組織內 EGFR 磷酸化水準和 Nrf2 蛋白表達均下調(該蛋白下降作者認為是減少了氧化壓力)。研究結果證明,氫氣對 COPD 有治療作用。提示氫氣對該疾病治療有潛在應用價值。
 

結論

其實最好的方式是不要吸菸,英國醫學期刊(British Medical Journal)說明,戒菸對於降低吸菸者肺功能的耗損,有極高的成效,研究指出吸菸者若自 25 歲經常吸菸,60 歲的肺功能將只剩下非吸菸者的 50%,但若在 45 歲時戒菸,60 歲的肺功能仍可維持非吸菸者的 75%。

不過如果家裡仍有人執意吸菸,二手菸對呼吸系統的傷害更甚,一定要儘量避免,並利用「氫氣」減少 COPD 的產生。
 
參考資料:
呼吸胸腔科劉振盛醫師
衛生福利部國民健康署
維基百科:懸浮粒子
Attenuation of Cigarette Smoke-Induced Airway Mucus Production by Hydrogen-Rich Saline in Rats
Photo credit: theglobalpanorama via Visual hunt / CC BY-SA
 

 

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