无氧运动或冲刺运动会对身体产生巨大的挑战，导致强大的应激反应。学术研究中采用反复多次规范冲刺运动。例如用标准骑自行车的冲刺方法，对受试者冲刺运动应激效应进行研究。研究发现，这类运动能产生非常大的氧化应激效应。本研究来自北京体育大学和哈佛大学等单位的学者对吸入氢气干预冲刺运动的效应进行研究。主要两个方面，一是发现氢气能显著改善受试者运动疲劳和提高运动能力，二是在代谢组学研究机制上发现许多有意义的改变，这些改变一方面确认了氢气效应的可靠性，也为氢气效应的分子基础提供了新解释，也为将来氢气效应研究提供了新的线索。这一研究比较重要的是针对健康的年轻人，很有学术价值。

吃氢群众关心的是，运动量过大可能对身体产生一定危害。这一研究提示，运动结合氢气能减少运动损伤。曾有美国学者根据研究认为，氢气本身具有类运动样效应。也就是说，如果是运动达人，建议用氢，以减少可能的运动伤害。如果是电视土豆，氢气可能代替运动给一定的帮助。注意这些都还是研究的初步结果，其真实性和确定性仍然需要进一步研究。

（1） 背景：用于评估氢代谢机制的血液生物标志物的多样性限制了对其对提高运动表现影响的全面理解。本研究采用代谢组学方法评估了富氢气体（氢气）对冲刺间期运动后代谢物的影响，旨在阐明其潜在作用机制。 （2）方法：10 名健康成年男性在吸入 氢气 或安慰剂（空气）60 分钟后参加 Wingate 冲刺间期试验（SIT）。在气体吸入前后和完成 SIT 后收集静脉血样进行代谢组学分析。（3）结果：与安慰剂组相比，吸入氢气显著改善了第4次冲刺的平均功率、疲劳指数和达峰时间，显著降低了第1-4次冲刺的峰值功率、平均功率和达峰时间的衰减值。代谢组学分析强调，吸入氢气后乙酰肉碱、丙酰左旋肉碱、次黄嘌呤和黄嘌呤显著上调，富集途径分析表明，氢气可能通过增强辅酶A合成、促进甘油磷脂代谢和抑制胰岛素水平来促进脂肪动员。（4）结论：在SIT前吸入氢气可增强终末期无氧冲刺能力并减轻疲劳。代谢组学分析表明，氢气可以通过加速脂肪氧化来提高间歇阶段的ATP恢复，为后期冲刺提供更多的能量补充。

Nutrients | Free Full-Text | Hydrogen-Rich Gas Enhanced Sprint-Interval Performance: Metabolomic Insights into Underlying Mechanisms (mdpi.com)

高强度运动会导致活性氧（ROS）大量增加，超过人体的清除能力，破坏氧化-抗氧化平衡，从而诱发氧化应激[1,2]。超过的ROS还可能影响线粒体功能[3]，引起电子转移和ATP合成减少，降低有氧通路的效率，增加无机磷酸盐和乳酸的水平[4]，并破坏一种或多种参与兴奋-收缩耦合的蛋白质，导致肌肉力量产生减少[5]。氧化应激的这些生物生理改变是疲劳的主要原因之一[5]，因此会影响运动表现[6]。因此，迫切需要减少过多的ROS，从而提高运动表现。

氢具有选择性清除对身体有害的自由基的特性[7]。研究表明，使用富氢水和富氢气体（氢气）可改善氧化应激和运动引起的疲劳[8,9,10,11]。然而，评估氢作用机制的现有研究在选择血液生物标志物方面存在差异，大多数标志物与氢效应无关[9,10]，缺乏全面的筛选来识别与氢作用机制相关的靶化合物。迄今为止，还没有研究揭示运动期间与 氢气 相关的完全代谢物变化及其与身体表现的相关性，因此 氢气 可能改善运动表现的机制仍未得到广泛探索。

代谢组学技术可以捕捉生物体整个代谢状态的高通量快照[12,13,14]，通过分析运动过程中内源性代谢物的变化，全面了解调节功能表现的机制[15]。代谢组学也被广泛用于测量补充剂和药物给药诱导的代谢物变化[16,17]。然而，氢气通过代谢组学对运动表现产生有益影响的机制尚未得到明确和全面的探索。

因此，本文旨在探索氢气利用代谢组学技术提高运动表现和减少疲劳的可识别代谢产物和代谢途径。我们使用冲刺间歇运动来诱导氧化应激，尽管总工作量较低，但该方案可以引发与高强度间歇运动或持续中等强度运动相当或更大的全身氧化还原状态反应[18]。通过这项工作获得的知识可以促进对氢气在提高运动表现和缓解疲劳方面的好处机制的理解。

本研究招募了 10 名健康、经常参加休闲活动的成年男性（23.6 ± 2.2 岁，179.4 ± 5.9 厘米，76.5 ± 7.3 公斤）。纳入标准包括以下内容：受试者至少 2 小时·d−1， 5 天·周−1训练习惯（包括阻力训练）并有能力完成高强度自行车测力计练习（在初步筛选访问期间完成 Wingate 测试的能力）。排除标准包括以下内容：实验前六个月内无下肢损伤史，无心血管、呼吸系统和内分泌疾病。在对实验程序进行详细说明后，每个参与者都签署了一份知情同意书。该研究方案符合《赫尔辛基宣言》，并获得北京体育大学（BSU）运动科学实验伦理委员会（批准号：2021107H）的批准。

在这项双盲、平衡、随机和交叉设计的研究中，参与者在 BSU 的实验室完成了两次研究访问，在此期间，他们使用 Wingate 功率测力计（瑞典）在吸入 氢气 60 分钟后完成了冲刺间隔测试 （SIT）（这次吸入 氢气 的访问记录为 HG）或安慰剂气体（标准空气）（这次吸入安慰剂气体的访问记录为 PG）。研究访问的顺序是随机的。具体而言，访问顺序是根据基于网络的计算机程序（www.randomizer.org（于2021年8月10日访问））生成的平衡排列随机分配的。在这两次试验之间提供至少 7 天的清除期。

在这两次试验中的每一次中，为了进行代谢组学分析，都分三次从参与者那里收集肘前静脉血样——在吸入气体之前（气体前）和之后立即，以及在 SIT 之后立即（SIT）（图 1）。所有参与者都被指示在每个试验期后48小时内避免剧烈运动、酒精、咖啡、补充剂、药物和任何特定的恢复治疗。在每次研究访问的早晨，所有参与者都食用了研究人员提供的标准化餐，包括牛奶、面包和火腿肠。此外，他们在访问前避免食用任何其他食物或饮料。

2.3. 富氢气体（氢气）

氢气由氢气发生器Hydrogen-Oxygen Convalescent Machine 2.5（福州）制备。该发生器可产生30 mL/s的氢氧混合气体（氢气和氧气的组成比例为2：1）。氢气通过连接到气体发生器的鼻插管供应。虽然由于技术限制，我们无法直接测量进入人体的氢气和氧气的浓度，但据数学估计，健康年轻男性在安静时的平均吸气流速约为 500 mL/s，远远超过氢气发生器的流速，稀释了吸入氢气的浓度， 使得吸入体内氢气的最大浓度约为 4.08%。同样，氧浓度最多为21.66%[19]。与空气中的氧含量相比，增加的氧含量极小。安慰剂气体（环境空气、0.00005% 氢气、20.9% 氧气）由鼻插管提供，鼻插管连接到未启动制氢程序的氢气发生器。

2.4. 冲刺间隔测试（SIT）

SIT 用于检查 氢气 对冲刺间歇表现（一种扰乱身体氧化还原平衡的运动形式）的影响。参与者被要求以最快的速度完成四次 30 秒的全强度冲刺骑行，分别称为第一次冲刺 （S1）、第二次冲刺 （S2）、第三次冲刺 （S3） 和第四次冲刺 （S4），每次之间的间隔为 4.5 分钟（图 1）。参与者被要求在正式测试前热身 5 分钟。参与者以最大力量踩踏板，同时增加阻力以在 3 秒内达到规定的负载（0.075 ×体重 （kg））。在测试过程中，参与者得到了口头鼓励。此外，参与者被要求在测试过程中避免将臀部从自行车座椅上抬起。先前的研究表明，这种方法有效地干扰了全身氧化还原状态[18]。平均功率 （MP） 是主要结果，反映了冲刺骑行期间的整体表现。此外，还记录了每次冲刺骑行的峰值功率 （PP）、疲劳指数 （FI，（最大功率-最小功率）/最大功率 × 100%） 和峰值时间 （TTP） 等指标。考虑到氢气在高强度运动后活性氧（ROS）大量增加之前不会起作用，我们通过S4（氢后效应）的结果和S1和S4之间的衰减值（ΔS4-S1）评估了氢气的影响。S4 结果表明高强度运动后的无氧表现，而 ΔS4-S1 结果反映了冲刺间歇运动期间的疲劳和恢复能力。