Hai thập kỷ nghiên cứu về hydro: Thực trạng hiện nay (Phần 3) – Từ vi khuẩn đường ruột đến cơ chế tác động: Những thách thức chưa có lời giải trong nghiên cứu về hydro
Ngày 2 tháng 9 năm 2026 | Biên tập bởi Annie Nguyễn, Ban Thư ký VAHC
Hideaki Karaki, Giáo sư Danh dự, Đại học Tokyo
Khi xem xét các tác động của hydro đối với sức khỏe, có một yếu tố không thể bỏ qua: hệ vi khuẩn cư trú trong đường ruột con người.
Hydro được sản sinh bên trong cơ thể người hàng ngày, ngay cả khi không hít khí hydro hay tiêu thụ các sản phẩm như nước hydro hoặc thạch hydro. Điều này xảy ra do vi khuẩn đường ruột tạo ra hydro trong quá trình lên men các chất như chất xơ.
Hơn nữa, việc so sánh lượng hydro tự sản sinh này với lượng hydro nạp vào từ các nguồn bên ngoài (như nước hydro) cho thấy những điểm khác biệt thú vị. Nếu việc nạp hydro từ bên ngoài mang lại ý nghĩa nhất định, thì điều đó có lẽ không thể giải thích chỉ dựa trên "số lượng" hydro được nạp vào.
Trong phần cuối cùng của loạt bài điểm lại khoảng hai thập kỷ nghiên cứu về hydro này, chúng tôi sẽ xem xét sự khác biệt giữa hydro do vi khuẩn đường ruột sản sinh và hydro nạp vào từ bên ngoài, đồng thời đánh giá những gì có thể khẳng định hiện nay về độ an toàn và hiệu quả của hydro.
Vi khuẩn đường ruột cũng sản sinh hydro
Ruột già là nơi cư trú của một lượng lớn vi khuẩn—ước tính lên tới hàng chục nghìn tỷ—bao gồm hàng trăm đến hàng nghìn loài khác nhau.
Một số loại vi khuẩn đường ruột này thực hiện lên men các thành phần mà enzyme tiêu hóa của con người không thể phân giải, chẳng hạn như chất xơ và các loại carbohydrate khó tiêu hóa. Quá trình lên men này tạo ra hydro cùng với các chất khác như axit béo chuỗi ngắn và carbon dioxide.
Một phần hydro được sản sinh trong ruột sẽ được các vi khuẩn đường ruột khác sử dụng. Một phần khác được hấp thụ qua thành ruột vào máu, lưu thông khắp cơ thể và cuối cùng được thải ra ngoài qua hơi thở. Lượng hydro không được hấp thụ sẽ bị đào thải khỏi đường ruột dưới dạng khí.
Do đó, việc đo nồng độ hydro trong hơi thở cho phép ước tính mức độ sản sinh hydro của vi khuẩn đường ruột.
Có sự khác biệt đáng kể giữa các cá nhân về lượng hydro được sản sinh trong ruột. Điều này là do mức độ sản sinh thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố như thành phần hệ vi sinh vật đường ruột, thói quen ăn uống, và đặc biệt là lượng chất xơ cũng như carbohydrate khó tiêu hóa được nạp vào cơ thể—những chất đóng vai trò là cơ chất cho quá trình lên men. Các nghiên cứu trên những người khỏe mạnh ước tính rằng lượng hydro trung vị (median) được vi khuẩn đường ruột sản sinh mỗi ngày—và sau đó được thải ra ngoài qua hơi thở hoặc khí đường ruột—là khoảng 30 mg.
Tất nhiên, điều này không có nghĩa là mỗi người đều sử dụng 30 mg hydro trong cơ thể mỗi ngày. Một phần lượng hydro do vi khuẩn đường ruột tạo ra sẽ được các vi khuẩn khác tiêu thụ, trong khi phần còn lại bị đào thải khỏi cơ thể. Hơn nữa, mức độ sản sinh hydro cũng có sự khác biệt đáng kể giữa các cá nhân. Tuy nhiên, con số này vẫn rất đáng chú ý khi so sánh với lượng hydro thu được từ các nguồn bên ngoài.
Ngay cả với 2 lít nước hydro, mức tối đa theo lý thuyết cũng chỉ vào khoảng 3,2 mg
Hãy cùng xem xét lượng hydro mà một người có thể nhận được từ nước hydro.
Ở nhiệt độ 20°C và áp suất 1 atm, nồng độ bão hòa của hydro trong nước là khoảng 1,62 mg/L. Nếu uống 2 lít nước hydro đạt mức bão hòa này trong một ngày, giới hạn tối đa về lượng hydro nạp vào theo lý thuyết sẽ là khoảng 3,2 mg.
Tuy nhiên, trên thực tế, hydro rất dễ bị thất thoát. Các yếu tố như chất liệu vật chứa, thời gian bảo quản và khoảng thời gian từ lúc mở nắp đến khi uống đều khiến nồng độ hydro giảm xuống; nghĩa là lượng hydro thực tế được nạp vào cơ thể có thể thấp hơn mức tối đa theo lý thuyết này.
Đối với các sản phẩm nước hydro được dán nhãn là "Thực phẩm có công bố chức năng" (đã được đề cập trong phần đầu của loạt bài viết này), lượng tiêu thụ khuyến nghị hàng ngày là 300 mL chứa 0,36 mg phân tử hydro. Với các sản phẩm thạch hydro đăng ký cùng danh mục, lượng tiêu thụ khuyến nghị hàng ngày chứa 0,9 mg phân tử hydro.
Khi so sánh đơn thuần các con số này với mức sản sinh hydro trung vị khoảng 30 mg mỗi ngày của vi khuẩn đường ruột, có thể thấy rõ rằng lượng hydro được sản sinh thường xuyên trong đường ruột cao hơn đáng kể.
Liệu điều này có nghĩa là vì cơ thể người tự sản sinh một lượng lớn hydro trong ruột nên việc tiêu thụ một lượng nhỏ hydro qua các sản phẩm như nước hydro hay thạch hydro là vô ích? Vấn đề không đơn giản như vậy. Hạn chế của việc so sánh chỉ dựa trên "số lượng"
Có sự khác biệt đáng kể giữa hydro do vi khuẩn đường ruột sản sinh và hydro được đưa vào cơ thể từ các nguồn bên ngoài, chẳng hạn như nước hydro hoặc khí hydro. Một điểm khác biệt quan trọng nằm ở "thời điểm" cơ thể tiếp xúc với hydrogen.
Mặc dù quá trình sản sinh hydrogen của vi khuẩn đường ruột có thể biến động tùy thuộc vào các yếu tố như chế độ ăn uống, nhưng nhìn chung, quá trình này diễn ra trong một khoảng thời gian dài. Điều này tạo ra nguồn cung hydrogen liên tục ở nồng độ tương đối thấp.
Ngược lại, việc uống nước chứa hydrogen hoặc hít khí hydrogen sẽ làm nồng độ hydrogen tăng nhanh, sau đó giảm dần.
Nói cách khác, hydrogen từ vi khuẩn đường ruột có thể được xem là nguồn cung "mãn tính" (duy trì liên tục), trong khi hydrogen nạp từ bên ngoài tạo ra sự gia tăng "cấp tính" (tăng vọt trong thời gian ngắn). Xét về tác dụng dược lý, tổng lượng hydrogen nạp vào không phải là yếu tố quan trọng duy nhất; nồng độ đỉnh đạt được và thời gian duy trì mức nồng độ đó cũng đóng vai trò then chốt.
Đối với hydrogen, không thể loại trừ khả năng chính sự gia tăng nhanh chóng nồng độ trong máu sẽ kích hoạt các phản ứng sinh học cụ thể. Tuy nhiên, khía cạnh này vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn.
Liệu hydrogen được vi khuẩn đường ruột sản sinh liên tục và hydrogen nạp từ bên ngoài trong thời gian ngắn có thực sự mang lại những tác động khác nhau đối với cơ thể hay không? Nếu có sự khác biệt, thì cần mức nồng độ hoặc liều lượng nạp vào là bao nhiêu? Cần có thêm các nghiên cứu để giải đáp những câu hỏi này.
**Ý nghĩa của vi khuẩn đường ruột sản sinh hydrogen**
Các nghiên cứu cũng đang tìm hiểu xem liệu hydrogen do vi khuẩn đường ruột tạo ra có tự nó mang lại lợi ích cho cơ thể hay không. Ví dụ, việc tiêu thụ nhiều chất xơ có thể kích thích quá trình lên men của vi khuẩn đường ruột và gia tăng sản lượng hydrogen. Tuy nhiên, rất khó để tách biệt lượng hydrogen do vi khuẩn đường ruột sản sinh và đánh giá các tác động cụ thể của nó đối với sức khỏe.
Việc tiêu thụ chất xơ không chỉ tạo ra hydrogen mà còn dẫn đến sự hình thành nhiều chất chuyển hóa khác trong đường ruột—chẳng hạn như các axit béo chuỗi ngắn. Nó cũng làm thay đổi chính hệ vi sinh vật đường ruột. Do đó, ngay cả khi quan sát thấy những lợi ích sức khỏe liên quan đến việc tiêu thụ chất xơ, ta không thể quy hoàn toàn những lợi ích đó cho tác động của hydrogen. Ngược lại, cũng không thể kết luận rằng việc nạp hydrogen từ bên ngoài là vô nghĩa chỉ vì cơ thể đã tự sản sinh một lượng lớn hydrogen nhờ vi khuẩn đường ruột. Cần phải làm rõ vị trí tồn tại của hydrogen trong cơ thể, nồng độ và thời gian duy trì, cũng như các phản ứng sinh học mà nó kích hoạt.
**Cơ chế tác động vẫn chưa được làm sáng tỏ**
Hãy quay lại điểm khởi đầu của các nghiên cứu về hydrogen.
Một bài báo khoa học công bố năm 2007 đã thu hút sự chú ý vào giả thuyết cho rằng hydrogen có khả năng loại bỏ một cách chọn lọc các gốc hydroxyl (một loại gốc tự do có độc tính cao), qua đó ngăn chặn tổn thương tế bào do stress oxy hóa gây ra. Tuy nhiên, các nghiên cứu sau đó đã chỉ ra rằng rất khó để giải thích đầy đủ các tác dụng của hydro chỉ bằng cơ chế đơn giản là loại bỏ các loại oxy phản ứng (ROS).
Hydro là phân tử có độ phản ứng thấp; vẫn còn những câu hỏi chưa có lời giải về việc nó phản ứng với những phân tử nào trong cơ thể và cách thức các tương tác đó dẫn đến quá trình truyền tín hiệu nội bào.
Do đó, nhiều cơ chế tác động khác đã được đề xuất trong những năm gần đây. Một trong số đó là cơ chế kích hoạt con đường Nrf2, vốn đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phòng thủ chống oxy hóa của tế bào.
Người ta đưa ra giả thuyết rằng thay vì trực tiếp loại bỏ tất cả các loại oxy phản ứng, hydro gián tiếp ức chế stress oxy hóa bằng cách kích hoạt các cơ chế phòng thủ chống oxy hóa tự nhiên của tế bào.
Ngoài ra, còn có các giả thuyết cho rằng Fe-porphyrin (hematin) hoặc các protein tham gia vào chuỗi truyền điện tử ty thể chính là những đích tác động của hydro. Nếu các giả thuyết này được chứng minh là đúng, thì "tổng lượng" hydro hiện diện trong cơ thể có thể không đủ để giải thích các tác dụng của nó.
Lý do là vì sự gia tăng nồng độ hydro trong thời gian ngắn có thể kích hoạt các tín hiệu đặc hiệu, và các phản ứng sinh học vẫn tiếp diễn ngay cả khi hydro đã bị đào thải khỏi cơ thể. Tuy nhiên, cần nhấn mạnh rằng tất cả các cơ chế tác động này hiện vẫn chỉ là giả thuyết đang được nghiên cứu. Hiện chưa có sự đồng thuận về việc phân tử cụ thể nào trong cơ thể đóng vai trò là đích tác động ban đầu của hydro, hay con đường chính xác nào dẫn đến những thay đổi về mặt lâm sàng.
**"An toàn" và "Hiệu quả": Hai vấn đề riêng biệt**
Các cuộc thảo luận về hydro cần phân biệt rõ giữa tính an toàn và hiệu quả.
Về mặt an toàn, các nghiên cứu cho đến nay đã mang lại kết quả khá khả quan. Một lượng lớn hydro được sản sinh tự nhiên trong đường ruột con người mỗi ngày. Các nghiên cứu lâm sàng về liệu pháp hít khí hydro hầu như không ghi nhận các biến cố bất lợi nghiêm trọng nào. Tương tự, việc sử dụng nước chứa hydro ở mức tiêu thụ thông thường cũng không gây ra các vấn đề an toàn đáng kể nào liên quan trực tiếp đến bản thân hydro.
Mặc dù khí hydro có tính dễ cháy—đòi hỏi phải kiểm soát nồng độ cẩn thận và thiết kế thiết bị an toàn—nhưng đây là vấn đề tách biệt với độc tính của chính hydro đối với cơ thể người.
Đối với các sản phẩm bổ sung chứa hydro, vấn đề an toàn cần được xem xét không chỉ đối với bản thân hydro mà còn đối với các thành phần được sử dụng để tạo ra nó. Bất chấp những khía cạnh phức tạp này, hiện tại dường như có rất ít lo ngại đáng kể về tính an toàn của chính phân tử hydro. Tuy nhiên, "an toàn" không đồng nghĩa với "hiệu quả". Sự khác biệt này là điều không được phép bỏ qua.
**Nghiên cứu đã gia tăng, nhưng...**
Các nghiên cứu về hydro đã phát triển nhanh chóng kể từ năm 2007.
Bên cạnh nghiên cứu cơ bản, nhiều nghiên cứu lâm sàng đã được thực hiện với các phương pháp như hít khí hydro, uống nước hydro, dùng thạch hydro và các loại thực phẩm bổ sung chứa hydro.
Phạm vi nghiên cứu rất rộng, bao gồm các lĩnh vực như hội chứng sau ngừng tuần hoàn, nhồi máu não, bệnh Parkinson, chức năng nhận thức, các bệnh hô hấp, tiểu đường, béo phì, chuyển hóa lipid, mệt mỏi do vận động, giấc ngủ và căng thẳng (stress).
Các bài tổng quan hệ thống và phân tích gộp (meta-analysis) tổng hợp nhiều nghiên cứu cũng đã được công bố.
Không còn nghi ngờ gì nữa, khối lượng nghiên cứu đã tăng lên so với khoảng một thập kỷ trước, thời điểm nước hydro từng gây ra nhiều tranh luận trong công chúng. Tuy nhiên, việc số lượng nghiên cứu gia tăng không đồng nghĩa với việc lợi ích sức khỏe của hydro đã được khẳng định một cách chắc chắn. Liên quan đến nghiên cứu về bệnh Parkinson đã đề cập ở trên, mặc dù ghi nhận sự cải thiện đáng kể trong một thử nghiệm quy mô nhỏ với 17 người tham gia, nhưng một thử nghiệm đa trung tâm sau đó với khoảng 178 người tham gia lại không thể tái lập được kết quả đó.
Tương tự, trong thử nghiệm HYBRID II nghiên cứu về liệu pháp hít khí hydro cho hội chứng sau ngừng tuần hoàn, dù các tiêu chí phụ cho thấy có sự cải thiện, nhưng không có sự khác biệt nào đạt ý nghĩa thống kê được xác nhận đối với tiêu chí chính.
Trong các thử nghiệm sử dụng thạch hydro, mặc dù quan sát thấy sự cải thiện ở một số khía cạnh nhất định trong nhóm sử dụng hydro, nhưng không thể xác nhận sự khác biệt rõ ràng khi so sánh với nhóm dùng giả dược.
Những nghiên cứu này không chứng minh rằng hydro kém hiệu quả. Đồng thời, chúng cũng không chứng minh rằng hiệu quả của hydro đã được xác lập vững chắc. Trong khoa học, sau khi xuất hiện các kết quả ban đầu đầy hứa hẹn, cần phải thực hiện các nghiên cứu tiếp theo với phương pháp chặt chẽ hơn và quy mô mẫu lớn hơn để kiểm chứng xem liệu kết quả đó có thể lặp lại hay không. Phần lớn các nghiên cứu về hydro hiện nay đang ở chính giai đoạn đó.
Dành cho ai, điều trị gì và liều lượng bao nhiêu?
Một trong những thách thức còn tồn tại trong nghiên cứu về hydro là các nghiên cứu đa dạng không thể đơn thuần được gộp chung dưới một thuật ngữ duy nhất là "hydro". Cách thức hydro đi vào cơ thể sẽ khác nhau tùy thuộc vào việc hít khí hydro hay uống nước hydro.
Nước hydro và thạch hydro khác nhau về lượng tiêu thụ cũng như tốc độ hydro đi vào cơ thể. Các điều kiện lại thay đổi khi sử dụng thực phẩm bổ sung được thiết kế để tạo ra hydro ngay trong đường tiêu hóa. Đối tượng nghiên cứu cũng là một yếu tố quan trọng; Tất nhiên, ý nghĩa và kết quả sẽ khác nhau giữa bệnh nhân mắc bệnh lý nghiêm trọng và người khỏe mạnh. Ngay cả khi một nghiên cứu điều trị trên bệnh nhân mắc hội chứng sau ngưng tuần hoàn mang lại kết quả nhất định, điều đó không mặc nhiên chứng minh được hiệu quả của việc người khỏe mạnh uống nước hydro hàng ngày.
Ngược lại, việc một thử nghiệm trên người khỏe mạnh không cho thấy tác dụng rõ rệt cũng không loại trừ tiềm năng y học trong việc điều trị các bệnh lý cụ thể. Đối tượng nghiên cứu là ai? Phương pháp đưa hydro vào cơ thể là gì? Liều lượng và thời gian sử dụng ra sao? Và chính xác thì yếu tố nào được đánh giá? Để đánh giá hiệu quả của hydro, cần xem xét riêng biệt từng yếu tố này. Tình trạng hiện tại: Đầy hứa hẹn nhưng vẫn đang trong quá trình phát triển.
Vậy, chúng ta nên đánh giá như thế nào về khoảng 20 năm nghiên cứu về hydro?
Bắt đầu từ các nghiên cứu năm 2007, hydro đã chuyển từ vị thế chỉ được coi là một "khí trơ" sang trở thành đối tượng nghiên cứu như một phân tử có khả năng tác động đến cơ thể sống.
Kể từ đó, một khối lượng lớn các nghiên cứu cơ bản, thí nghiệm trên động vật và thử nghiệm lâm sàng đã được thực hiện, mang lại kết quả đầy hứa hẹn đối với một số bệnh lý và chỉ số sức khỏe. Phạm vi nghiên cứu đã mở rộng, và các phương pháp sử dụng cũng trở nên đa dạng hơn, bao gồm không chỉ khí hydro mà còn cả nước hydro, thạch hydro và các loại thực phẩm bổ sung chứa hydro.
Đối với nước hydro, nồng độ hydro trong sản phẩm—vốn từng là vấn đề gây tranh cãi vào khoảng năm 2016—đã có những cải thiện nhất định; đồng thời, các loại "Thực phẩm có công bố chức năng" (Foods with Function Claims) sử dụng hydro như một thành phần chức năng cũng đã xuất hiện trên thị trường.
Bối cảnh nghiên cứu khoa học đã thay đổi so với một thập kỷ trước. Tuy nhiên, cơ chế tác động vẫn chỉ dừng lại ở mức giả thuyết, và nhiều nghiên cứu lâm sàng có quy mô nhỏ. Cũng đã có những trường hợp kết quả đầy hứa hẹn ban đầu không được tái lập trong các thử nghiệm quy mô lớn.
Đối với bệnh lý hoặc tình trạng sức khỏe nào, sử dụng phương pháp đưa vào cơ thể ra sao, và với liều lượng như thế nào.
Liệu việc sử dụng hydro có mang lại những tác động có ý nghĩa lâm sàng hay không? Hiện vẫn chưa có câu trả lời dứt khoát cho vấn đề này.
Mặc dù đã có một lượng dữ liệu tương đối vững chắc về độ an toàn, nhưng chất lượng bằng chứng về hiệu quả vẫn cần được đánh giá dựa trên các tình trạng bệnh lý cụ thể và phương thức sử dụng. Do đó, xét về mặt khoa học, sẽ là không thỏa đáng nếu bác bỏ hoàn toàn lợi ích sức khỏe của hydro hoặc đưa ra những kết luận khái quát vội vàng rằng hiệu quả của nó đã được chứng minh. Nếu phải tóm tắt tình trạng hiện tại của hydro—dựa trên khoảng hai thập kỷ nghiên cứu—trong một cụm từ, thì đó sẽ là "đầy hứa hẹn nhưng vẫn đang trong giai đoạn phát triển."
Trong thời gian tới, điều cần thiết là phải thực hiện thêm các thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng quy mô lớn và chất lượng cao, xác minh tính lặp lại của các kết quả nghiên cứu, cũng như làm sáng tỏ cơ chế tương tác giữa hydro và cơ thể người. Liệu việc tích lũy thêm các nghiên cứu có khẳng định được tiềm năng thực sự của hydro, hay tác dụng của nó sẽ chỉ giới hạn trong những tình trạng hoặc bối cảnh cụ thể? Các nghiên cứu trong tương lai sẽ đưa ra câu trả lời.
(Hết)
Hideaki Karaki
Giáo sư Danh dự, Đại học Tokyo; Tiến sĩ Nông học. Tốt nghiệp Khoa Thú y, Trường Đại học Nông nghiệp thuộc Đại học Tokyo. Ông từng giữ chức giáo sư tại trường này, là thành viên kiêm Phó chủ tịch Hội đồng Khoa học Nhật Bản, đồng thời là thành viên ủy ban chuyên gia và chuyên gia tư vấn cho Ủy ban An toàn Thực phẩm thuộc Văn phòng Nội các. Ông thực hiện nhiều nghiên cứu sâu rộng và phổ biến thông tin về an toàn thực phẩm cũng như việc đánh giá hiệu quả và độ an toàn của các loại thực phẩm chức năng. Hiện ông là Đại diện của Hiệp hội Cải thiện Niềm tin vào Thực phẩm và Đại diện của Nhóm Nghiên cứu về Phương pháp Kiểm nghiệm Thực phẩm chức năng.
