氢气具有还原性，它的抗氧化能力与其它抗氧化剂（维生素E、茶多酚、花青素）相比可能较弱，但是氢气能够无所阻碍的进入机体各个部分的细胞，甚至亚细胞结构（线粒体、内质网，细胞核，这些都是细胞里面的成分），这个能力是别的抗氧化物质所不具备的（它们或者分子量太大，进入细胞困难，或者溶解性不好），这也可能是氢气发挥对很多疾病治疗作用的原因之一。
2007年，日本科学家在权威杂志上发表文章证实2%的氢气吸入可以治疗脑缺血再灌注损伤，在研究过程中发现氢气的抗氧化具有选择性，什么是选择性？
人体细胞内有很多自由基，有一些是细胞生存必须的，比如超氧阴离子，过氧化氢，清除了它们会影响细胞功能，还有一些自由基细胞不需要，而且毒性大，对人体有破坏作用，比如羟自由基（人体在肿瘤放射治疗过程中会产生大量的羟自由基，这些自由基同时破坏人体正常细胞生理功能，导致一系列放化疗副作用）。
日本科学家的研究发现，氢气选择性清除羟自由基，而对超氧阴离子等没有显著影响。这个研究想告诉我们：氢气可能通过清除了对人体不好的自由基，保留对人体有用的自由基发挥了对疾病的治疗作用。
根据氢气目前的研究成果和氢气的物理特性，我们可以得出这样的结论：氢气能够穿透任何屏障进入细胞内部，同时具有选择性抗氧化能力，那么人体各个部位功能异常的细胞，氢气都可以发挥治疗作用。这是目前对氢气能发挥作用的根本原因的初步解释，未来肯定还会有更深入的机制研究来说明氢治疗疾病的原因。迄今为止，已经有超过2000多篇氢研究文章发表，证明氢气对300多种各类组织器官损伤都有保护作用，研究还在不断深入，相信不久的将来，会有更多的氢气疾病治疗作用被证明。
引申来说，氢气只是帮助人体细胞清除对它生存的不利因素，给功能异常的细胞一个好的环境来恢复功能，所以钟南山院士告诉我们：氢气治疗是一种对因治疗，不是对症治疗，利用中医的概念，它其实是从根本上调整身体细胞的状态，达到恢复健康的目标，氢气治疗疾病需要一个阶段才能看到效果，不能期盼氢对疾病有立竿见影的神奇能力。
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