2007年，《自然醫學》雜誌發表了日本醫科大學氫分子醫學研究中心太田成男教授的《氫氣通過選擇性抗氧化作用清除自由基》，證實氫氣作為自然界最小的分子可以輕易擴散進入機體任何器官、組織、細胞、線粒體和細胞核，通過選擇性清除惡性自由基從而達到理想的抗氧化作用。全球掀起了氫分子醫學研究的熱潮。
抗氧化是一個籠統的概念，具體可以表現為以下十大生物學價值：
氫氣的各種生物學作用是相互關聯的，不是孤立作用的。因此，氫氣的保健價值是迄今為止人類發現的物質中最全面和最複雜的。因為氫氣安全，沒有任何毒副作用，堅持使用能實現自我保健、美容抗衰、預防疾病、改善亞健康。
聯合喝富氫水呼吸氫氣治療作用更強大
最新來自日本中部大學S. Sobue等（通訊作者為M. Ichihara）用呼吸氫氣和喝富氫水聯合應用的方法，通過檢測血液和重要器官，如肝臟和腎臟中氫氣的濃度，分析肝臟中基因和蛋白的表達，結果發現，聯合呼吸氫氣和喝富氫水兩種方法能產生更好的效果，尤其是對炎症相關的信號轉導分子NFkB與MAPK信號系統，可以產生非常明顯的抑制作用。
另外作者提出，為什麼呼吸氫氣聯合喝富氫水能產生協同效應，或者說能強化效應，可能是因為作用方式的差異，喝富氫水的作用可能主要通過胃腸道，影響內分泌激素的釋放產生效應，呼吸則主要通過直接的目標器官發揮作用。
對於富氫水的作用，孫學軍比喻說，砂糖水的甜味，不是砂糖溶解後將水變甜，而是砂糖本身的甜味。如果說富氫水具有什麼效果，並不是因為水本身的物理性質發生了變化，而應該是氫分子本身具有的效果。
氫作為一種新型抗氧化劑具有獨特的優點:
1、氫的還原性比較弱，只與活性強和毒性強的活性氧反應，這是氫選擇性抗氧化的基礎，而人類多種難以根治的慢性病根源就是毒性自由基。
2、氫本身結構簡單，與自由基反應的產物也簡單。例如，與羥自由基反應生成水，多餘的氫可通過呼吸排除體外，不會有任何殘留，對身體無毒副作用。
3、氫的分子量低，可以通過血腦屏障，也可自由擴散到細胞的任何位置，甚至是細胞核和線粒體。因此，作為一種有選擇性、無毒、無殘留的抗氧化物質，特別是由於氫氣本身極大的生物安全性，使得氫氣成為臨床治療和健康保健的新手段，方法主要包括呼吸氫氣、注射富氫溶液、飲用富氫水和氫氣泡浴等。
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