疼痛是一种复杂的生理心理活动，是临床上最常见的症状之一。它包括伤害性刺激作用于机体所引起的痛感觉，以及机体对伤害性刺激的痛反应。痛觉作为机体的一种 正常感觉，作为机体受到伤害的一种警告，引起机体一系列防御性保护反应，具有重要价值。但另一方面，疼痛作为报警也有其局限性，如癌症等出现疼痛时，往往 为时太晚。而某些长期的剧烈疼痛，对机体已成为一种难以忍受的折磨。因此，镇痛是医务工作者面临的重要任务。
慢性疼痛是一种广泛发生的一种疾病状态，社会和个人危害巨大。神经性疼痛是慢性疼痛最常见的类型。神经疼痛可能是神经系统原发损伤导致，表现为持续性疼痛或 痛觉过敏。由于神经性疼痛的细胞和分子基础尚不十分明确，导致这种疼痛难以改善，强效镇疼药物也无法完全缓解所有患者的疼痛问题。神经疼痛往往存在快速的 炎症反应刺激神经疼痛和神经再生。细胞因子在神经性疼痛发生过程中具有核心地位。Nadeau等发现，坐骨神经损伤时，白细胞介素1和肿瘤坏死因子等的基因和蛋白表达都明显增加。奇怪的是，如果白细胞介素1和肿瘤坏死因子等基因敲除不仅不能减少疼痛，还会促进神经损伤后疼痛的发生。不过白细胞介素10可通过对抗上述炎症因子作用抑制炎症和对抗疼痛的效应。HO-1是降解血红素的关键酶，可以促进一氧化碳和铁的释放。HO-1表达增加具有强烈的镇痛和抗炎症效应。
自由基是一类具有未配对电子的原子或原子团，能单独存在，具有“顺磁性”，性质非常活泼。自由基的种类繁多，与疼痛密切相关的主要有超氧阴离子自由基和羟自 由基。大量的研究肯定了氧自由基参与了组织损伤的反应过程，而组织损伤或潜在组织损伤会引发痛知觉和痛反应，尤其是炎症痛。研究发现，内外源性氧自由基不 仅在外周组织致痛，且在脊髓可产生持续痛敏。尤其是经典化学致痛时不但局部氧自由基生成增多，脑脊液及血液中氧自由基也明显增多，表明氧自由基参与了疼痛 的产生、调控和全身反应。内源性羟自由基参与了疼痛的产生和脊髓水平的调控。
氢气是一种新发现的理想的选择性抗氧化物质，对多种炎症和氧化损伤具有改善和预防作用，也有中国长征医院和天津医科大学等学者报道氢具有镇痛作用，日本学者也发现氢可以通过抗氧化产生类似作用。但是关于氢镇痛作用是否与白细胞介素10和HO-1/一氧化碳系统有关，过去并没有报道，最近天津医科大学麻醉科再次针对这一效应与效应机制进行研究，从整体动物、各种相关基因分子表达和炎症反应等角度，系统探讨了氢镇痛作用的分子机理。
由于氢气是一种对人体非常安全的气体，目前已经有氢水和呼吸氢气的各类产品可用于人体。肿瘤转移等疼痛主要的原因是神经病理性疼痛，氢气对神经病理性疼效应的研究提示，氢气或许能在人类应对疼痛的困境中发挥重要作用。
