长期以来人们只知道缺乏氧气人会死亡;吸入氯气、一氧化碳等气体会致命。但是对氢气则在很长时间内缺乏了解，一直被误认为是没有任何生物活性的生理性惰性气体。这一错误的认识直到2007年5月才被彻底推翻!那一年国外学者在国际顶尖医学期刊《自然医学》报道氢气具有很好的生物学活性，能有效改善脑缺血再灌注损伤，效果超过临床上经常使用的改善药物依达拉奉。这一惊人发现揭开了人类重新认识分子氢生物活性以及研究其改善疾病的序幕。自此以后，国内外兴起了研究分子氢生物学作用的热潮，分子氢防病治病的作用不断被挖掘和拓展。那么，什么是分子氢?有哪些独特的生物活性?为什么具有预防或改善疾病的作用?对人体有什么好处?这些问题是大家极为关心的热点。本章将简要解释这些问题，阐述分子氢有助于身体健康的科学道理。
1.什么是分子氢
分子氢是地球上早已存在的物质，就是由2个氢原子以共价键结合之后以分子形式存在的氢。通俗地讲就是氢气，也叫氢分子，其化学符号为H2。无论是分子氢、氢气还是氢分子，实际上是同一种物质，英文名称为molecular hydrogen。日语中将氢和氢气统称为“水素”，含有氢气的水被称作“水素水”。
上图是2个氢原子，他们以共价键结合形成的分子就是分子氢
那么，为什么在国内对同一种物质会出现不同的叫法?这是因为不同自然科学领域对物质的译名或命名规则不同而已。有关自然界物质的命名，在天文学上规定把由2个氢原子以共价键结合而成的物质称之为“分子氢”，国际医学期刊上大多数也写为“molecular hydrogen”，国内也有不少学者使用分子氢的叫法，所以我们认为采用“分子氢”这个名称更加科学合理。
至于“氢气”的叫法常用于物理学领域。物理学把物质的存在状态分固态、液态和气态。有些物质随着温度的提高，可由固体变为液体，再由固态变为气体。例如水在0℃以下它呈固态的冰，0℃以上变为液态的水，100℃以上就变为气态的水蒸气。分子氢也一样，在约一259.1℃以下时它是固体，温度上升到一259.1℃以上时变为液体，上升到-253℃以上时变为气体，所以在物理学上该物质被称之为氢气。
在化学领域主要以物质的分子结构命名，所以分子氢被称之为“氢分子”，或者直接叫作氢气。
特别需要提醒的是，氢离子、负氢离子、氢原子、氢元素等虽然都带有“氢”，但它们与分子氢不是同一种物质!分子氢有生物活性和保健作用，并不等于其他含氢的物质也有活性和保健作用，切莫混为一谈!地球上含氢的物质比比皆是，被国际医学界普遍认可的对人体健康有益的只是以分子形式存在的氢(即分子氢)，而不是含有氢的其他物质。所以不能简单地认为只要有“氢”就会有养生保健作用!
2.分子氢预防和改善疾病的机制
综合国内外现有研究结果，分子氢之所以能够养生保健和在改善疾病方面发挥独特作用，归纳有七个方面的原因，是多种机制综合作用的结果。
1)它能够选择性清除体内有毒有害自由基。外界各种有害因素作用于机体可导致体内产生大量过剩的自由基，其中不少是对机体危害很大的毒性自由基(如羟自由基等)，它们可引发多种疾病或者使得病情加重。分子氢具有选择性清除这些有害自由基的独特作用，减轻毒性自由基对机体的杀伤力，同时不影响正常生理需要的自由基。也就是说分子氢专门“定点消灭”体内自由基中的“害群之马”，清除这些有害垃圾，充当“除害卫士”的作用，从而在疾病源头上阻止或减轻毒性自由基的危害，预防疾病，延缓细胞衰老。
2)它能增强机体抗氧化能力。随着年龄增大人体抗氧化能力会随之下降;或者因各种因素导致体内活性氧过多，机体氧化一抗氧化系统会出现失衡。这些状况会造成DNA等生物大分子破坏，加速机体老化，引发多种疾病。分子氢能够显著增加体内多种抗氧化酶的活性(如SOD、GSH等)，提高身体抗氧化损伤能力，帮助维持体内氧化一抗氧化系统的动态平衡，减少活性氧等对细胞的氧化损伤，维护身体健康。
3)它能起到类似于信号分子的作用。近几年，继一氧化氮、硫化氢等气体被发现具有信号分子的作用之后，分子氢作为信号分子的研究也越来越热，而且大有后来者居上的发展趋势。因为一氧化氮、硫化氢等有难以克服的毒副作用，所以无法用于养生保健。而分子氢则无任何毒副作用，更有发展前景。研究显示，分子氢可以通过激活细胞内一些重要的信号通路发挥抗炎、促进细胞修复、增强机体免疫等作用。例如，分子氢可激活一种在抗炎、抗氧化、免疫反应及抗癌等多个方面都有着重要作用的转录因子Nf2，或者通过一种叫叉头蛋白转录因子1的途径激活抗氧化系统;又例如，分子氢还能抑制在某些炎症性疾病和肿瘤细胞内呈过度激活的Wnt/β-catenin信号途径，调节细胞分裂，帮助这个信号系统恢复正常。
4)它可以保护细胞膜分子。细胞膜具有多种极为重要的生理功能，膜上的生物分子特别是膜磷脂和脂蛋白容易受氧化攻击而破坏。分子氢可以通过直接对抗一种脂肪酸亚油酸和一种磷脂棕榈胆磷脂自身氧化，保护细胞膜磷脂，从而减少这种自身氧化导致的细胞内钙离子相关基因表达。分子氢还可以通过多种途径保护心肌细胞和细胞膜，减轻外界有害因素的损伤，保护脏器功能。
5)具有其他药物分子不具备的极佳组织扩散能力。人体内有些器官外面有致密的组织包围(如眼球、睾丸等)，存在多个组织屏障(如血脑屏障、血胎屏障等)或血供不丰富的部位(如内耳)。因此，不少药物或者保健品因为分子量比较大难以进入这些组织器官发挥效果，导致改善失败或疗效欠佳。分子氢则没有这些缺点，它是自然界中分子量最小的分子，能够十分轻易透过各种屏障快速到达全身各个组织，均匀分布全身，极易穿过细胞膜进入细胞内发挥生物活性作用，使“病灶”无处可藏，“敌人”无处可躲。这是氢气预防、改善疾病特有的优点，其他保健品或药物分子都做不到这一点。
6)分子氢可以灵活地和其他改善技术手段联合应用。分子氢不会影响其他防病治病方法的使用，这一优点可以使分子氢能够与多种改善技术手段联合应用。如可以联合药物改善、放射改善等提高杀伤肿瘤细胞的效果，同时降低抗癌药、照射等带来的副作用，减轻痛苦，提高整体疗效。也可以与降血脂、降血糖、抗炎药等合用，协同防病治病，提高改善效果。作为一种新的日常保健手段，分子氢可以单独使用，也可以与其他养生保健措施联合使用，相得益彰。
7)分子氢产品使用简单方便，安全无毒。俗话说：“是药三分毒”，不少保健品也有一些副作用。分子氢则不然!它不是药品，是自然界早已存在的物质，也是体内原来就有的物质。自古以来体内就存在少量内源性氢气，长期以来潜水员也一直在使用极高浓度的氢气，未发现分子氢对人体有任何毒副作用。近3年来国内外已经认可人体使用分子氢的安全性，多个国家批准分子氢作为食品添加剂使用，而且可以无限量使用，甚至有些国家将分子氢改善疾病列入医保许可范围(如日本)。多款分子氢产品已经上市，使用十分方便。
3.分子氢对哪些疾病具有预防保健或改善效果
目前国内外有关分子氢养生保健和改善疾病的医学研究报道很多，涉及的病种面比较广泛，几乎涵盖机体各个系统，发现它对100多种伤病能够起到一定预防或改善作用，主要涵盖与自由基与机体氧化损伤有关的一系列伤病。其中有20多种疾病已经进行人体使用验证，有些暂时还是动物实验结果，正在或将要进行大规模人体验证，更多的改善效应还将被不断发现。
分子氢能够发挥预防保健效应的疾病归纳起来有以下病种：辐射危害(紫外线、核辐射、X射线、空间辐射等所致的损伤);心脑血管疾病(动脉粥样硬化、脑卒中、脑出血、脑血栓、心肌梗死、高血压、心肌纤维化等);代谢性疾病(糖尿病、脂肪肝、痛风、骨质疏松、肥胖等);神经退行性疾病(阿兹海默病或俗称老年痴呆、帕金森病等);炎症性疾病(肝炎、胰腺炎、结肠炎、牙周炎、脓毒症等);肿瘤患者放射改善或化学改善的毒副反应;醉酒、雾霾、一氧化碳中毒等;视网膜病变、噪声性耳聋等视听系统疾病;运动伤、生殖系统疾病、皮肤病、恶性瘤等。
上述不少疾病目前缺乏特异性养生保健手段，分子氢能通过选择性清除毒性自由基、降低氧化损伤、减轻炎性反应等多方面作用保护正常组织，发挥独特的养生保健功能，通过“治未病”减少疾病发生。分子氢也可以作为辅助改善手段，改善一些疾病的病理状况，缓解症状，提高患者生活质量。具体情况我们将在以下各章分别加以介绍。
