四、氫氣效應基礎：選擇性抗氧化
氫氣生物學效應非常多，最重要的是抗氧化、抗炎癥、抗細胞凋亡或壞死，而抗炎癥和抗凋亡作用也都可以用抗氧化來解釋，所以氫氣生物學作用最重要的就是抗氧化。抗氧化也是氫氣最具有特異性的，或者說最不同于其他生物分子的是抗氧化效應，因為氫氣抗氧化具有選擇性的特點。
什么是選擇性抗氧化？就是只對有毒的高活性自由基具有中和作用，當然這種選擇性的化學基礎是氫氣相對比較穩定，不容易和活性比較弱的自由基發生反應，氫氣只能被強活性自由基氧化，產生的結果是氫氣具有選擇性抗氧化作用。
氫氣選擇性抗氧化是氫氣區別于其他抗氧化物質的重要特征，例如和維生素C這種的強還原劑不同，強還原劑因為自身還原作用強，對活性氧沒有選擇性，幾乎和所有氧化劑發生反應。例如維生素C在生理條件下可以和過氧化氫反應，但是氫氣不能發生這樣的反應。當然維生素C也可以和強氧化自由基反應，但是身體內含量更多的是活性比較弱的自由基，和含量比較少的強氧化自由基產生反應的機會就比較低。一般的抗氧化劑沒有選擇性抗氧化作用，但是氫氣具有選擇性抗氧化作用。
選擇性抗氧化的優點是什么？最重要的是對自由基的認識，人們曾經把所有自由基看成是導致疾病的根源，因此就把抗自由基或抗氧化作為治療疾病的一個基本策略，其實現在對自由基的認識并不是有害物質，而是細胞功能正常發揮不可缺少的成員，大部分自由基活性氧具有生理功能的，少數強毒性活性強的自由基毒性比較大，氫氣能在包括具有生理功能自由基的基礎上，選擇性中和強毒性自由基，在減少氧化損傷基礎上不影響自由基正常功能的發揮，但是傳統的抗氧化劑例如各種維生素就沒有這樣的選擇性，導致正常活性氧功能不足，有可能帶來危害或副作用。大規模人群研究也發現，長期大劑量服用維生素不僅不利用健康，還有可能導致癌癥等疾病的發生。氫氣不僅生物安全性非常高，而且有非常明確的人體抗氧化效果，對許多慢性病的效應也進一步表明氫氣抗氧化作用的可靠性和安全性。
氫氣的選擇性抗氧化也存在不同觀點，主要是認為在生物體系中含有大量比氫氣還原作用強的還原劑，強毒性活性氧似乎沒有選擇氫氣的道理。不過由于氫氣具有擴散能力強大的優勢，這也許能部分彌補氫氣還原性弱的不足。理論化學認為，物質的擴散能力也是影響化學反應的重要因素，氫氣的擴散能力強大或許是產生效應的原因。
選擇性抗氧化是氫氣生物學效應的最重要理論解釋，但是也不能完全解釋氫氣的生物醫學效應。也有一些補充說法，例如氫氣通過調節基因表達，其中增加抗氧化酶基因表達產生生物學作用。當然在選擇性抗氧化基礎上，氫氣通過增加信號作用活性氧效應，促進氧化應激，提高抗氧化基因反應，促進內源性抗氧化效應。也有人認為，氫氣在生物體系發揮作用，可能是基于氫氣的催化活性，改變一些最基本的能量代謝和重要生物化學反應速度，這可能是產生廣泛生物學效應的基礎。例如導致線粒體代謝效率下降，促進細胞產生熱量，產生類似運動或寒冷刺激的效應。
（部分觀點屬于個人看法或猜測，學術引用請慎重！）
