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人體內的氫氣是腸道菌群某些成員發酵膳食纖維獲取能量時，為了平衡氧化還原反應把失去的電子以氫氣的形式釋放出來而產生的。如果食物結構合理，菌群結構合理的話，每天可以產生超過15升氫氣。氫氣溶于水后，的確是非常好的抗氧化劑  ，可以自由進出細胞，到達細胞內有超氧自由基的部位就會發生抗氧化反應，清除這些自由基。這應該是氫氣發揮其“神奇”生物學效應的基本機制。 
 腸道菌群是當今生命科學的熱門領域，人們一般認為腸道菌群的代謝產物存在對健康是有好處的，其實呢腸道細菌產生這些好物質的同時，也會產生氫氣和甲烷等氣體。 
 由于腸道內細菌產生最多的氣體是氫氣，氫氣可以繼續被細菌利用合成甲烷，氫氣和甲烷都可以被腸道吸收進入血液中，血液中的氫氣和甲烷主要通過呼吸釋放到體外，因此可以通過檢測呼吸氣中氫氣和甲烷的水平來了解腸道菌群的狀態，作為診斷疾病的工具。 
 能大量產生氣體的食物往往能產生比較多的氫氣，日本、美國學者曾經證明，腸道細菌產生的氫氣可以對肝臟損傷產生一定保護作用。所以說，提高腸道產生氣體的食物可通過氫氣產生對身體的保護效應，甚至可以作為治療疾病的方法。 
  
 早在1975年，美國學者就證明超高壓氫氣呼吸可以對抗皮膚鱗狀細胞惡性腫瘤的生長，該發現發表在國際著名雜志《科學》  上，但由于這一作用需要氫氣潛水加壓艙這樣的特殊設備，一般的實驗室根本無法開展。而且這一手段從實用角度也存在很大的技術和安全性問題。因此一直沒有得到國際學術界的關注。 
 2001年，法國潛水醫學家證明，呼吸8個大氣壓高壓氫氣可治療肝感染引起的炎癥反應，證明氫氣具有作用。直到2007年，日本學者發現微量氫氣生物學效應，主要是發現氫氣能減少氧化損傷，治療動物腦缺血再灌注損傷，這一發現引起國際學者的廣泛關注，并隨后開展了大量相關研究，證明氫氣不僅能減少氧化損傷，也是非常理想的癥物質，于是氫氣便作為一種新型的生物抗氧化物質。 
  
 氫氣與腸道之間存在著什么樣的關系呢？ 
 一、抗氧化
 
 胃腸道不僅能消化食物，也會產生氣體或非營養成分，這些氣體和非營養成分可能對身體健康具有舉足輕重的作用。 
 而人體內的氫氣是腸道菌群某些成員發酵膳食纖維獲取能量時，為了平衡氧化還原反應把失去的電子以氫氣的形式釋放出來而產生的，氫氣溶于水后是非常好的抗氧化劑，可以自由進出細胞，到達細胞內有超氧自由基的部位發生抗氧化反應，清除壞的自由基。  
 二、診斷消化道疾病 
 臨床上通過測定呼吸氣體中氫氣的濃度和釋放規律，作為診斷消化道疾病的手段，可用來分析腸道細菌組成和分布變化。 
 如乳糖不耐受者喝牛奶會腹瀉，也會導致細菌產生氫氣增加，通過呼吸氣體中氫氣濃度可以診斷這種疾病。 
  
 三、參與線粒體能量代謝 
 最近日本名寄城市大學營養學學者的研究發現，給動物口服寡聚果糖  可以促進腹腔和門靜脈內氫氣的濃度。 
 這一研究結果提示，口服一些無法直接吸收的寡聚果糖或許可通過促進大腸內細菌產生氫氣，并通過癥對抗代謝綜合癥。 
 中國醫促會氫分子生物醫學專業委員會主任委員、第二軍醫大學孫學軍教授說，氫作為一種新型抗氧化劑具有獨特的優點。 
 首先，氫的還原性比較弱，只與活性強和毒性強的活性氧反應，不與具有重要信號作用的活性氧反應，這是氫選擇性抗氧化的基礎。 
 其次，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，多余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。再者，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。 
 最后，氫的制備容易，價格不高。因此，作為一種有選擇性、無毒、無殘留、價格優勢的抗氧化物質，氫氣具有良好的應用前景，特別是由于氫氣本身極大的生物安全性，使得氫氣有望成為臨床治療和健康的新手段。