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氢气作用的多效性
在2015年第五届医学氢分子学术会议上，太田成男教授报告了氢气影响细胞膜不饱和脂肪酸自由基链式反应，调节脂质过氧化过程。他们研究氢气能对离体磷脂空气氧化产生影响，这种作用可对细胞基因表达和细胞内信号分子产生影响。进一步研究发现，氢气在非常低浓度1.3%条件下能阻断磷脂空气氧化过程，提示氢气的生物学效应可通过对抗磷脂过氧化实现。氢气治疗过程中，大量分子变化可能属于伴随现象或者继发性改变，只是属于某些核心和关键上游分子改变的后效应。理想方法是在采用离体系统寻找这种核心上游目标分子。
氢气的作用可能具有多靶性，或者说上游分子也不是单一类型，这些上游分子驱动更多下游效应分子产生生物学效应对抗氧化损伤、炎症反应、凋亡和代谢紊乱。
大量研究提示氢气具有多种生物学效益，效应广泛也意味着氢气可能具有潜在不良后果，但是目前仍没有发现氢气可产生任何不良效应，因此寻找氢气可能的不良效应也是氢气医学领域的重要研究课题。对氢气作用机制的清楚阐述，确定其有利和有害效应，也能给寻找疾病的新型治疗方法提供线索。假如能发现氢气的特殊效应分子，这种效应分子是过去生物学研究忽视的分子，将会成为生物医学领域的革命性发现。321篇论著中关于氢气效应的在体运动规律进行了总结。氢气在体内的运行规律虽然不直接影响疾病治疗，但是清楚了解氢气的运行规律对临床应用十分重要。
氢气治疗疾病的机制
目前已经发表的321篇论著，大多数都认为氢气作用的基础是抗氧化应激、抗炎症和抗凋亡，这些效应之间也存在相互作用。2007年太田成男教授论文中提出，氢气具有选择性中和羟基自由基和亚硝酸阴离子的选择性抗氧化作用，但这并不能清楚说明抗炎症和抗凋亡效应，炎症和凋亡都涉及复杂的细胞内信号过程。
氢气抗氧化应激作用是最早被报道的，研究发现氢气能直接清除羟基自由基和亚硝酸阴离子，此后研究发现氢气能激活Nrf2-Keap1系统，Nrf2是内源性抗氧化系统，该分子从Nrf2-Keap1结合游离后会进入细胞核，发挥转录因子作用，能启动下游抗氧化蛋白基因表达，这些抗氧化基因包括血红素加氧酶(HO-1)等。Kawamura等发现氢气对Nrf2基因缺乏动物无法继续保护高氧气引起的肺损伤。在日本2012年和2013年氢气分子医学学术交流会上Ohsawa等报道氢气能提高线粒体功能，诱导Nrf2细胞核转位。这些研究说明，氢气能诱导机体氧化应激耐受能力，这种效应也被称为小剂量毒性效应。激活机体产生耐受其他氧化损伤的能力，暗示氢气可能具有温和毒性和促氧化效应。（我们在中国学术会议上也曾经提出，可用预适应或预先氢气处理的模式开展氢气效应机制研究，其内在道理是一样的。）从基本逻辑上考虑，体内激活Nrf2通路的主要因素就是氧化应激或活性氧增加，氢气如果也具有这样的作用，意味着氢气具有潜在促进氧化应激作用。
防治慢性病的理想工具氢气
氢气产生的效应十分广泛，对各种组织缺血再灌注损伤，以及各种急性和慢性炎症性疾病都有积极作用，这些疾病都或多或少和表观遗传学存在密切联系，氢气对这些疾病治疗过程中，也必然和表观遗传学存在关系，这种关联存在的可能性比较大。
降胆固醇的他汀类药物在临床上非常成功。该药物研究是基于胆固醇合成研究基础上，通过寻找能抑制体内胆固醇合成的分子发现的药物，这种药物通过一系列基础和临床研究，最后被先后证明能降低人类血液胆固醇水平，改善动脉硬化并能降低心脏病和中风的发生。但是胆固醇是细胞膜的主要组成成分，细胞合成胆固醇是维持细胞功能的重要环节，抑制这一过程理论上会干扰我们的细胞功能，其潜在巨大副作用令人担忧。当前临床医学和药学许多药物的研究是通过生物学的局部进展，寻找确定性干扰药物，然后通过药物研究的安全性和有效性逻辑，评价药物的可用性，每个步骤都是试探和确认，不会简单按照理论逻辑去冒险使用。
对于氢气的研究从开始就具备巨大的应用潜力。因为这种气体对人体几乎没有任何毒性，这是几十年前就已经被科学家确认的结论，国际相关学术机构都明确氢气是绝对无毒的中性气体，而且氢气的选择性抗氧化也被广泛接受。经过短短八年研究，氢气对许多疾病的潜在治疗价值越来越明确。虽然我们现在仍然无法将氢气作为一种药物给临床医生推荐，但是作为一种保健工具，是非常值得许多患者尝试使用的。孙教授的观点是，不一定有用，但一旦有用，你就大赚了，因为你找到一种可以长期使用不担心毒性的简单保健工具，况且有效的可能性非常大。尤其是对结肠炎、便秘、代谢性疾病等非常值得尝试。