人体内的氢气是肠道菌群某些成员发酵膳食纤维获取能量时，为了平衡氧化还原反应把失去的电子以氢气的形式释放出来而产生的。如果食物结构合理，菌群结构合理的话，每天可以产生超过15升氢气。氢气溶于水后，的确是非常好的抗氧化剂  ，可以自由进出细胞，到达细胞内有超氧自由基的部位就会发生抗氧化反应，清除这些自由基。这应该是氢气发挥其“神奇”生物学效应的基本机制。 
 肠道菌群是当今生命科学的热门领域，人们一般认为肠道菌群的代谢产物存在对健康是有好处的，其实呢肠道细菌产生这些好物质的同时，也会产生氢气和甲烷等气体。 
 由于肠道内细菌产生最多的气体是氢气，氢气可以继续被细菌利用合成甲烷，氢气和甲烷都可以被肠道吸收进入血液中，血液中的氢气和甲烷主要通过呼吸释放到体外，因此可以通过检测呼吸气中氢气和甲烷的水平来了解肠道菌群的状态，作为诊断疾病的工具。 
 能大量产生气体的食物往往能产生比较多的氢气，日本、美国学者曾经证明，肠道细菌产生的氢气可以对肝脏损伤产生一定保护作用。所以说，提高肠道产生气体的食物可通过氢气产生对身体的保护效应，甚至可以作为治疗疾病的方法。 
  
 早在1975年，美国学者就证明超高压氢气呼吸可以对抗皮肤鳞状细胞恶性肿瘤的生长，该发现发表在国际著名杂志《科学》  上，但由于这一作用需要氢气潜水加压舱这样的特殊设备，一般的实验室根本无法开展。而且这一手段从实用角度也存在很大的技术和安全性问题。因此一直没有得到国际学术界的关注。 
 2001年，法国潜水医学家证明，呼吸8个大气压高压氢气可治疗肝感染引起的炎症反应，证明氢气具有作用。直到2007年，日本学者发现微量氢气生物学效应，主要是发现氢气能减少氧化损伤，治疗动物脑缺血再灌注损伤，这一发现引起国际学者的广泛关注，并随后开展了大量相关研究，证明氢气不仅能减少氧化损伤，也是非常理想的症物质，于是氢气便作为一种新型的生物抗氧化物质。 
  
 氢气与肠道之间存在着什么样的关系呢？ 
 一、抗氧化
 
 胃肠道不仅能消化食物，也会产生气体或非营养成分，这些气体和非营养成分可能对身体健康具有举足轻重的作用。 
 而人体内的氢气是肠道菌群某些成员发酵膳食纤维获取能量时，为了平衡氧化还原反应把失去的电子以氢气的形式释放出来而产生的，氢气溶于水后是非常好的抗氧化剂，可以自由进出细胞，到达细胞内有超氧自由基的部位发生抗氧化反应，清除坏的自由基。  
 二、诊断消化道疾病 
 临床上通过测定呼吸气体中氢气的浓度和释放规律，作为诊断消化道疾病的手段，可用来分析肠道细菌组成和分布变化。 
 如乳糖不耐受者喝牛奶会腹泻，也会导致细菌产生氢气增加，通过呼吸气体中氢气浓度可以诊断这种疾病。 
  
 三、参与线粒体能量代谢 
 最近日本名寄城市大学营养学学者的研究发现，给动物口服寡聚果糖  可以促进腹腔和门静脉内氢气的浓度。 
 这一研究结果提示，口服一些无法直接吸收的寡聚果糖或许可通过促进大肠内细菌产生氢气，并通过症对抗代谢综合症。 
 中国医促会氢分子生物医学专业委员会主任委员、第二军医大学孙学军教授说，氢作为一种新型抗氧化剂具有独特的优点。 
 首先，氢的还原性比较弱，只与活性强和毒性强的活性氧反应，不与具有重要信号作用的活性氧反应，这是氢选择性抗氧化的基础。 
 其次，氢本身结构简单，与自由基反应的产物也简单。例如，与羟自由基反应生成水，多余的氢可通过呼吸排除体外，不会有任何残留，对身体无毒副作用。再者，氢的分子量低，可以通过血脑屏障，也可自由扩散到细胞的任何位置，甚至是细胞核和线粒体。 
 最后，氢的制备容易，价格不高。因此，作为一种有选择性、无毒、无残留、价格优势的抗氧化物质，氢气具有良好的应用前景，特别是由于氢气本身极大的生物安全性，使得氢气有望成为临床治疗和健康的新手段。