2019年前我国心脑血管疾病、癌症、慢性呼吸系统疾病、糖尿病等慢性非传染性疾病导致的死亡人数占总死亡人数的88%，导致的疾病负担占总疾病负担的70%以上，是普遍影响我国居民健康的主要疾病，成为制约健康预期寿命提高的重要因素。围绕各种非传染性疾病，如何预防、如何延缓、如何综合管理，是健康工作的核心。也应该是氢气健康氢气医学的工作重心。

对氢气作为一种治疗药物的研究的主要批评，是看到氢气似乎是万能，作用过于广泛，但确定性临床研究证据比较少。作用广泛恰好是氢气医学价值优势之一，因为这样使氢气对多种疾病产生防治作用，特别是衰老相关疾病如代谢综合征和神经退行性疾病。对慢性非传染性疾病，往往多病并发，许多针对性药物可能会相互干扰，治疗血脂的他汀，可能增加糖尿病的发生，而治疗糖尿病的药物，可能带来神经系统的功能障碍。从系统高度，从更底层更基础病理生理学出发，或许有利于解决慢性病的问题。氢气对炎症和氧化损伤的作用，是众多非传染性疾病的共同基础，有利于实现多病同治的目的。

1、抗衰老效应因子调节

 SIRT1是Sirtuins (SIRT)的异构体， SIRT1是一种NAD+（烟酰胺腺苷二核苷酸）依赖的脱乙酰化酶，与酵母菌沉默信息调节因子Sir2具高度同源性。它主要通过对多种非组蛋白和组蛋白的去乙酰化作用，参与多种细胞生物学功能。在衰老相关的细胞信号通路中，SIRT1是比较经典的一种，也是热量限制抗衰老的重要分子基础。NAD+是这种通路的内源性调节因子，NMN是最近最火的抗衰老产品，其分子基础也是通过增加NAD+，激活SIRT1发挥作用。研究发现，氢水能够减轻SIRT1的抑制作用，虽然不是直接激活，但能保留SIRT1的活性。

在2,3,7,8-四氯二苯并对二恶英(TCDD)培养的细胞模型中，氢气能够通过激活核因子红系2相关因子2 (Nrf2)来阻止内皮细胞NAD1/NADH比值的下降，同时缓解内皮细胞的衰老。二恶英是一种持久性有机污染物和致癌物，其毒性相当于人们熟知的剧毒物质氰化物的130倍、砒霜的900倍。Nrf2不仅是调控细胞氧化应激反应的重要转录因子，也是维持细胞内氧化还原稳态的中枢调节者。Nrf2通过诱导调控一系列抗氧化蛋白的组成型和诱导型表达，可以减轻活性氧和亲电体引起的细胞损伤，使细胞处于稳定状态，维持机体氧化还原动态平衡。体内激活Nrf2系统的最重要信号是氧化应激产生的活性氧，从而形成一个自身负反馈调节系统。当细胞内活性氧增加时，活性氧激活Nrf2系统，细胞表达出更多抗氧化酶和合成抗氧化剂的蛋白酶，抗氧化系统效应加强使活性氧产生下调，从而实现氧化还原的平衡。

氢气启动Nrf2系统是非常重要的发现，这意味着氢气抗氧化可能是通过细胞自身抗氧化系统实现的。这一效应也可以用氢气选择性抗氧化效应来解释，因为Nrf2最重要的内源性激活信号是氧化应激，且是具有信号作用的活性氧。氢气选择性抗氧化的结果就是在减少氧化损伤的同时，能保持更强的活性氧信号作用，因此具有激活氧化应激效应的作用，启动Nrf2系统恰好是这种效应的体现。

2、炎症调节作用

一项对1554名个体的研究发现，炎症，而不是端粒长度，可以预测剩下的寿命。尽管慢性炎症标志物升高与老年人衰老和剩余寿命预测有很强的关联，但没有抗炎药物被证明能显著延长人类寿命或健康寿命。相反由于抗炎症药物具有明显副作用，在老年人群中使用是比较慎重的。

为了避免抗炎药物副作用，许多人希望通过调节炎症分子过程实现控制炎症的目的，这对于慢性炎症的治疗尤其重要。小剂量毒性兴奋效应就是这种策略的一种。小剂量毒性兴奋效应就是一些有毒物质，在高剂量时产生有害效应，而在低剂量时却具有某些兴奋效应，称为低剂量兴奋效应。许多研究发现，氢气也具有类似小剂量毒性兴奋效应。上述氢气激活Nrf2系统也是典型的毒性兴奋效应的表现。

炎症因子效应具有双面性，不仅能促进炎症反应，也有抗炎症反应的类型。如IL-10就具有抗炎症反应。有研究发现氢气不仅能减少促进炎症反应的炎症因子如肿瘤坏死因子α和白介素6，也具有激活抗炎症炎症因子的作用如氢气激活热休克蛋白。这说明氢气可能具有促进炎症稳态的作用。

氢气在炎症反应中的作用需要进一步研究，需要严格的对照研究来阐明氢气调节炎症细胞因子产生的机制。为了进一步了解氢分子的治疗潜力和明确其适当的应用，重要的是要了解当其他应激源不存在时，氢气是否以及如何增加细胞因子(如IL-6)在其有益的肌因子作用。

3、氧化还原稳态调节

过度的氧化应激，如慢性炎症，是无数疾病模型的发展和进展的一个致病因素。尽管如此，高剂量的抗氧化治疗已被证明在许多情况下没有益处，并导致其他全因死亡率的增加。 最近的证据表明，维持细胞内氧化还原状态稳态和功能对最佳细胞健康至关重要。氢气已被证明能快速提高细胞内的氧化应激水平，使其达到对生理无害的水平，类似于轻度运动和其他形式的刺激所诱导的水平。这导致了更强的抗氧化反应，通过Nrf2途径动员内源性谷胱甘肽、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶的产生增加。许多试验，从细胞培养研究到人类群体研究，都证明了这种氧化还原状态的改善以及对自由基损伤的保护。氢气的这些类似抗氧化剂的功能可能是氢气研究中最多见的。

4、调节自噬

自噬是一个吞噬自身细胞质蛋白或细胞器并使其包进囊泡，并与溶酶体融合形成自噬溶酶体，降解内容物的过程，借此实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。目前的观点普遍认为，自噬是细胞在应激状态下的自我保护机制，所谓应激，无非就是缺氧，能量缺乏，感染炎症等一些不利于细胞生存的情况。这时为了生存，细胞就要分解一些没用或者不是那么重要的物质来保证基本的和重要的代谢功能来保证生存。研究自噬的日本学者大隅吉典赢得了2016年诺贝尔生理学或医学奖。

自噬参与细胞存活和细胞死亡，它还能抑制和促进细胞衰老，即细胞停止分裂的现象。衰老被认为是有害健康的，但促进细胞衰老可能有利于降低癌症风险或停止肿瘤生长。细胞衰老可能是一种对癌症的保护屏障。然而，衰老细胞功能障碍可通过促进慢性炎症状态而促进癌症进展。自噬似乎在细胞凋亡受损的情况下延长了癌细胞的存活时间，甚至导致那些被认为已经被根除的癌症再次出现。然而，异常的自噬会增加肿瘤的生长速度。证据还表明，自噬在限制肿瘤坏死和炎症以及减轻肿瘤细胞对代谢应激的基因组损伤方面具有保护作用。

氢气已被证明可以调节自噬，而不是简单地激活或抑制它。氢气和自噬的关系目前尚不十分明确，有的学者认为氢气某些效应是通过激活自噬实现的，也有人认为氢气抗损伤效应和抑制自噬有关。这类似凋亡的研究，有学者发现氢气减少细胞凋亡，保护各种组织损伤。也有人发现，氢气能促进凋亡，减少肿瘤组织生长。

极短的端粒会导致端粒危机，当染色体末端明显受损，DNA不再受到保护时，端粒危机就会发生。 端粒危机激活自噬作为的最后防线。氢气在不依赖端粒危机的情况下调节自噬，同时保护衰老和细胞凋亡的能力是一个重要的区别，可能对长寿非常有益。氢水已经被证明在体外能显著增加端粒酶的活性，表明它可能在防止端粒缩短方面发挥作用。