血液脳関門とは、血液と脳細胞との間に存在する、物質交換を制限する防御機構のことを言います。
身体への指示命令を統括管理する脳にとって、必要不可欠なまさに鉄壁の守りの関門です。

「ヒドロキシラジカルと反応」で触れた活性酸素、例えば呼吸で得た酸素のうち20％は脳に送り込まれます。
その脳でも細胞の中のミトコンドリアは日々ATPエネルギーを産生し、結果的に2％の活性酸素が出来てしまうと仮定した場合、抗酸化物質の脳への出入りの可否が気になります。

アミノ酸やグルコースなど、神経活動のエネルギー源となる栄養素は脳内に選択的に輸送されますが、多くの物質は脳内に自由に入ることができません。
分子量が100mol以下でも通過できない物質もあれば、インスリン（C₂₅₇H₃₈₃H₆₅O₇₇S₆＝5807mol）のような巨大な分子でも通過できる物質もあり、その詳細は実は未だよくわかってはおりません。
抗生物質でさえも、脳が毒と判断すると通過できず、また抗酸化物質でも分子量の大きなものは通過することができません。ところが分子量1mol、大きさにして1cmの1億分の一、0.1nm（ナノメートル）の物凄く小さな水素はこれらの例をよそに関門を通過。

水素の大きさを例えるならば細胞が東京ドームとした場合に、水素原子はビー玉1個分ぐらいなので、血液脳関門をあっさりスルーするものと思われます。

つまり、抗酸化能力の高い水素は、血液脳関門を通り抜け、脳の疾患への対策や細胞壁をすり抜け、細胞膜を通過し、細胞の核まで入っていけるので、全身すみずみ行きわたることが可能と言われます。