抗氧化劑是指能減緩或防止氧化作用的分子（常專指生物體中）。氧化是一種使電子自物質轉移至氧化劑的化學反應，過程中可生成自由基，進而啟動鏈反(fan)(fan)應(ying)(ying)。當鏈反(fan)(fan)應(ying)(ying)發生(sheng)在細(xi)胞中(zhong)，細(xi)胞受(shou)到(dao)破壞或凋亡。抗氧化(hua)(hua)劑(ji)則能(neng)去除自(zi)由基，終止連(lian)鎖反(fan)(fan)應(ying)(ying)并且抑制其它氧化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)，同(tong)時其本身被氧化(hua)(hua)。抗氧化(hua)(hua)劑(ji)通(tong)常(chang)是還原(yuan)劑(ji)，例如硫醇、抗壞血酸(suan)、多酚(fen)類。

雖然氧化反應十分重要，但它也能對生命體造成傷害；因此，動植物演化出多種抗氧化劑，如常見的谷胱甘肽、維生素C與維生素E，過氧化氫酶、超氧化物歧化酶等酶，以及各種過氧化酶。低階的抗氧化劑或抗氧化酶的抑制劑，則會引發氧化應激，導致細胞的損傷和死亡。

由于氧化反應是一些許多疾病的重要組成部分，所以藥理學對抗氧化劑的使用(yong),特別是在(zai)對中風(feng)和神經退(tui)化(hua)性疾病的治療(liao)中有深入(ru)研究。此外氧化(hua)應激也(ye)是一些(xie)疾病的誘因和結(jie)果。

抗氧化劑被廣泛應(ying)用(yong)在(zai)營養補(bu)(bu)充(chong)劑(ji)中。對于一(yi)(yi)(yi)些疾(ji)病(bing)(bing)比如癌(ai)癥、冠心病(bing)(bing)甚(shen)至(zhi)(zhi)高(gao)原反應(ying)的(de)(de)預防(fang)作(zuo)用(yong)已經得到(dao)研(yan)究(jiu)。盡管(guan)先前的(de)(de)初步(bu)研(yan)究(jiu)表(biao)明補(bu)(bu)充(chong)抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)可(ke)(ke)能促進健康(kang)，但(dan)后來(lai)對一(yi)(yi)(yi)部分(fen)抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)進行大(da)量(liang)臨床試(shi)驗得到(dao)的(de)(de)結果并(bing)沒(mei)有顯示出(chu)補(bu)(bu)充(chong)抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)（維(wei)生(sheng)素C）的(de)(de)好處，甚(shen)至(zhi)(zhi)發現大(da)劑(ji)量(liang)補(bu)(bu)充(chong)某(mou)些公認的(de)(de)抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)（硒、維(wei)生(sheng)素E）會使罹患(huan)某(mou)些疾(ji)病(bing)(bing)的(de)(de)相(xiang)對風(feng)險上升(sheng)一(yi)(yi)(yi)到(dao)五個百分(fen)點。瑞(rui)典哥德堡大(da)學薩爾(er)葛(ge)蘭斯卡研(yan)究(jiu)院(yuan)(Sahlgrenska Academy)研(yan)究(jiu)指出(chu)，抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)會加(jia)速肺(fei)癌(ai)及其(qi)他(ta)癌(ai)細胞(bao)的(de)(de)進展惡化(hua)(hua)。 另外(wai)也(ye)有一(yi)(yi)(yi)個持續(xu)數年的(de)(de)跟(gen)蹤研(yan)究(jiu)證實(shi)大(da)劑(ji)量(liang)的(de)(de)抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)在(zai)可(ke)(ke)以使罹患(huan)心血管(guan)疾(ji)病(bing)(bing)的(de)(de)風(feng)險降低(di)65%，但(dan)具體機理不明。抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)在(zai)其(qi)他(ta)諸多領域也(ye)有用(yong)途，比如食品(pin)和(he)化(hua)(hua)妝品(pin)防(fang)腐(fu)劑(ji)以及延(yan)緩橡(xiang)膠(jiao)的(de)(de)老化(hua)(hua)降解。

生物體應對氧化的方法

對(dui)于生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)代(dai)謝有(you)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)自相矛盾的(de)情(qing)況(kuang)，雖然大(da)部分(fen)地球(qiu)上的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)需要(yao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣來(lai)維持生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)存，但同時氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣又是一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)高反(fan)應活性(xing)(xing)的(de)分(fen)子，可(ke)以通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)活性(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質破壞生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)。所以生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)建立了(le)一(yi)(yi)套由抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)代(dai)謝產物(wu)(wu)和酶構成(cheng)的(de)復雜網絡系(xi)(xi)統，通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)有(you)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)作(zuo)用的(de)代(dai)謝中(zhong)(zhong)間(jian)體(ti)(ti)和產物(wu)(wu)與酶之間(jian)的(de)協同配合使(shi)得重(zhong)要(yao)的(de)細胞成(cheng)分(fen)比如DNA、蛋白質和脂類免受氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)損(sun)傷。抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)系(xi)(xi)統大(da)體(ti)(ti)上通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)兩(liang)種(zhong)(zhong)方式實現抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)作(zuo)用，一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)是通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)阻止活性(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質的(de)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)來(lai)實現的(de)，另(ling)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)是在這些(xie)活性(xing)(xing)物(wu)(wu)質對(dui)細胞的(de)重(zhong)要(yao)成(cheng)分(fen)造成(cheng)損(sun)傷之前清除它們來(lai)達到抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)作(zuo)用的(de)。然而這些(xie)活性(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質也有(you)重(zhong)要(yao)的(de)細胞功(gong)能，比如在生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)反(fan)應中(zhong)(zhong)充(chong)當氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)還原信號分(fen)子。因此生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)系(xi)(xi)統的(de)作(zuo)用不(bu)是氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)(xing)物(wu)(wu)質徹底地全部清除，而是將這些(xie)物(wu)(wu)質保持在適當的(de)水平。

在細(xi)胞內產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)活(huo)性氧(yang)(yang)物種包括(kuo)過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫（H2O2）、次氯酸（HClO）、自由(you)基例如(ru)(ru)(ru)(ru)羥(qian)基自由(you)基（·OH）和超氧(yang)(yang)根（O2?）。羥(qian)基自由(you)基特別不穩定，能無特異性地(di)迅速與大多數生(sheng)(sheng)物分子反應(ying)(ying)。這(zhe)類物種主要是由(you)金屬催化(hua)(hua)過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫還原（比(bi)如(ru)(ru)(ru)(ru)芬頓反應(ying)(ying)）產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)。這(zhe)些(xie)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)通過引發(fa)(fa)鏈(lian)反應(ying)(ying)比(bi)如(ru)(ru)(ru)(ru)脂質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)反應(ying)(ying)、或氧(yang)(yang)化(hua)(hua)DNA和蛋白質(zhi)(zhi)破壞細(xi)胞。受(shou)到(dao)損害的(de)(de)(de)DNA如(ru)(ru)(ru)(ru)果沒(mei)有得到(dao)修復會引起突變(bian)、誘發(fa)(fa)癌癥。對蛋白質(zhi)(zhi)造(zao)成的(de)(de)(de)損傷會使酶的(de)(de)(de)活(huo)性受(shou)到(dao)抑制(zhi)，蛋白質(zhi)(zhi)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)變(bian)性或降解。

人體新陳代謝產生能量的過程中需要消耗氧氣生成活性氧物種。這個過程中，電子傳遞鏈的幾個步驟能產生副產物超氧化物陰離子。特別重要的是復合物III中的輔酶Q在被還原的過程中會變成了高活性的自由基中間體（Q·?）。這種不穩定的中間體會發生電子的“泄漏”（丟失電子），“泄漏”的電子跳出正常的電子傳遞鏈，直接將氧分子還原生成超氧負離子。過氧化物也可以由還原態的黃素蛋白比如復合體Ⅰ的氧化產生。然而，盡管這些酶會生成氧化劑，但是目前尚不清楚電子傳遞鏈相比其他同樣可以產生過氧化物的生化過程是否更為重要。在植物、藻類和藍菌進行光合作用的過程中尤其是在高輻照強度下，同樣會產生活性氧物種，但是類胡蘿卜素作為光保護劑吸收過度強光保護細胞，藻類、藍菌中所含的大量碘和硒也能抵消高輻照強度對細胞造成的氧化損傷,類胡蘿卜素、碘和硒作為抗氧化劑通過與被過度還原(yuan)的光合(he)反(fan)應(ying)中心反(fan)應(ying)避(bi)免活性氧物種的產生。

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