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)。當鏈反(fan)(fan)應(ying)發生(sheng)在(zai)細胞(bao)中(zhong)，細胞(bao)受到破壞或凋亡。抗(kang)氧(yang)化劑(ji)則能去除自(zi)由基(ji)，終止(zhi)連鎖反(fan)(fan)應(ying)并且抑(yi)制其(qi)它氧(yang)化反(fan)(fan)應(ying)，同時其(qi)本身被(bei)氧(yang)化。抗(kang)氧(yang)化劑(ji)通常是還原(yuan)劑(ji)，例如硫醇、抗(kang)壞血酸、多酚類(lei)。

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(huo)抗氧化(hua)酶的抑制劑，則(ze)會引(yin)發氧化(hua)應激，導致(zhi)細胞(bao)的損(sun)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(shi)在對中風和神經退化性疾病的治療(liao)中有深入研究。此外(wai)氧(yang)化應激也(ye)是(shi)一些疾病的誘因(yin)和結果。

抗氧化劑被廣泛應(ying)用在營(ying)養補(bu)(bu)充劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中。對于一(yi)(yi)些(xie)(xie)疾(ji)病比(bi)如(ru)癌(ai)癥(zheng)、冠心(xin)病甚至(zhi)高原反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)預(yu)防(fang)作用已經得(de)到研(yan)(yan)究。盡管先(xian)前的(de)(de)(de)初步研(yan)(yan)究表明補(bu)(bu)充抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)能促進(jin)健(jian)康，但后(hou)來對一(yi)(yi)部(bu)分(fen)抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)行大量(liang)臨床(chuang)試驗得(de)到的(de)(de)(de)結果并沒有(you)(you)顯示(shi)出補(bu)(bu)充抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)（維生(sheng)素C）的(de)(de)(de)好處，甚至(zhi)發現(xian)大劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)補(bu)(bu)充某(mou)些(xie)(xie)公(gong)認(ren)的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)（硒、維生(sheng)素E）會使罹(li)患(huan)(huan)某(mou)些(xie)(xie)疾(ji)病的(de)(de)(de)相對風險(xian)上升一(yi)(yi)到五個百(bai)分(fen)點。瑞典(dian)哥德堡大學薩(sa)爾葛(ge)蘭斯卡研(yan)(yan)究院(Sahlgrenska Academy)研(yan)(yan)究指出，抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)會加(jia)速肺癌(ai)及其(qi)他癌(ai)細胞的(de)(de)(de)進(jin)展惡(e)化(hua)(hua)(hua)。 另外(wai)也有(you)(you)一(yi)(yi)個持續(xu)數年的(de)(de)(de)跟蹤研(yan)(yan)究證實大劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)在可(ke)以(yi)使罹(li)患(huan)(huan)心(xin)血(xue)管疾(ji)病的(de)(de)(de)風險(xian)降低65%，但具體機理(li)不明。抗(kang)(kang)氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)在其(qi)他諸多(duo)領域也有(you)(you)用途，比(bi)如(ru)食品和(he)化(hua)(hua)(hua)妝(zhuang)品防(fang)腐劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)以(yi)及延緩橡膠的(de)(de)(de)老(lao)化(hua)(hua)(hua)降解。

生物體應對氧化的方法

對(dui)于生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)代謝(xie)有(you)一(yi)種自相矛盾的(de)(de)(de)情況，雖(sui)然大部分(fen)地球上的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)需要(yao)(yao)氧(yang)(yang)(yang)氣來(lai)維持(chi)生(sheng)(sheng)存，但同時氧(yang)(yang)(yang)氣又是(shi)(shi)一(yi)種高反(fan)應活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)分(fen)子，可以通過(guo)產生(sheng)(sheng)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)破(po)壞生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)。所以生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)中建立了一(yi)套(tao)由抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)代謝(xie)產物(wu)(wu)和酶構成(cheng)的(de)(de)(de)復(fu)雜網絡(luo)系(xi)統(tong)(tong)，通過(guo)有(you)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作(zuo)用的(de)(de)(de)代謝(xie)中間(jian)體(ti)(ti)和產物(wu)(wu)與酶之間(jian)的(de)(de)(de)協同配(pei)合(he)使得(de)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞成(cheng)分(fen)比如(ru)DNA、蛋(dan)白質(zhi)和脂(zhi)類免受氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)損傷(shang)。抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)(tong)大體(ti)(ti)上通過(guo)兩(liang)種方式(shi)實(shi)現(xian)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作(zuo)用，一(yi)種是(shi)(shi)通過(guo)阻止(zhi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)來(lai)實(shi)現(xian)的(de)(de)(de)，另(ling)一(yi)種是(shi)(shi)在這些活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)物(wu)(wu)質(zhi)對(dui)細(xi)(xi)胞的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)成(cheng)分(fen)造(zao)成(cheng)損傷(shang)之前(qian)清(qing)除它們(men)來(lai)達到抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作(zuo)用的(de)(de)(de)。然而(er)這些活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)也有(you)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞功能，比如(ru)在生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)反(fan)應中充當氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)還(huan)原信號分(fen)子。因此生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)中抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)作(zuo)用不(bu)是(shi)(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)物(wu)(wu)質(zhi)徹底地全部清(qing)除，而(er)是(shi)(shi)將(jiang)這些物(wu)(wu)質(zhi)保持(chi)在適當的(de)(de)(de)水平(ping)。

在細(xi)胞(bao)內產(chan)(chan)生(sheng)的(de)活性氧(yang)物種包括過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)（H2O2）、次氯酸（HClO）、自由基(ji)例如(ru)(ru)(ru)羥(qian)基(ji)自由基(ji)（·OH）和(he)超(chao)氧(yang)根（O2?）。羥(qian)基(ji)自由基(ji)特別(bie)不(bu)穩定，能(neng)無特異性地(di)迅速(su)與大多數(shu)生(sheng)物分子反應。這類物種主要是由金屬催化(hua)過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)還原(yuan)（比(bi)如(ru)(ru)(ru)芬頓反應）產(chan)(chan)生(sheng)的(de)。這些氧(yang)化(hua)劑通過(guo)引發鏈(lian)反應比(bi)如(ru)(ru)(ru)脂質的(de)過(guo)氧(yang)化(hua)反應、或氧(yang)化(hua)DNA和(he)蛋白質破壞細(xi)胞(bao)。受到(dao)損(sun)害的(de)DNA如(ru)(ru)(ru)果沒(mei)有得到(dao)修復會引起突變、誘發癌(ai)癥。對蛋白質造成的(de)損(sun)傷會使(shi)酶的(de)活性受到(dao)抑制，蛋白質發生(sheng)變性或降解。

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(huan)原(yuan)的光(guang)合反應中心反應避免活性氧物(wu)種(zhong)的產生。

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