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(dong)鏈反(fan)應。當(dang)鏈反(fan)應發生在細胞中，細胞受到破壞或凋亡。抗氧(yang)化(hua)劑(ji)則能去除自由基，終止(zhi)連鎖反(fan)應并且抑制(zhi)其它氧(yang)化(hua)反(fan)應，同時其本身被氧(yang)化(hua)。抗氧(yang)化(hua)劑(ji)通常是還原劑(ji)，例如硫醇、抗壞血酸(suan)、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。低階的抗氧化劑或抗氧化酶的抑(yi)制劑，則會(hui)引發(fa)氧化應(ying)激，導(dao)致細胞的損傷和死(si)亡(wang)。

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(shi)用,特(te)別(bie)是(shi)在對中風和(he)神經退(tui)化性疾病的治療中有深入研究。此外氧(yang)化應激也是(shi)一(yi)些(xie)疾病的誘因和(he)結(jie)果(guo)。

抗氧化劑被(bei)廣泛應(ying)用在(zai)營養補(bu)充劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中。對(dui)于一(yi)些疾(ji)病比如癌癥、冠心病甚(shen)至(zhi)(zhi)高原反(fan)應(ying)的(de)預防(fang)作用已經得到研究(jiu)(jiu)(jiu)。盡管(guan)先前的(de)初步研究(jiu)(jiu)(jiu)表(biao)明補(bu)充抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可能促進健康，但(dan)后來對(dui)一(yi)部分抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)進行(xing)大量(liang)臨床試驗得到的(de)結果并沒有顯示出補(bu)充抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)（維生(sheng)(sheng)素(su)C）的(de)好處，甚(shen)至(zhi)(zhi)發現(xian)大劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)補(bu)充某些公認(ren)的(de)抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)（硒、維生(sheng)(sheng)素(su)E）會使罹患(huan)某些疾(ji)病的(de)相(xiang)對(dui)風險(xian)上升一(yi)到五(wu)個百分點。瑞典哥德堡大學薩爾葛蘭斯卡研究(jiu)(jiu)(jiu)院(Sahlgrenska Academy)研究(jiu)(jiu)(jiu)指出，抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)會加速肺癌及其(qi)他(ta)癌細(xi)胞的(de)進展惡化(hua)(hua)(hua)。 另(ling)外也有一(yi)個持續(xu)數年的(de)跟蹤研究(jiu)(jiu)(jiu)證實大劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)的(de)抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)可以使罹患(huan)心血管(guan)疾(ji)病的(de)風險(xian)降低65%，但(dan)具(ju)體機(ji)理不明。抗氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)其(qi)他(ta)諸多(duo)領(ling)域也有用途，比如食品和化(hua)(hua)(hua)妝(zhuang)品防(fang)腐劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)以及延緩橡膠(jiao)的(de)老化(hua)(hua)(hua)降解。

生物體應對氧化的方法

對于生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)謝有一(yi)種(zhong)(zhong)自相矛盾的(de)(de)(de)(de)情況，雖(sui)然大部分地球(qiu)上的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)需要(yao)氧(yang)(yang)氣來維持生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)存，但同時(shi)氧(yang)(yang)氣又(you)是一(yi)種(zhong)(zhong)高(gao)反應活(huo)(huo)(huo)性的(de)(de)(de)(de)分子，可以通(tong)(tong)(tong)過(guo)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)(huo)性氧(yang)(yang)物(wu)質破(po)壞生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)體(ti)。所以生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)體(ti)中(zhong)(zhong)建(jian)立(li)了一(yi)套由抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)謝產(chan)物(wu)和酶構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)復雜網絡系(xi)統，通(tong)(tong)(tong)過(guo)有抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)代(dai)(dai)謝中(zhong)(zhong)間體(ti)和產(chan)物(wu)與酶之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)協同配合使得重要(yao)的(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)成(cheng)分比如DNA、蛋白質和脂(zhi)類(lei)免受氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)損傷。抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)系(xi)統大體(ti)上通(tong)(tong)(tong)過(guo)兩種(zhong)(zhong)方式實現(xian)抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用，一(yi)種(zhong)(zhong)是通(tong)(tong)(tong)過(guo)阻(zu)止活(huo)(huo)(huo)性氧(yang)(yang)物(wu)質的(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)來實現(xian)的(de)(de)(de)(de)，另一(yi)種(zhong)(zhong)是在這些活(huo)(huo)(huo)性物(wu)質對細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)重要(yao)成(cheng)分造成(cheng)損傷之(zhi)前(qian)清除(chu)它們來達到(dao)抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)。然而這些活(huo)(huo)(huo)性氧(yang)(yang)物(wu)質也有重要(yao)的(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)功能，比如在生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)(hua)反應中(zhong)(zhong)充當氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)還原信號分子。因此生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)體(ti)中(zhong)(zhong)抗(kang)(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用不是氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)性物(wu)質徹底地全部清除(chu)，而是將(jiang)這些物(wu)質保持在適當的(de)(de)(de)(de)水(shui)平(ping)。

在細(xi)胞內產生(sheng)的活(huo)性氧物(wu)種包(bao)括(kuo)過氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)（H2O2）、次氯酸（HClO）、自(zi)由基例如(ru)羥基自(zi)由基（·OH）和(he)超氧根（O2?）。羥基自(zi)由基特別不穩(wen)定，能無特異性地迅速與大(da)多數(shu)生(sheng)物(wu)分子反(fan)應。這類物(wu)種主要是(shi)由金屬催化(hua)(hua)(hua)(hua)過氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)還原（比(bi)如(ru)芬頓反(fan)應）產生(sheng)的。這些氧化(hua)(hua)(hua)(hua)劑通(tong)過引(yin)發鏈反(fan)應比(bi)如(ru)脂質(zhi)的過氧化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應、或(huo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)DNA和(he)蛋白(bai)質(zhi)破壞細(xi)胞。受到損害的DNA如(ru)果沒(mei)有(you)得(de)到修復會(hui)(hui)引(yin)起突變、誘(you)發癌癥。對蛋白(bai)質(zhi)造成的損傷會(hui)(hui)使酶的活(huo)性受到抑(yi)制，蛋白(bai)質(zhi)發生(sheng)變性或(huo)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(du)還(huan)原的(de)光合反應中(zhong)心反應避免活性(xing)氧物種的(de)產生(sheng)。

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