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(qi)動鏈反(fan)應(ying)。當鏈反(fan)應(ying)發(fa)生在細胞(bao)中，細胞(bao)受到破(po)壞或(huo)凋亡。抗氧(yang)化(hua)劑(ji)則能去(qu)除自(zi)由基，終(zhong)止(zhi)連鎖反(fan)應(ying)并且抑(yi)制其它氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)，同時(shi)其本身(shen)被氧(yang)化(hua)。抗氧(yang)化(hua)劑(ji)通常(chang)是(shi)還原劑(ji)，例如(ru)硫醇、抗壞血酸、多酚類。

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(huo)抗氧(yang)化酶的(de)(de)抑制劑，則會引發氧(yang)化應激(ji)，導致細(xi)胞的(de)(de)損傷和死(si)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(de)使用,特別是(shi)在對中(zhong)風和神(shen)經退化(hua)性(xing)疾病(bing)的(de)治(zhi)療中(zhong)有深入研究(jiu)。此外氧化(hua)應激(ji)也是(shi)一(yi)些疾病(bing)的(de)誘因和結果。

抗氧化劑被廣(guang)泛應用在(zai)營養補(bu)(bu)充劑(ji)(ji)中。對(dui)于一(yi)些疾(ji)病(bing)比如癌癥、冠(guan)心病(bing)甚(shen)(shen)至高原反應的(de)(de)預防作用已經得(de)到(dao)研究(jiu)(jiu)。盡管(guan)(guan)先前的(de)(de)初步(bu)研究(jiu)(jiu)表明補(bu)(bu)充抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)可能促(cu)進(jin)(jin)健康，但后(hou)來對(dui)一(yi)部分抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)進(jin)(jin)行大(da)量臨床(chuang)試驗得(de)到(dao)的(de)(de)結果并沒有顯示出補(bu)(bu)充抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)（維(wei)生素C）的(de)(de)好(hao)處，甚(shen)(shen)至發現大(da)劑(ji)(ji)量補(bu)(bu)充某些公認的(de)(de)抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)（硒、維(wei)生素E）會使(shi)(shi)罹(li)患(huan)某些疾(ji)病(bing)的(de)(de)相對(dui)風(feng)險(xian)上升一(yi)到(dao)五個百(bai)分點。瑞(rui)典哥德堡(bao)大(da)學(xue)薩爾葛蘭(lan)斯(si)卡研究(jiu)(jiu)院(Sahlgrenska Academy)研究(jiu)(jiu)指出，抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)會加速肺癌及其(qi)他癌細胞的(de)(de)進(jin)(jin)展惡化(hua)(hua)(hua)(hua)。 另外也有一(yi)個持續數年的(de)(de)跟蹤(zong)研究(jiu)(jiu)證實(shi)大(da)劑(ji)(ji)量的(de)(de)抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)在(zai)可以(yi)使(shi)(shi)罹(li)患(huan)心血管(guan)(guan)疾(ji)病(bing)的(de)(de)風(feng)險(xian)降(jiang)低65%，但具體(ti)機理不明。抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)在(zai)其(qi)他諸多領域(yu)也有用途，比如食品和化(hua)(hua)(hua)(hua)妝(zhuang)品防腐劑(ji)(ji)以(yi)及延(yan)緩橡膠的(de)(de)老化(hua)(hua)(hua)(hua)降(jiang)解。

生物體應對氧化的方法

對于生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代謝有(you)(you)一種自(zi)相矛盾的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況，雖(sui)然大(da)部分(fen)(fen)(fen)地(di)球上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)需(xu)要(yao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣來(lai)維持生(sheng)(sheng)(sheng)存，但同時氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣又是(shi)(shi)一種高反應活(huo)(huo)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)子(zi)，可以通過產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)破壞生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體。所以生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體中建立(li)了一套(tao)由抗氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代謝產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)和酶構成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)雜網絡(luo)系(xi)統(tong)，通過有(you)(you)抗氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代謝中間體和產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)與酶之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)協同配合(he)使得重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細胞(bao)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)比如DNA、蛋白(bai)質(zhi)和脂類免受氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)損傷(shang)。抗氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)系(xi)統(tong)大(da)體上(shang)通過兩種方式實(shi)現抗氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)作(zuo)用，一種是(shi)(shi)通過阻止活(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)來(lai)實(shi)現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，另一種是(shi)(shi)在(zai)這些(xie)活(huo)(huo)性(xing)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)對細胞(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)造成(cheng)(cheng)(cheng)損傷(shang)之前清除(chu)它們來(lai)達到抗氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。然而這些(xie)活(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)也(ye)有(you)(you)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細胞(bao)功能，比如在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)反應中充當氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)還原信號(hao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)。因此生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體中抗氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用不是(shi)(shi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)徹底地(di)全部清除(chu)，而是(shi)(shi)將這些(xie)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)保持在(zai)適當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平。

在(zai)細胞(bao)(bao)內(nei)產生(sheng)的(de)活性氧(yang)物(wu)(wu)種包括(kuo)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫（H2O2）、次(ci)氯(lv)酸(suan)（HClO）、自(zi)由基(ji)例如(ru)(ru)羥基(ji)自(zi)由基(ji)（·OH）和超氧(yang)根（O2?）。羥基(ji)自(zi)由基(ji)特別不穩定，能無(wu)特異(yi)性地迅速與大多數生(sheng)物(wu)(wu)分子反應(ying)(ying)。這(zhe)類物(wu)(wu)種主(zhu)要(yao)是由金(jin)屬催(cui)化(hua)(hua)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫還原（比(bi)如(ru)(ru)芬頓反應(ying)(ying)）產生(sheng)的(de)。這(zhe)些氧(yang)化(hua)(hua)劑通過(guo)引(yin)發(fa)鏈反應(ying)(ying)比(bi)如(ru)(ru)脂質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)反應(ying)(ying)、或(huo)氧(yang)化(hua)(hua)DNA和蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)破(po)壞細胞(bao)(bao)。受到(dao)(dao)損(sun)害的(de)DNA如(ru)(ru)果沒有得到(dao)(dao)修復(fu)會引(yin)起(qi)突變(bian)、誘發(fa)癌癥。對蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)造成的(de)損(sun)傷會使酶的(de)活性受到(dao)(dao)抑制，蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)發(fa)生(sheng)變(bian)性或(huo)降解(jie)。

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(guo)與被過(guo)度還原的光合(he)反(fan)應中(zhong)心反(fan)應避免活性(xing)氧物種的產生。

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