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，進而啟動鏈反應(ying)。當鏈反應(ying)發生在(zai)細胞中，細胞受到破(po)壞(huai)(huai)或(huo)凋亡。抗氧化劑(ji)(ji)則能去除自由基(ji)，終止(zhi)連鎖反應(ying)并且抑制其它氧化反應(ying)，同時其本身被氧化。抗氧化劑(ji)(ji)通常是還原劑(ji)(ji)，例如硫(liu)醇(chun)、抗壞(huai)(huai)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。低階的抗氧化劑或抗氧化(hua)酶的抑制劑，則會引發氧化(hua)應激，導致(zhi)細胞(bao)的損傷和(he)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,特別是在對(dui)中風和神經退(tui)化性疾(ji)病(bing)的治療中有深入研究。此外(wai)氧化應激(ji)也是一些疾(ji)病(bing)的誘(you)因和結(jie)果。

抗氧化劑被(bei)廣泛(fan)應(ying)用在(zai)營養補(bu)充(chong)劑(ji)(ji)中。對(dui)于(yu)一(yi)些(xie)疾病比如癌癥、冠(guan)心(xin)病甚至(zhi)高原(yuan)反應(ying)的(de)(de)預防作用已經得(de)到研(yan)(yan)究(jiu)。盡管(guan)先(xian)前的(de)(de)初步研(yan)(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)補(bu)充(chong)抗(kang)氧化劑(ji)(ji)可能(neng)促進(jin)健(jian)康，但后來對(dui)一(yi)部分抗(kang)氧化劑(ji)(ji)進(jin)行大(da)量臨床試驗得(de)到的(de)(de)結果(guo)并沒有(you)顯示出(chu)(chu)補(bu)充(chong)抗(kang)氧化劑(ji)(ji)（維(wei)(wei)生(sheng)素(su)C）的(de)(de)好(hao)處，甚至(zhi)發現(xian)大(da)劑(ji)(ji)量補(bu)充(chong)某(mou)(mou)些(xie)公認的(de)(de)抗(kang)氧化劑(ji)(ji)（硒、維(wei)(wei)生(sheng)素(su)E）會(hui)使罹患(huan)某(mou)(mou)些(xie)疾病的(de)(de)相對(dui)風險(xian)上升一(yi)到五個百分點(dian)。瑞典哥德堡大(da)學(xue)薩爾(er)葛蘭(lan)斯卡研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)(Sahlgrenska Academy)研(yan)(yan)究(jiu)指出(chu)(chu)，抗(kang)氧化劑(ji)(ji)會(hui)加速肺癌及(ji)其他(ta)癌細胞(bao)的(de)(de)進(jin)展惡化。 另(ling)外也有(you)一(yi)個持續數(shu)年的(de)(de)跟蹤(zong)研(yan)(yan)究(jiu)證實大(da)劑(ji)(ji)量的(de)(de)抗(kang)氧化劑(ji)(ji)在(zai)可以使罹患(huan)心(xin)血管(guan)疾病的(de)(de)風險(xian)降(jiang)(jiang)低65%，但具體(ti)機(ji)理不明(ming)。抗(kang)氧化劑(ji)(ji)在(zai)其他(ta)諸多領域也有(you)用途，比如食品和化妝品防腐劑(ji)(ji)以及(ji)延緩橡膠(jiao)的(de)(de)老(lao)化降(jiang)(jiang)解。

生物體應對氧化的方法

對于(yu)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)代謝(xie)(xie)有(you)(you)一種自相矛盾的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)，雖然(ran)大部分(fen)地球上的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)需要氧(yang)(yang)(yang)氣來(lai)維持生(sheng)(sheng)(sheng)存，但同(tong)時氧(yang)(yang)(yang)氣又是一種高(gao)反應活(huo)(huo)性的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)，可以(yi)通(tong)(tong)過(guo)(guo)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)性氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)破壞生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)。所以(yi)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)中建立了一套由抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)代謝(xie)(xie)產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)和酶(mei)構成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)復雜網絡系統(tong)，通(tong)(tong)過(guo)(guo)有(you)(you)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)代謝(xie)(xie)中間(jian)體(ti)和產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)與酶(mei)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)協(xie)同(tong)配合使得重要的(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)成(cheng)(cheng)分(fen)比如(ru)DNA、蛋白質(zhi)(zhi)和脂(zhi)類免受氧(yang)(yang)(yang)化(hua)損傷。抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)系統(tong)大體(ti)上通(tong)(tong)過(guo)(guo)兩種方式(shi)實現(xian)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)作用(yong)(yong)，一種是通(tong)(tong)過(guo)(guo)阻(zu)止(zhi)活(huo)(huo)性氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)來(lai)實現(xian)的(de)(de)(de)(de)，另一種是在這(zhe)些活(huo)(huo)性物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)重要成(cheng)(cheng)分(fen)造成(cheng)(cheng)損傷之(zhi)前(qian)清除(chu)它(ta)們來(lai)達到抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)。然(ran)而(er)這(zhe)些活(huo)(huo)性氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)也有(you)(you)重要的(de)(de)(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)功(gong)能，比如(ru)在生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)反應中充當氧(yang)(yang)(yang)化(hua)還原信號分(fen)子(zi)。因此生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)中抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)不是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)性物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)徹(che)底地全部清除(chu)，而(er)是將這(zhe)些物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)保持在適當的(de)(de)(de)(de)水平。

在細胞內(nei)產生的(de)活性(xing)氧(yang)物(wu)種包(bao)括過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)（H2O2）、次(ci)氯酸(suan)（HClO）、自由基例如羥基自由基（·OH）和超(chao)氧(yang)根（O2?）。羥基自由基特別不穩定，能無特異性(xing)地迅速與(yu)大多數生物(wu)分子(zi)反(fan)(fan)應(ying)。這類(lei)物(wu)種主(zhu)要是由金屬催化(hua)過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)還原（比(bi)如芬頓反(fan)(fan)應(ying)）產生的(de)。這些氧(yang)化(hua)劑(ji)通過(guo)引發(fa)鏈反(fan)(fan)應(ying)比(bi)如脂質(zhi)(zhi)的(de)過(guo)氧(yang)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)、或(huo)氧(yang)化(hua)DNA和蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)破壞(huai)細胞。受(shou)到(dao)損(sun)害(hai)的(de)DNA如果(guo)沒有得到(dao)修復會引起突變(bian)、誘發(fa)癌癥。對蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)造成的(de)損(sun)傷會使酶的(de)活性(xing)受(shou)到(dao)抑制，蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)發(fa)生變(bian)性(xing)或(huo)降(jiang)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(guo)與(yu)被過(guo)度(du)還(huan)原的光(guang)合(he)反應中心反應避免活性氧物種(zhong)的產生(sheng)。

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