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)(ying)(ying)。當鏈反(fan)應(ying)(ying)(ying)發生在細胞中，細胞受(shou)到破壞或凋亡(wang)。抗(kang)氧(yang)化(hua)劑則能去除自由基(ji)，終(zhong)止連鎖(suo)反(fan)應(ying)(ying)(ying)并且抑制其它(ta)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)(ying)，同時其本身被(bei)氧(yang)化(hua)。抗(kang)氧(yang)化(hua)劑通常是(shi)還原(yuan)劑，例如硫醇(chun)、抗(kang)壞血(xue)酸(suan)、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(yang)化酶的抑(yi)制劑，則會引(yin)發氧(yang)化應激，導致細胞的損傷(shang)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使用,特別是在對中(zhong)風和(he)(he)神經(jing)退化(hua)性疾病的治療中(zhong)有深入研究。此外氧化(hua)應激也(ye)是一(yi)些疾病的誘因和(he)(he)結果。

抗氧化劑被廣泛應(ying)用在營(ying)養補充(chong)劑(ji)(ji)中(zhong)。對(dui)于一(yi)些(xie)疾病(bing)(bing)(bing)比如癌(ai)癥、冠(guan)心病(bing)(bing)(bing)甚至高原反應(ying)的(de)(de)(de)(de)預防作用已經得到(dao)研究。盡管(guan)先前(qian)的(de)(de)(de)(de)初(chu)步研究表明補充(chong)抗氧(yang)化(hua)劑(ji)(ji)可(ke)能促進(jin)健康，但(dan)后來對(dui)一(yi)部分(fen)抗氧(yang)化(hua)劑(ji)(ji)進(jin)行大(da)量(liang)臨床試驗得到(dao)的(de)(de)(de)(de)結(jie)果并沒有顯示出(chu)補充(chong)抗氧(yang)化(hua)劑(ji)(ji)（維(wei)生素C）的(de)(de)(de)(de)好處，甚至發現大(da)劑(ji)(ji)量(liang)補充(chong)某些(xie)公認的(de)(de)(de)(de)抗氧(yang)化(hua)劑(ji)(ji)（硒、維(wei)生素E）會使罹(li)患某些(xie)疾病(bing)(bing)(bing)的(de)(de)(de)(de)相對(dui)風(feng)險(xian)上(shang)升一(yi)到(dao)五個(ge)百分(fen)點(dian)。瑞典哥(ge)德堡(bao)大(da)學薩爾(er)葛(ge)蘭斯卡研究院(Sahlgrenska Academy)研究指出(chu)，抗氧(yang)化(hua)劑(ji)(ji)會加速肺癌(ai)及(ji)其他癌(ai)細胞的(de)(de)(de)(de)進(jin)展(zhan)惡(e)化(hua)。 另外也有一(yi)個(ge)持續數年的(de)(de)(de)(de)跟蹤(zong)研究證實(shi)大(da)劑(ji)(ji)量(liang)的(de)(de)(de)(de)抗氧(yang)化(hua)劑(ji)(ji)在可(ke)以使罹(li)患心血管(guan)疾病(bing)(bing)(bing)的(de)(de)(de)(de)風(feng)險(xian)降(jiang)低(di)65%，但(dan)具體(ti)機理(li)不明。抗氧(yang)化(hua)劑(ji)(ji)在其他諸多領域(yu)也有用途，比如食品和化(hua)妝品防腐劑(ji)(ji)以及(ji)延(yan)緩橡膠的(de)(de)(de)(de)老化(hua)降(jiang)解。

生物體應對氧化的方法

對于生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)代謝(xie)(xie)有一種(zhong)自相矛盾(dun)的(de)(de)(de)情(qing)況，雖(sui)然(ran)大(da)部分(fen)(fen)地球上的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)需要(yao)(yao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣來維持生(sheng)存，但同(tong)時(shi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣又是(shi)(shi)一種(zhong)高反應活(huo)(huo)性的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)，可(ke)以(yi)(yi)通過(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)生(sheng)活(huo)(huo)性氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)破(po)壞生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)。所以(yi)(yi)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)中(zhong)建立了一套由抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)代謝(xie)(xie)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)和(he)酶構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)復雜(za)網(wang)絡(luo)系統(tong)，通過(guo)(guo)(guo)有抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)代謝(xie)(xie)中(zhong)間(jian)體(ti)(ti)和(he)產(chan)(chan)物(wu)(wu)(wu)與酶之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)協同(tong)配合使得重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)細胞成(cheng)分(fen)(fen)比(bi)如(ru)(ru)DNA、蛋白質(zhi)(zhi)和(he)脂類免受(shou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)損(sun)(sun)傷。抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系統(tong)大(da)體(ti)(ti)上通過(guo)(guo)(guo)兩種(zhong)方(fang)式實現(xian)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)，一種(zhong)是(shi)(shi)通過(guo)(guo)(guo)阻止活(huo)(huo)性氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)來實現(xian)的(de)(de)(de)，另(ling)一種(zhong)是(shi)(shi)在(zai)(zai)這(zhe)些(xie)活(huo)(huo)性物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對細胞的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)成(cheng)分(fen)(fen)造(zao)成(cheng)損(sun)(sun)傷之(zhi)前清(qing)除它們來達到抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)。然(ran)而這(zhe)些(xie)活(huo)(huo)性氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)也有重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)細胞功能(neng)，比(bi)如(ru)(ru)在(zai)(zai)生(sheng)化(hua)(hua)反應中(zhong)充(chong)當氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)還原信(xin)號分(fen)(fen)子(zi)。因此生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)中(zhong)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系統(tong)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)不是(shi)(shi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)徹底地全部清(qing)除，而是(shi)(shi)將(jiang)這(zhe)些(xie)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)保持在(zai)(zai)適當的(de)(de)(de)水平。

在細(xi)胞內產生(sheng)的活性(xing)(xing)氧物(wu)種(zhong)包括(kuo)過(guo)氧化(hua)(hua)氫（H2O2）、次氯酸（HClO）、自(zi)由基(ji)(ji)例如羥(qian)基(ji)(ji)自(zi)由基(ji)(ji)（·OH）和超氧根(gen)（O2?）。羥(qian)基(ji)(ji)自(zi)由基(ji)(ji)特別(bie)不穩定(ding)，能無特異(yi)性(xing)(xing)地迅速與大多數生(sheng)物(wu)分子反(fan)應(ying)(ying)。這類物(wu)種(zhong)主要(yao)是(shi)由金屬催化(hua)(hua)過(guo)氧化(hua)(hua)氫還原（比如芬頓反(fan)應(ying)(ying)）產生(sheng)的。這些氧化(hua)(hua)劑通過(guo)引發(fa)鏈反(fan)應(ying)(ying)比如脂(zhi)質(zhi)的過(guo)氧化(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)、或氧化(hua)(hua)DNA和蛋(dan)白(bai)質(zhi)破壞細(xi)胞。受到(dao)損害(hai)的DNA如果沒(mei)有得到(dao)修復會(hui)引起突變(bian)、誘(you)發(fa)癌(ai)癥。對蛋(dan)白(bai)質(zhi)造成的損傷會(hui)使酶(mei)的活性(xing)(xing)受到(dao)抑(yi)制，蛋(dan)白(bai)質(zhi)發(fa)生(sheng)變(bian)性(xing)(xing)或降解(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與被過度還(huan)原的光合反應中心反應避(bi)免(mian)活性氧(yang)物種的產生。

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