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(ying)。當鏈反(fan)應(ying)發生在細胞中，細胞受到破壞(huai)或(huo)凋亡。抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)則能(neng)去除自由基(ji)，終止連鎖(suo)反(fan)應(ying)并且抑制其它氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)，同時其本身(shen)被(bei)氧(yang)化(hua)(hua)。抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)通常是還原劑(ji)，例如硫醇、抗(kang)壞(huai)血酸、多(duo)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(hua)酶的(de)抑制劑，則會引發氧(yang)化(hua)應激，導致細胞的(de)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(de)(de)使(shi)用,特別是在對中風(feng)和(he)神經(jing)退(tui)化(hua)性(xing)疾病的(de)(de)治(zhi)療中有深入研究。此外氧化(hua)應激(ji)也是一些疾病的(de)(de)誘因和(he)結果。

抗氧化劑被廣泛應(ying)用在營(ying)養補(bu)充劑(ji)(ji)中。對(dui)于(yu)一些(xie)疾病比如癌癥、冠(guan)心病甚至高原反應(ying)的(de)(de)預防(fang)作用已經得到研究(jiu)。盡(jin)管先前的(de)(de)初步(bu)研究(jiu)表明補(bu)充抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)(ji)可(ke)能促進健(jian)康，但后來對(dui)一部分(fen)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)(ji)進行大(da)量臨床試驗得到的(de)(de)結果并沒有顯(xian)示出補(bu)充抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)(ji)（維生(sheng)素C）的(de)(de)好處，甚至發現大(da)劑(ji)(ji)量補(bu)充某些(xie)公認(ren)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)(ji)（硒、維生(sheng)素E）會使(shi)罹患某些(xie)疾病的(de)(de)相(xiang)對(dui)風(feng)險上(shang)升一到五個百分(fen)點。瑞(rui)典哥德堡(bao)大(da)學薩爾葛蘭(lan)斯卡研究(jiu)院(Sahlgrenska Academy)研究(jiu)指出，抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)(ji)會加速肺(fei)癌及其(qi)他癌細胞的(de)(de)進展惡化(hua)。 另外也(ye)有一個持續數年的(de)(de)跟(gen)蹤研究(jiu)證實大(da)劑(ji)(ji)量的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)(ji)在可(ke)以使(shi)罹患心血管疾病的(de)(de)風(feng)險降低(di)65%，但具體機理不明。抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)(ji)在其(qi)他諸多領域也(ye)有用途(tu)，比如食(shi)品和化(hua)妝品防(fang)腐劑(ji)(ji)以及延緩橡膠的(de)(de)老化(hua)降解。

生物體應對氧化的方法

對(dui)于(yu)生物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)代謝有(you)一種自(zi)相矛盾的(de)(de)情況(kuang)，雖然大部分(fen)地球上(shang)的(de)(de)生物(wu)(wu)需(xu)要(yao)(yao)氧(yang)(yang)(yang)氣來維持(chi)生存，但(dan)同時氧(yang)(yang)(yang)氣又是(shi)(shi)一種高反(fan)應活(huo)性(xing)的(de)(de)分(fen)子(zi)，可以(yi)通(tong)(tong)過(guo)產(chan)生活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)破壞(huai)生物(wu)(wu)體(ti)。所(suo)以(yi)生物(wu)(wu)體(ti)中(zhong)建立了一套由抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)代謝產(chan)物(wu)(wu)和酶構成的(de)(de)復雜網絡系(xi)(xi)統(tong)，通(tong)(tong)過(guo)有(you)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用(yong)的(de)(de)代謝中(zhong)間體(ti)和產(chan)物(wu)(wu)與酶之間的(de)(de)協同配合(he)使得重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)成分(fen)比如DNA、蛋(dan)白質(zhi)(zhi)和脂類免(mian)受氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)損(sun)(sun)傷。抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系(xi)(xi)統(tong)大體(ti)上(shang)通(tong)(tong)過(guo)兩種方式實(shi)(shi)現(xian)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用(yong)，一種是(shi)(shi)通(tong)(tong)過(guo)阻止活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)產(chan)生來實(shi)(shi)現(xian)的(de)(de)，另一種是(shi)(shi)在(zai)這(zhe)些(xie)活(huo)性(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對(dui)細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)成分(fen)造成損(sun)(sun)傷之前(qian)清除它們(men)來達到抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用(yong)的(de)(de)。然而這(zhe)些(xie)活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)也有(you)重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)功能，比如在(zai)生化(hua)(hua)反(fan)應中(zhong)充當氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)還原信(xin)號分(fen)子(zi)。因(yin)此生物(wu)(wu)體(ti)中(zhong)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)作用(yong)不是(shi)(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)徹底地全部清除，而是(shi)(shi)將(jiang)這(zhe)些(xie)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)保持(chi)在(zai)適當的(de)(de)水(shui)平。

在細(xi)胞內產(chan)(chan)生(sheng)的(de)活性(xing)氧(yang)(yang)物種(zhong)包括過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化氫(qing)（H2O2）、次(ci)氯(lv)酸（HClO）、自由(you)基(ji)例如(ru)羥(qian)基(ji)自由(you)基(ji)（·OH）和超氧(yang)(yang)根（O2?）。羥(qian)基(ji)自由(you)基(ji)特(te)別不(bu)穩(wen)定，能無特(te)異(yi)性(xing)地迅速(su)與(yu)大多(duo)數生(sheng)物分子反(fan)應。這類(lei)物種(zhong)主(zhu)要是由(you)金屬(shu)催(cui)化過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化氫(qing)還原（比如(ru)芬頓(dun)反(fan)應）產(chan)(chan)生(sheng)的(de)。這些氧(yang)(yang)化劑通過(guo)(guo)引發(fa)鏈反(fan)應比如(ru)脂(zhi)質(zhi)(zhi)的(de)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化反(fan)應、或(huo)氧(yang)(yang)化DNA和蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)破壞細(xi)胞。受到(dao)(dao)損(sun)害的(de)DNA如(ru)果沒有(you)得到(dao)(dao)修復會引起突變、誘發(fa)癌癥。對蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)造成(cheng)的(de)損(sun)傷會使酶的(de)活性(xing)受到(dao)(dao)抑制，蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)發(fa)生(sheng)變性(xing)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(tong)過(guo)與被過(guo)度還原的光合反應中心反應避免活性氧物種的產(chan)生。

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