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(dong)鏈(lian)反(fan)應(ying)(ying)。當鏈(lian)反(fan)應(ying)(ying)發生在(zai)細胞中，細胞受(shou)到破壞(huai)或凋亡。抗(kang)氧(yang)化(hua)劑則能去除自由基，終(zhong)止連鎖反(fan)應(ying)(ying)并(bing)且(qie)抑制其(qi)它氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)(ying)，同(tong)時其(qi)本(ben)身被氧(yang)化(hua)。抗(kang)氧(yang)化(hua)劑通常是還原劑，例如硫醇、抗(kang)壞(huai)血酸、多酚(fen)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)抑制(zhi)劑(ji)，則會引(yin)發氧(yang)化應激(ji)，導(dao)致細胞的(de)損傷和死亡(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,特別(bie)是(shi)在對中風和神經(jing)退化性(xing)疾(ji)病的治療中有深入研(yan)究(jiu)。此外氧化應激也是(shi)一(yi)些(xie)疾(ji)病的誘因和結果。

抗氧化劑被廣泛應用在(zai)(zai)營養補(bu)充劑(ji)(ji)中。對于一些(xie)疾(ji)病比如(ru)癌癥(zheng)、冠(guan)心病甚(shen)至高原反應的(de)(de)(de)(de)預(yu)防作(zuo)用已經(jing)得到研究(jiu)(jiu)。盡管(guan)先前的(de)(de)(de)(de)初(chu)步研究(jiu)(jiu)表明補(bu)充抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)可能促(cu)進健(jian)康，但后來對一部分抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)進行大量(liang)臨(lin)床試驗得到的(de)(de)(de)(de)結果(guo)并沒有顯示出補(bu)充抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)（維生素C）的(de)(de)(de)(de)好(hao)處(chu)，甚(shen)至發(fa)現大劑(ji)(ji)量(liang)補(bu)充某(mou)些(xie)公認的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)（硒、維生素E）會使罹患某(mou)些(xie)疾(ji)病的(de)(de)(de)(de)相對風(feng)險(xian)上升(sheng)一到五個百分點(dian)。瑞(rui)典哥(ge)德堡大學(xue)薩爾葛蘭斯卡研究(jiu)(jiu)院(Sahlgrenska Academy)研究(jiu)(jiu)指出，抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)會加速(su)肺癌及其他(ta)癌細胞(bao)的(de)(de)(de)(de)進展惡化(hua)(hua)(hua)(hua)。 另外(wai)也有一個持續數(shu)年的(de)(de)(de)(de)跟蹤研究(jiu)(jiu)證實(shi)大劑(ji)(ji)量(liang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)在(zai)(zai)可以使罹患心血管(guan)疾(ji)病的(de)(de)(de)(de)風(feng)險(xian)降低65%，但具(ju)體機理不明。抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)在(zai)(zai)其他(ta)諸多領域也有用途(tu)，比如(ru)食品和化(hua)(hua)(hua)(hua)妝品防腐劑(ji)(ji)以及延緩橡膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)老化(hua)(hua)(hua)(hua)降解。

生物體應對氧化的方法

對(dui)于生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)代(dai)(dai)謝(xie)有一種(zhong)自相矛(mao)盾的(de)(de)情況(kuang)，雖然大部分地球上的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)需要氧(yang)(yang)(yang)氣來(lai)維(wei)持生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)存(cun)，但同(tong)時氧(yang)(yang)(yang)氣又是(shi)一種(zhong)高反應(ying)活(huo)性(xing)的(de)(de)分子(zi)，可以通(tong)(tong)過產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)破(po)壞生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)。所以生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)建立了一套由抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)代(dai)(dai)謝(xie)產物(wu)(wu)和酶構成的(de)(de)復雜網絡系(xi)統(tong)，通(tong)(tong)過有抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)代(dai)(dai)謝(xie)中(zhong)間體(ti)(ti)(ti)和產物(wu)(wu)與酶之間的(de)(de)協同(tong)配合使得(de)重要的(de)(de)細胞成分比(bi)(bi)如(ru)DNA、蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)和脂(zhi)類免受(shou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)損傷。抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)大體(ti)(ti)(ti)上通(tong)(tong)過兩(liang)種(zhong)方(fang)式實現抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)(yong)，一種(zhong)是(shi)通(tong)(tong)過阻(zu)止活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)來(lai)實現的(de)(de)，另一種(zhong)是(shi)在(zai)這(zhe)(zhe)些(xie)活(huo)性(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)對(dui)細胞的(de)(de)重要成分造成損傷之前清(qing)除它(ta)們來(lai)達到(dao)抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)。然而這(zhe)(zhe)些(xie)活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)也有重要的(de)(de)細胞功能，比(bi)(bi)如(ru)在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)反應(ying)中(zhong)充當氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)還原信號分子(zi)。因此生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)不是(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)徹底地全部清(qing)除，而是(shi)將這(zhe)(zhe)些(xie)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)保持在(zai)適當的(de)(de)水平。

在細胞(bao)內(nei)產生的(de)(de)活性(xing)(xing)氧物種包(bao)括(kuo)過(guo)氧化氫（H2O2）、次氯酸（HClO）、自(zi)由(you)基例如(ru)羥(qian)基自(zi)由(you)基（·OH）和超氧根（O2?）。羥(qian)基自(zi)由(you)基特別不穩定(ding)，能(neng)無特異性(xing)(xing)地迅速與(yu)大多數生物分子反應(ying)(ying)(ying)。這(zhe)類物種主要是由(you)金(jin)屬(shu)催化過(guo)氧化氫還原(yuan)（比如(ru)芬頓反應(ying)(ying)(ying)）產生的(de)(de)。這(zhe)些氧化劑通過(guo)引(yin)(yin)發(fa)鏈反應(ying)(ying)(ying)比如(ru)脂質的(de)(de)過(guo)氧化反應(ying)(ying)(ying)、或氧化DNA和蛋(dan)白(bai)(bai)質破壞(huai)細胞(bao)。受到損(sun)害的(de)(de)DNA如(ru)果沒(mei)有(you)得到修復(fu)會引(yin)(yin)起突變、誘發(fa)癌(ai)癥(zheng)。對(dui)蛋(dan)白(bai)(bai)質造(zao)成的(de)(de)損(sun)傷會使酶的(de)(de)活性(xing)(xing)受到抑制(zhi)，蛋(dan)白(bai)(bai)質發(fa)生變性(xing)(xing)或降解。

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還原的(de)光合反應(ying)中心反應(ying)避(bi)免活性氧物種的(de)產生。

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