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)鏈反應(ying)。當鏈反應(ying)發生在(zai)細(xi)胞(bao)中，細(xi)胞(bao)受到破壞或凋亡(wang)。抗氧(yang)化(hua)劑則能去除自(zi)由基，終止連鎖反應(ying)并且(qie)抑制其它氧(yang)化(hua)反應(ying)，同時其本(ben)身被(bei)氧(yang)化(hua)。抗氧(yang)化(hua)劑通常是還原劑，例如硫(liu)醇、抗壞血酸、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。低階的抗氧化劑或抗氧化酶的抑制劑，則會引發氧化應激，導致細胞(bao)的損傷和(he)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用,特別是在對(dui)中風和神經退化性疾病的治(zhi)療中有深入(ru)研究。此外氧(yang)化應激也是一些疾病的誘因(yin)和結果。

抗氧化劑被廣泛(fan)應用在營養補充(chong)(chong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)中。對(dui)于一些(xie)疾(ji)病比如(ru)癌(ai)癥、冠心(xin)病甚(shen)至(zhi)高原反應的(de)(de)(de)預防作用已經得到(dao)(dao)(dao)研究(jiu)。盡管先前的(de)(de)(de)初步研究(jiu)表(biao)明補充(chong)(chong)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)可能促進(jin)健(jian)康，但(dan)后(hou)來對(dui)一部(bu)分抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)行大量(liang)臨(lin)床試(shi)驗(yan)得到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)結果(guo)并(bing)沒有(you)顯(xian)示出補充(chong)(chong)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)（維生素C）的(de)(de)(de)好處(chu)，甚(shen)至(zhi)發現(xian)大劑(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)補充(chong)(chong)某(mou)些(xie)公認的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)（硒、維生素E）會使(shi)罹(li)(li)患某(mou)些(xie)疾(ji)病的(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)風險上升一到(dao)(dao)(dao)五個百分點。瑞典哥(ge)德堡大學(xue)薩爾葛(ge)蘭斯卡研究(jiu)院(Sahlgrenska Academy)研究(jiu)指出，抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)會加速肺癌(ai)及(ji)其他(ta)癌(ai)細(xi)胞的(de)(de)(de)進(jin)展惡化。 另外也有(you)一個持續數年的(de)(de)(de)跟蹤(zong)研究(jiu)證實大劑(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)在可以使(shi)罹(li)(li)患心(xin)血(xue)管疾(ji)病的(de)(de)(de)風險降低65%，但(dan)具體(ti)機(ji)理不明。抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)在其他(ta)諸多領域(yu)也有(you)用途，比如(ru)食品(pin)和化妝品(pin)防腐劑(ji)(ji)(ji)(ji)以及(ji)延緩橡膠的(de)(de)(de)老化降解。

生物體應對氧化的方法

對于生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)代謝有一種(zhong)自相矛(mao)盾的(de)(de)(de)(de)(de)情況，雖然大(da)部分(fen)地(di)球上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)需要氧(yang)(yang)(yang)氣來維持生(sheng)(sheng)存(cun)，但(dan)同(tong)時氧(yang)(yang)(yang)氣又是一種(zhong)高反(fan)應活性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)子，可以通過(guo)產(chan)生(sheng)(sheng)活性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)破壞生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)。所以生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)中建立了一套由抗氧(yang)(yang)(yang)化的(de)(de)(de)(de)(de)代謝產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)和酶(mei)構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)復雜網絡(luo)系統(tong)，通過(guo)有抗氧(yang)(yang)(yang)化作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)代謝中間體(ti)(ti)和產(chan)物(wu)(wu)(wu)(wu)與酶(mei)之間的(de)(de)(de)(de)(de)協(xie)同(tong)配合(he)使(shi)得重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)細胞成(cheng)分(fen)比(bi)如DNA、蛋白質(zhi)(zhi)和脂類(lei)免受氧(yang)(yang)(yang)化損傷。抗氧(yang)(yang)(yang)化系統(tong)大(da)體(ti)(ti)上(shang)(shang)通過(guo)兩種(zhong)方式實現(xian)抗氧(yang)(yang)(yang)化作(zuo)用，一種(zhong)是通過(guo)阻(zu)止(zhi)活性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)來實現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)，另一種(zhong)是在(zai)(zai)這(zhe)些(xie)活性(xing)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)對細胞的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要成(cheng)分(fen)造(zao)成(cheng)損傷之前清除它們來達(da)到抗氧(yang)(yang)(yang)化作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)。然而(er)(er)這(zhe)些(xie)活性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)也有重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)細胞功能(neng)，比(bi)如在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)化反(fan)應中充當氧(yang)(yang)(yang)化還原信號分(fen)子。因此(ci)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)中抗氧(yang)(yang)(yang)化系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用不是氧(yang)(yang)(yang)化性(xing)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)徹底地(di)全部清除，而(er)(er)是將這(zhe)些(xie)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)保持在(zai)(zai)適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)平。

在細(xi)胞內產生的活性(xing)氧物種包括過氧化氫（H2O2）、次氯(lv)酸（HClO）、自由基(ji)(ji)(ji)(ji)例如(ru)羥基(ji)(ji)(ji)(ji)自由基(ji)(ji)(ji)(ji)（·OH）和超氧根(gen)（O2?）。羥基(ji)(ji)(ji)(ji)自由基(ji)(ji)(ji)(ji)特別不穩定(ding)，能無(wu)特異性(xing)地迅速與大多數生物分子(zi)反(fan)應(ying)。這類物種主(zhu)要是由金屬(shu)催化過氧化氫還原(yuan)（比如(ru)芬頓反(fan)應(ying)）產生的。這些氧化劑通過引發鏈反(fan)應(ying)比如(ru)脂(zhi)質(zhi)(zhi)的過氧化反(fan)應(ying)、或(huo)(huo)氧化DNA和蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)破(po)壞細(xi)胞。受到(dao)損(sun)害的DNA如(ru)果沒有得(de)到(dao)修復會(hui)引起突(tu)變(bian)、誘發癌癥。對蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)造成(cheng)的損(sun)傷會(hui)使酶的活性(xing)受到(dao)抑制(zhi)，蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)發生變(bian)性(xing)或(huo)(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過與(yu)被過度還(huan)原的光(guang)合反(fan)應中(zhong)心反(fan)應避免活性氧物種的產(chan)生。

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