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(er)啟(qi)動(dong)鏈反(fan)應(ying)。當鏈反(fan)應(ying)發(fa)生在細胞中，細胞受到破壞或凋亡。抗氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)則能去除自(zi)由(you)基，終止連(lian)鎖反(fan)應(ying)并且抑(yi)制其(qi)它氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)，同時(shi)其(qi)本身(shen)被(bei)氧(yang)化(hua)(hua)。抗氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)通常是還原劑(ji)，例如硫醇、抗壞血酸、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)(yang)化酶(mei)的抑(yi)制劑(ji)，則會引發氧(yang)(yang)化應激，導致細胞(bao)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(de)(de)使用,特別是在對中風和神經退化(hua)(hua)性疾病(bing)的(de)(de)治(zhi)療中有深入(ru)研究(jiu)。此(ci)外氧化(hua)(hua)應激(ji)也是一些疾病(bing)的(de)(de)誘因和結果。

抗氧化劑被廣泛應用(yong)在(zai)營養補充(chong)(chong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)中。對于一(yi)些(xie)疾病(bing)(bing)(bing)比如(ru)癌癥(zheng)、冠(guan)心(xin)(xin)病(bing)(bing)(bing)甚至高原反應的(de)預防作用(yong)已經得到研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。盡管先前(qian)的(de)初步研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)表(biao)明補充(chong)(chong)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)可能(neng)促(cu)進(jin)健康，但后來對一(yi)部(bu)分(fen)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)行大量(liang)臨床試驗(yan)得到的(de)結果并(bing)沒(mei)有顯示出補充(chong)(chong)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)（維生素C）的(de)好處，甚至發現大劑(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)補充(chong)(chong)某(mou)些(xie)公認(ren)的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)（硒、維生素E）會(hui)使罹(li)患(huan)某(mou)些(xie)疾病(bing)(bing)(bing)的(de)相對風(feng)險上升一(yi)到五個百分(fen)點。瑞典哥(ge)德堡大學薩爾葛(ge)蘭斯卡(ka)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(Sahlgrenska Academy)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)指出，抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)會(hui)加(jia)速肺(fei)癌及(ji)其他癌細胞的(de)進(jin)展惡化(hua)(hua)(hua)。 另(ling)外也(ye)有一(yi)個持續數年(nian)的(de)跟蹤(zong)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)證(zheng)實大劑(ji)(ji)(ji)(ji)量(liang)的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)可以使罹(li)患(huan)心(xin)(xin)血管疾病(bing)(bing)(bing)的(de)風(feng)險降(jiang)低65%，但具(ju)體機(ji)理不明。抗(kang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)其他諸多領域也(ye)有用(yong)途，比如(ru)食品和化(hua)(hua)(hua)妝(zhuang)品防腐劑(ji)(ji)(ji)(ji)以及(ji)延緩橡膠的(de)老化(hua)(hua)(hua)降(jiang)解。

生物體應對氧化的方法

對于生(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)代(dai)(dai)謝有(you)一(yi)(yi)種(zhong)自相矛盾(dun)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)，雖(sui)然大部分地球上的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)需要氧(yang)(yang)(yang)氣來(lai)維持生(sheng)存，但同時氧(yang)(yang)(yang)氣又(you)是一(yi)(yi)種(zhong)高反應(ying)活(huo)(huo)(huo)性(xing)的(de)(de)(de)分子(zi)，可(ke)以通過(guo)產生(sheng)活(huo)(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)破壞生(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)。所以生(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)中(zhong)建(jian)立(li)了一(yi)(yi)套由抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)代(dai)(dai)謝產物(wu)(wu)和酶(mei)構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)復雜網(wang)絡系統，通過(guo)有(you)抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)代(dai)(dai)謝中(zhong)間(jian)體(ti)(ti)和產物(wu)(wu)與酶(mei)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)協同配合使得(de)重(zhong)要的(de)(de)(de)細胞成(cheng)分比(bi)如(ru)DNA、蛋白質(zhi)和脂類免受氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)損(sun)傷。抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)系統大體(ti)(ti)上通過(guo)兩種(zhong)方(fang)式實現抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)，一(yi)(yi)種(zhong)是通過(guo)阻(zu)止活(huo)(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)產生(sheng)來(lai)實現的(de)(de)(de)，另一(yi)(yi)種(zhong)是在(zai)這(zhe)些(xie)活(huo)(huo)(huo)性(xing)物(wu)(wu)質(zhi)對細胞的(de)(de)(de)重(zhong)要成(cheng)分造(zao)成(cheng)損(sun)傷之(zhi)前清除它們來(lai)達到抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)。然而這(zhe)些(xie)活(huo)(huo)(huo)性(xing)氧(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質(zhi)也有(you)重(zhong)要的(de)(de)(de)細胞功能(neng)，比(bi)如(ru)在(zai)生(sheng)化(hua)(hua)(hua)(hua)反應(ying)中(zhong)充當氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)還原信號分子(zi)。因此生(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)中(zhong)抗氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)系統的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)不(bu)是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)物(wu)(wu)質(zhi)徹底地全部清除，而是將這(zhe)些(xie)物(wu)(wu)質(zhi)保持在(zai)適當的(de)(de)(de)水(shui)平(ping)。

在細(xi)胞(bao)內產(chan)生的(de)活性氧(yang)(yang)物種包括過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化氫（H2O2）、次氯酸（HClO）、自(zi)由基(ji)(ji)(ji)例(li)如羥基(ji)(ji)(ji)自(zi)由基(ji)(ji)(ji)（·OH）和超(chao)氧(yang)(yang)根（O2?）。羥基(ji)(ji)(ji)自(zi)由基(ji)(ji)(ji)特別不穩定，能無特異性地迅速與大(da)多(duo)數生物分子反(fan)應。這類物種主要是由金屬催化過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化氫還原(yuan)（比如芬頓反(fan)應）產(chan)生的(de)。這些氧(yang)(yang)化劑通過(guo)(guo)引(yin)發(fa)鏈反(fan)應比如脂質(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)(bai)質(zhi)(zhi)破(po)壞細(xi)胞(bao)。受到損(sun)害的(de)DNA如果沒有得到修復會引(yin)起突變、誘發(fa)癌癥。對蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)造成的(de)損(sun)傷會使酶的(de)活性受到抑制(zhi)，蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)發(fa)生變性或(huo)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(bei)過度還原(yuan)的光合反(fan)應中心反(fan)應避(bi)免活性(xing)氧物種的產生。

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