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(jin)而啟動鏈反(fan)應。當鏈反(fan)應發生在細(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)，細(xi)胞(bao)(bao)受(shou)到破壞(huai)或凋亡。抗氧化劑(ji)則能去除自由基(ji)，終止連鎖(suo)反(fan)應并且(qie)抑制(zhi)其它氧化反(fan)應，同(tong)時其本身(shen)被氧化。抗氧化劑(ji)通常是(shi)還原(yuan)劑(ji)，例如硫醇、抗壞(huai)血(xue)酸、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(huo)抗氧化酶的抑(yi)制劑，則會引發氧化應激，導(dao)致細胞的損傷(shang)和死亡。

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使用,特別是(shi)(shi)在對(dui)中風和神(shen)經退化(hua)性疾(ji)病(bing)的治療中有深入研究。此外氧化(hua)應(ying)激也是(shi)(shi)一些(xie)疾(ji)病(bing)的誘因和結果。

抗氧化劑被(bei)廣泛應用在營養補充(chong)劑(ji)(ji)(ji)中。對于一些疾(ji)病比如癌(ai)癥、冠(guan)心(xin)病甚(shen)至高原反應的預(yu)防作用已(yi)經得(de)到研(yan)究(jiu)(jiu)。盡管(guan)先(xian)前的初步研(yan)究(jiu)(jiu)表明(ming)補充(chong)抗氧(yang)(yang)化劑(ji)(ji)(ji)可(ke)能促進(jin)健康，但后來(lai)對一部(bu)分(fen)抗氧(yang)(yang)化劑(ji)(ji)(ji)進(jin)行大(da)量臨床試驗得(de)到的結果并沒有(you)顯示出補充(chong)抗氧(yang)(yang)化劑(ji)(ji)(ji)（維(wei)生素C）的好處，甚(shen)至發(fa)現(xian)大(da)劑(ji)(ji)(ji)量補充(chong)某(mou)些公(gong)認的抗氧(yang)(yang)化劑(ji)(ji)(ji)（硒、維(wei)生素E）會(hui)(hui)使罹(li)患(huan)(huan)某(mou)些疾(ji)病的相對風險上升一到五(wu)個(ge)(ge)百分(fen)點(dian)。瑞典哥德堡大(da)學薩爾葛蘭斯卡研(yan)究(jiu)(jiu)院(Sahlgrenska Academy)研(yan)究(jiu)(jiu)指出，抗氧(yang)(yang)化劑(ji)(ji)(ji)會(hui)(hui)加(jia)速(su)肺癌(ai)及其他癌(ai)細胞的進(jin)展(zhan)惡化。 另外也有(you)一個(ge)(ge)持(chi)續數年(nian)的跟蹤研(yan)究(jiu)(jiu)證實大(da)劑(ji)(ji)(ji)量的抗氧(yang)(yang)化劑(ji)(ji)(ji)在可(ke)以使罹(li)患(huan)(huan)心(xin)血管(guan)疾(ji)病的風險降低65%，但具體機理不明(ming)。抗氧(yang)(yang)化劑(ji)(ji)(ji)在其他諸多領(ling)域也有(you)用途，比如食(shi)品(pin)和化妝(zhuang)品(pin)防腐劑(ji)(ji)(ji)以及延緩橡膠的老化降解(jie)。

生物體應對氧化的方法

對于生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)代(dai)謝有(you)一(yi)種(zhong)自相矛盾的(de)(de)(de)(de)情況，雖然大(da)部分(fen)(fen)地球(qiu)上的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)需要(yao)(yao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣來(lai)維持(chi)生(sheng)存，但同(tong)時氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣又(you)是(shi)一(yi)種(zhong)高反應活性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)，可以通(tong)(tong)過(guo)產(chan)生(sheng)活性(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)破壞生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)。所(suo)以生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)中建立(li)了(le)一(yi)套由(you)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)代(dai)謝產(chan)物(wu)(wu)(wu)和酶構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)復(fu)雜網絡系(xi)統(tong)，通(tong)(tong)過(guo)有(you)抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用的(de)(de)(de)(de)代(dai)謝中間體(ti)和產(chan)物(wu)(wu)(wu)與酶之間的(de)(de)(de)(de)協(xie)同(tong)配(pei)合使得(de)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)細胞(bao)(bao)成(cheng)分(fen)(fen)比如DNA、蛋白質(zhi)和脂類免受氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)損傷。抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)大(da)體(ti)上通(tong)(tong)過(guo)兩種(zhong)方式實(shi)現抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用，一(yi)種(zhong)是(shi)通(tong)(tong)過(guo)阻(zu)止活性(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)來(lai)實(shi)現的(de)(de)(de)(de)，另一(yi)種(zhong)是(shi)在(zai)這些(xie)活性(xing)(xing)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)對細胞(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)重要(yao)(yao)成(cheng)分(fen)(fen)造成(cheng)損傷之前清除它們來(lai)達到抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作用的(de)(de)(de)(de)。然而(er)這些(xie)活性(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)也(ye)有(you)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)細胞(bao)(bao)功能，比如在(zai)生(sheng)化(hua)(hua)反應中充當氧(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)中抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)作用不是(shi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)徹底地全部清除，而(er)是(shi)將這些(xie)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)保持(chi)在(zai)適當的(de)(de)(de)(de)水(shui)平。

在(zai)細(xi)胞內產生的活性(xing)氧物(wu)(wu)種包括過氧化(hua)氫(qing)（H2O2）、次(ci)氯酸（HClO）、自由基(ji)(ji)例如羥基(ji)(ji)自由基(ji)(ji)（·OH）和超氧根（O2?）。羥基(ji)(ji)自由基(ji)(ji)特別(bie)不穩(wen)定(ding)，能無特異(yi)性(xing)地迅速與大多數生物(wu)(wu)分子反(fan)應。這類物(wu)(wu)種主要是(shi)由金屬催化(hua)過氧化(hua)氫(qing)還原（比如芬頓反(fan)應）產生的。這些氧化(hua)劑通過引(yin)(yin)發(fa)鏈反(fan)應比如脂(zhi)質的過氧化(hua)反(fan)應、或氧化(hua)DNA和蛋(dan)(dan)白質破壞細(xi)胞。受(shou)到(dao)損害的DNA如果沒有得到(dao)修復(fu)會(hui)引(yin)(yin)起(qi)突變(bian)、誘(you)發(fa)癌癥。對(dui)蛋(dan)(dan)白質造成(cheng)的損傷會(hui)使酶(mei)的活性(xing)受(shou)到(dao)抑(yi)制，蛋(dan)(dan)白質發(fa)生變(bian)性(xing)或降(jiang)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(guo)與被過(guo)度(du)還原的光合反應(ying)(ying)中心反應(ying)(ying)避(bi)免活性氧物種(zhong)的產生。

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