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)啟動(dong)鏈反(fan)應(ying)。當鏈反(fan)應(ying)發生在細胞(bao)中，細胞(bao)受(shou)到破(po)壞(huai)或凋(diao)亡。抗(kang)氧(yang)化劑則能(neng)去除自由基(ji)，終止連鎖反(fan)應(ying)并且抑制其(qi)它氧(yang)化反(fan)應(ying)，同時其(qi)本身被氧(yang)化。抗(kang)氧(yang)化劑通(tong)常是還(huan)原劑，例如硫醇、抗(kang)壞(huai)血(xue)酸、多(duo)酚(fen)類(lei)。

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)化酶的(de)抑制(zhi)劑，則會引發氧(yang)化應激，導致(zhi)細胞(bao)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用(yong),特別是在對(dui)中風和神經退化(hua)性疾病(bing)的治療中有深入研究。此外氧化(hua)應激也(ye)是一些(xie)疾病(bing)的誘因和結果。

抗氧化劑被廣泛應用(yong)在(zai)營(ying)養補(bu)充(chong)劑(ji)(ji)中。對于一(yi)(yi)些疾病(bing)比如癌癥(zheng)、冠(guan)心病(bing)甚至(zhi)高原(yuan)反應的(de)(de)預防(fang)(fang)作用(yong)已(yi)經得(de)到研究(jiu)。盡管(guan)先前的(de)(de)初(chu)步研究(jiu)表明補(bu)充(chong)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)可(ke)(ke)能促進(jin)健康，但(dan)后來對一(yi)(yi)部分抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)進(jin)行大量(liang)臨床試驗得(de)到的(de)(de)結(jie)果(guo)并沒有(you)顯示出補(bu)充(chong)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)（維生素C）的(de)(de)好處(chu)，甚至(zhi)發現大劑(ji)(ji)量(liang)補(bu)充(chong)某(mou)些公認的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)（硒、維生素E）會(hui)使(shi)罹患某(mou)些疾病(bing)的(de)(de)相(xiang)對風險(xian)上(shang)升一(yi)(yi)到五(wu)個百分點。瑞典哥(ge)德堡大學薩爾葛蘭(lan)斯卡研究(jiu)院(Sahlgrenska Academy)研究(jiu)指出，抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)會(hui)加(jia)速肺(fei)癌及(ji)其他癌細胞的(de)(de)進(jin)展惡化(hua)(hua)。 另外也有(you)一(yi)(yi)個持續(xu)數年(nian)的(de)(de)跟蹤研究(jiu)證(zheng)實大劑(ji)(ji)量(liang)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)在(zai)可(ke)(ke)以使(shi)罹患心血(xue)管(guan)疾病(bing)的(de)(de)風險(xian)降低65%，但(dan)具體機理不(bu)明。抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)在(zai)其他諸多領域也有(you)用(yong)途，比如食(shi)品(pin)和化(hua)(hua)妝品(pin)防(fang)(fang)腐(fu)劑(ji)(ji)以及(ji)延緩橡(xiang)膠的(de)(de)老化(hua)(hua)降解。

生物體應對氧化的方法

對于生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)代(dai)謝(xie)有一(yi)種自相(xiang)矛盾的(de)(de)情況，雖(sui)然(ran)大(da)部分(fen)(fen)地球上的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)需要(yao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)來維(wei)持(chi)生(sheng)(sheng)存，但(dan)同時氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)又是一(yi)種高反(fan)應活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)分(fen)(fen)子，可以(yi)通過產生(sheng)(sheng)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質破壞生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)。所以(yi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)中建立了一(yi)套由抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)代(dai)謝(xie)產物(wu)(wu)和酶(mei)(mei)構成(cheng)的(de)(de)復(fu)雜網絡系統(tong)，通過有抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用的(de)(de)代(dai)謝(xie)中間體(ti)(ti)和產物(wu)(wu)與酶(mei)(mei)之間的(de)(de)協同配合使得(de)重要(yao)的(de)(de)細胞(bao)成(cheng)分(fen)(fen)比如DNA、蛋白質和脂類免受氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)損(sun)傷。抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系統(tong)大(da)體(ti)(ti)上通過兩種方式實(shi)現抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用，一(yi)種是通過阻(zu)止(zhi)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質的(de)(de)產生(sheng)(sheng)來實(shi)現的(de)(de)，另一(yi)種是在(zai)這些活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)物(wu)(wu)質對細胞(bao)的(de)(de)重要(yao)成(cheng)分(fen)(fen)造成(cheng)損(sun)傷之前清除它們來達到抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用的(de)(de)。然(ran)而(er)這些活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)物(wu)(wu)質也有重要(yao)的(de)(de)細胞(bao)功能，比如在(zai)生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)反(fan)應中充當(dang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)還原(yuan)信號分(fen)(fen)子。因此(ci)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)中抗(kang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)系統(tong)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用不是氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)(xing)物(wu)(wu)質徹(che)底地全部清除，而(er)是將(jiang)這些物(wu)(wu)質保(bao)持(chi)在(zai)適當(dang)的(de)(de)水平。

在細(xi)胞內產生(sheng)的(de)活(huo)性(xing)氧物(wu)種包括(kuo)過(guo)氧化氫（H2O2）、次氯(lv)酸（HClO）、自(zi)由(you)基(ji)(ji)例如(ru)(ru)羥基(ji)(ji)自(zi)由(you)基(ji)(ji)（·OH）和超氧根（O2?）。羥基(ji)(ji)自(zi)由(you)基(ji)(ji)特別不穩定，能無(wu)特異(yi)性(xing)地迅(xun)速與大多數生(sheng)物(wu)分子反應。這(zhe)類物(wu)種主要(yao)是由(you)金屬催化過(guo)氧化氫還原（比(bi)如(ru)(ru)芬頓(dun)反應）產生(sheng)的(de)。這(zhe)些氧化劑通過(guo)引(yin)發(fa)鏈反應比(bi)如(ru)(ru)脂質(zhi)(zhi)的(de)過(guo)氧化反應、或氧化DNA和蛋白(bai)質(zhi)(zhi)破壞細(xi)胞。受(shou)到(dao)損害的(de)DNA如(ru)(ru)果沒有(you)得(de)到(dao)修復會引(yin)起(qi)突(tu)變、誘(you)發(fa)癌癥(zheng)。對蛋白(bai)質(zhi)(zhi)造(zao)成的(de)損傷會使酶的(de)活(huo)性(xing)受(shou)到(dao)抑制，蛋白(bai)質(zhi)(zhi)發(fa)生(sheng)變性(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(tong)過(guo)與被(bei)過(guo)度(du)還原的光(guang)合(he)反應中(zhong)心反應避(bi)免活性氧物種的產生。

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