自由基、活性氧、氧化應(yīng)激、氧化、抗氧化劑；這些術(shù)語在科學(xué)和非科學(xué)背景下都有使用，盡管它們的含義和彼此之間的關(guān)系經(jīng)常令人困惑。這些分子具有非常重要的生物學(xué)作用。首先，讓我們來解釋一下這些術(shù)語。

自由基

自由基是任何具有不成對電子的分子物質(zhì)，因此高度不穩(wěn)定和反應(yīng)性。通過貢獻(xiàn)或接受電子，它們可以分別充當(dāng)氧化劑或還原劑。自由基是由多種正常生物過程產(chǎn)生的，包括有氧代謝和致病防御機(jī)制。它們也可能是由于輻射、污染物和香煙煙霧等外部暴露造成的。

活性氧

活性氧（ROS）是含氧自由基的一個子集。一些最常見的活性氧包括羥基自由基、超氧陰離子和過氧化氫 (H 2 O 2 )。通過氧化磷酸化過程，線粒體是超氧陰離子和過氧化氫的最大產(chǎn)生者。代謝率高的細(xì)胞會產(chǎn)生更多的活性氧。活性氮 (RNS) 是非 ROS 自由基的一個例子。一氧化氮 (NO) 是最常見的 RNS，在L-精氨酸代謝過程中產(chǎn)生。

抗氧化劑如何發(fā)揮作用？

抗氧化劑可以對抗自由基，它們以兩種不同的方式發(fā)揮作用。酶抗氧化劑的作用是將有害的 ROS 分解或轉(zhuǎn)化為 H 2 0 2，然后轉(zhuǎn)化為水。超氧化物歧化酶（SOD）催化兩種超氧陰離子轉(zhuǎn)化為過氧化氫和氧氣。雖然過氧化氫也是一種活性氧，但它對細(xì)胞的毒性遠(yuǎn)低于超氧陰離子。隨后，另一種酶抗氧化劑過氧化氫酶將 H 2 0 2進(jìn)入水中。谷胱甘肽、維生素 E 和維生素 C 等非酶抗氧化劑通過直接與自由基反應(yīng)發(fā)揮作用。例如，谷胱甘肽具有游離的巰基，是自由基攻擊的一個有吸引力的目標(biāo)。然后自由基被猝滅，氧化型谷胱甘肽被谷胱甘肽還原酶回收。

什么是氧化應(yīng)激？

只要抗氧化劑和自由基之間存在不平衡，氧化應(yīng)激就會發(fā)生，從而導(dǎo)致大量不受控制的反應(yīng)性自由基物質(zhì)的產(chǎn)生。氧化應(yīng)激會導(dǎo)致 DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)受損，并產(chǎn)生巨大影響。 ROS參與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、心臟和血管功能障礙以及癌癥等多種炎癥性疾病的發(fā)病機(jī)制。最近的一篇綜述概述了 ROS 在腫瘤微環(huán)境中的作用。

然而，ROS 也參與多種生理過程。從生理學(xué)角度來看，ROS 是重要的信號分子，可促進(jìn)細(xì)胞增殖、分化和成熟。 ROS在突觸可塑性、免疫反應(yīng)和免疫代謝、心肌功能和氧傳感中發(fā)揮著重要作用。過氧化氫是多種激酶介導(dǎo)的信號通路的重要調(diào)節(jié)劑。同樣，RNS在生理和病理機(jī)制中都有作用。