在過去的幾十年里，“抗氧化”這個(gè)詞越來越多的出現(xiàn)在我們的生活中。其實(shí)，“抗氧化”只是個(gè)簡稱，它的全名叫作“抗氧化自由基”。所以，想弄清抗氧化到底在抗什么？先一起來了解一下“自由基”是什么。

自由基（free radicals, FRs）指的是那些游離存在的，含有1個(gè)或1個(gè)以上不配對電子的分子、離子、原子或原子團(tuán)，它們是機(jī)體正常代謝的產(chǎn)物?！白杂苫本哂泻軓?qiáng)的化學(xué)反應(yīng)活性，很容易和周圍的分子發(fā)生反應(yīng)。所以，自由基與其他分子發(fā)生反應(yīng)的這個(gè)過程被叫做“氧化”，相對的消滅和抑制“自由基”的過程，就被叫做“抗氧化”。

正常情況下，機(jī)體的氧化與抗氧化處于一種動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)，但在患病或衰老等狀態(tài)下會(huì)出現(xiàn)由于自由基水平升高而導(dǎo)致的病理現(xiàn)象[1]。

最常見的自由基

自由基的種類包括：活性氧及氧自由基、脂類自由基和脂類過氧化物、半醌類自由基等。其中，活性氧(ROS)是機(jī)體內(nèi)最常見的自由基[2]，而線粒體呼吸是內(nèi)源性活性氧生成的主要細(xì)胞內(nèi)場所。

線粒體作為整個(gè)細(xì)胞乃至生命體進(jìn)行各項(xiàng)生命功能活動(dòng)的樞紐和核心，承擔(dān)著細(xì)胞能量（腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP））生成、細(xì)胞凋亡的主開關(guān)等多種重要功能。而線粒體這些生理功能主要是通過調(diào)整能量代謝和活性氧的生成實(shí)現(xiàn)的[3]。

對線粒體來說活性氧是一柄“雙刃劍”，其在生理濃度時(shí)廣泛參與細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和生命過程，而過量時(shí)又能引起線粒體功能障礙，表現(xiàn)為線粒體的形態(tài)變化和功能喪失。線粒體膜電位（MMP）的破壞是線粒體功能障礙的主要標(biāo)志。MMP的丟失導(dǎo)致線粒體電子傳遞鏈缺陷、代謝耗氧量減少、ATP消耗和低能代謝。從而發(fā)生氧化應(yīng)激，抑制細(xì)胞脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA和RNA的正常功能[4]。

因此，如何保持細(xì)胞內(nèi)的氧化與抗氧化平衡（氧化還原平衡），既不過度氧化損傷，也不過度抗氧化而影響正常的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，對健康非常重要[5]。

ROS水平與健康影響：劑量-反應(yīng)模型[6]

加速衰老——活性氧和線粒體氧化損傷的后果

目前的研究顯示，活性氧與衰老及衰老過程中的多種年齡相關(guān)疾病，如心血管疾?。–VD）和神經(jīng)退行性疾?。∟DD）等發(fā)生的氧化損傷密切相關(guān)。這種持續(xù)的活性氧和線粒體氧化損傷積累最終將導(dǎo)致病理生理改變、功能下降且加速衰老[6]。

神經(jīng)退行性疾病（Neurodegenerative diseases, NDDs）

NDD的特征是動(dòng)態(tài)進(jìn)行性神經(jīng)細(xì)胞損傷和神經(jīng)元丟失，通常包括阿爾茨海默?。ˋD）和帕金森?。≒D）。老齡化被認(rèn)為是NDD的主要風(fēng)險(xiǎn)因素，老齡化過程中累積的氧化損傷則是惡化的主要原因[6]。由于大腦具有較高的脂肪含量、代謝率和相對較低的細(xì)胞再生能力，導(dǎo)致大腦區(qū)域的神經(jīng)細(xì)胞特別容易受到活性氧的損傷。目前，在帕金森病、AD和肌萎縮側(cè)索硬化癥的病例中，已經(jīng)報(bào)道了活性氧引起的特定腦區(qū)損傷。

炎癥性腸?。↖nflammatory bowel disease, IBD）

IBD包括慢性復(fù)發(fā)性炎癥性疾病，即克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎。IBD的確切病因仍不清楚。然而，人們普遍認(rèn)為IBD是由遺傳、腸道微生物群、宿主免疫系統(tǒng)和環(huán)境因素等組合因素引起的。這些因素與腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)破壞的結(jié)果相互作用，導(dǎo)致腸道炎癥反應(yīng)失調(diào)。由于炎癥與活性中間體（包括活性氧和氮）的形成密切相關(guān)，氧化應(yīng)激成為IBD病理生理學(xué)的潛在機(jī)制。

癌癥

在許多類型的癌癥中，與正常細(xì)胞相比，氧化應(yīng)激增加是常見的特征。活性氧與癌癥屬于互相促進(jìn)的關(guān)系?；钚匝跽T導(dǎo)的DNA和蛋白質(zhì)損傷可通過與腫瘤細(xì)胞增殖、存活和腫瘤進(jìn)展相關(guān)的細(xì)胞信號通路促進(jìn)癌癥的發(fā)生。癌細(xì)胞的代謝水平高于正常細(xì)胞；它們可以持續(xù)產(chǎn)生并維持較高的活性氧濃度，以維持其高增殖率。產(chǎn)生的活性氧又可導(dǎo)致DNA氧化損傷，進(jìn)而在DNA中產(chǎn)生突變，從而增強(qiáng)衰老和致癌過程。

糖尿病

大量證據(jù)表明，氧化應(yīng)激在糖尿病的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。因?yàn)橐认偻ǔ＞哂休^低的活性氧解毒能力，因此對活性氧誘導(dǎo)的損傷很敏感。研究表明，ROS在II型糖尿?。═2DM）胰島素抵抗的發(fā)展和胰腺β細(xì)胞功能的降低中起著重要作用[7]。

心血管疾病

心肌細(xì)胞中有大量的線粒體，這也使得它們更容易受到氧化損傷。除了活性氧生成的線粒體途徑外，線粒體和NADPH氧化酶之間存在串?dāng)_，NADPH氧化酶是血管中活性氧的主要來源，通過失調(diào)或解偶聯(lián)eNOS影響血管功能，導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙。與涉及線粒體功能障礙的其他ROS誘導(dǎo)的損傷以及ROS誘導(dǎo)的大分子損傷（例如氧化低密度脂蛋白）一起，它們都有助于CVD的發(fā)病機(jī)制和進(jìn)展[6]。

氧化應(yīng)激理論在衰老和老年性疾病中的應(yīng)用綜述[6]

人體的對抗——機(jī)體自身的抗氧化防御系統(tǒng)

既然我們的身體一直在代謝產(chǎn)生活性氧，難免會(huì)出現(xiàn)一些問題導(dǎo)致對身體的損害，那我們就只能束手無策了嗎？

不，其實(shí)人體也相對應(yīng)的進(jìn)化出了一套完整的抗氧化防御系統(tǒng)。人體的抗氧化防御系統(tǒng)，包括內(nèi)源性（酶和非酶）抗氧化劑，如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）及谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）（將H2O2轉(zhuǎn)化為水）等；和主要來源于膳食的外源性抗氧化劑，如親水性的自由基清除劑（VC和谷胱甘肽（glutathione，GSH），與親脂性的自由基清除劑，即生育酚、類黃酮、類胡蘿卜素和輔酶Q（均直接清除O2－·和·OH及1O2）。

內(nèi)源性和外源性抗氧化劑共同（如協(xié)同）作用，以保持或重新建立氧化還原平衡[5]。

抗氧化劑作為一種防御性因子，可對抗體內(nèi)自由基的效應(yīng)，不僅能消除ROS，還能調(diào)節(jié)細(xì)胞的氧化還原狀態(tài)，使氧化還原信號轉(zhuǎn)導(dǎo)成為可能。其通過抑制起始和延伸步驟，導(dǎo)致反應(yīng)終止并延緩氧化過程[8]，抑制疾病惡化的氧化機(jī)制[9]。

許多健康組織（如美國衛(wèi)生部等）建議，應(yīng)該攝取富含天然抗氧化劑的全食物，其包含營養(yǎng)素（如維生素）和植物化學(xué)物質(zhì)（如多酚）。事實(shí)上，人類是不能夠從頭合成這些抗氧化成分，而植物性食物，如蘋果、李子、香蕉、西紅柿、土豆、洋蔥、西蘭花等是這些抗氧化劑成分的天然來源[5]。因此也有越來越多的研究開始探索從食物中提取這些天然抗氧化劑，其中，最突出的代表有VC、VE、類胡蘿卜素和黃酮類化合物。

美國抗氧化補(bǔ)充劑的發(fā)展趨勢[6]

展望——進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，探索最佳改善方案

當(dāng)前，已經(jīng)有服用抗氧化化合物與食用天然食品（如水果、蔬菜、糧食等）的人類流行病學(xué)研究，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，植物化學(xué)物質(zhì)和營養(yǎng)成分對健康有益。植物性食物中的物質(zhì)可能比補(bǔ)充單一的、高劑量的化合物更安全和健康。

而植物性食物的有益活性可能源于兩個(gè)主要因素：

1）一般在天然食物基質(zhì)中的營養(yǎng)和非營養(yǎng)物質(zhì)濃度都較低；

2）除了VC，這些常見的天然抗氧化劑中多由結(jié)構(gòu)不同的化合物組成，例如，到目前為止已經(jīng)鑒定了600多種類胡蘿卜素且其中約50種可能會(huì)出現(xiàn)在人類膳食中[10]。因此植物化學(xué)成分和營養(yǎng)物質(zhì)的復(fù)雜混合物是共同作用或協(xié)同作用的。

某些研究中觀察到矛盾的結(jié)果，可能是由于補(bǔ)充時(shí)未考慮這兩個(gè)因素[5]。

此外，老齡化和與年齡有關(guān)的疾病往往是多因素、異質(zhì)性和多層面的。單一的成分僅針對導(dǎo)致衰老和年齡相關(guān)疾病的幾個(gè)因素中的一個(gè)方面，不足以對復(fù)雜、異質(zhì)的器官功能障礙途徑產(chǎn)生生理顯著影響。且慢性病發(fā)病時(shí)間往往不明確，進(jìn)展可能需要幾年時(shí)間。因此，可能存在一個(gè)特定的“關(guān)鍵窗口”，在疾病發(fā)病前或疾病早期的最佳時(shí)間服用抗氧化劑可以改善ROS誘發(fā)損傷。

未來幾年的研究也應(yīng)致力于更深入的研究，進(jìn)一步檢測氧化應(yīng)激在年齡相關(guān)疾病發(fā)病機(jī)制和衰老過程中的作用，闡明氧化應(yīng)激與年齡相關(guān)疾病和衰老過程之間的因果關(guān)系。同時(shí)也要更多的評估這些不同化合物的成分和相互間的協(xié)同效應(yīng)，探索關(guān)于抗氧化劑的最優(yōu)組合干預(yù)方案。

參考文獻(xiàn)
1. 三峽大學(xué)學(xué)報(bào)?2004?26（6）：563-567．
2. 中國醫(yī)藥出版社,2000.
3. Ageing Research Reviews, 2013, 12(4): 907-917.
4. Arabian Journal of Chemistry, 2012, 5(4): 489-499.
5. 食品科學(xué),2015,36(07):268-277.
6. Ageing Res Rev. 2020;57:100982.
7. Cell Physiol Biochem. 2017;44(2):532-553.
8. Life Sciences, 2006, 78(8): 803-811.
9. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2010, 11(1): 210-218.
10. Journal of the American Dietetic Association, 1996, 96(7): 693-702.

|本文由湯臣倍健營養(yǎng)健康研究院內(nèi)容團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)編輯

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