什麼是抗氧化劑-抗氧化劑的介紹

抗氧化劑是什麼，有哪些是抗氧化劑。

什麼是抗氧化劑

人體的抗氧化劑有自身合成的，也有由食物供給的。較強的抗氧化劑如紅色奇蹟蝦青素等，一般人類無法合成，必須從食物中等攝取的。抗氧化劑是指能防止或延緩食品氧化，提高食品的穩定性和延長貯存期的食品添加劑。抗氧化劑的正確使用不僅可以延長食品的貯存期、貨架期，給生產者、消費者帶來良好的經濟效益，而且給消費者帶來更好的食品安全。

①食物中抗氧化劑能夠保護食物免受氧化損傷而變質。

②在人體消化道內具有抗氧化作用，防止消化道發生氧化損傷。

③吸收後可在機體其他組織器官內發揮作用。

④來源於食物的某些具有抗氧化作用的提取物可以作為治療藥品。抗氧化劑的作用機理包括鰲合金屬離子、清除自由基、淬滅單線態氧、清除氧、抑制氧化酶活性等。

舉例：如維生素A、C、E;類胡蘿蔔素(蝦青素、角黃素、葉黃素，β-胡蘿蔔素等);微量元素：硒、鋅、銅和錳等。

抗氧化劑的介紹

根據溶解性抗氧化劑可分為兩大類：水溶性抗氧化劑和脂溶性抗氧化劑。水溶性抗氧化劑通常存在於細胞質基質和血漿中，脂溶性抗氧化劑則保護細胞膜的脂質免受過氧化 。這些化合物或在人體內生物合成或通過膳食攝取。不同抗氧化劑以一定範圍的濃度分佈於體液和組織中 。谷胱甘肽和輔酶Q10主要存在於細胞中，而其他抗氧化劑比如尿酸它們的分佈更為廣泛(詳見下表)。一些抗氧化劑由於既有抗氧化作用也是重要的病原體和致病因子所以只存在於某些特定機體組織中。

一些化合物通過與過渡金屬配位螯合來阻止金屬在細胞中催化自由基的產生，從而起到抗氧化防禦的作用。這種抗氧化防禦手段中特別重要的一點是要將鐵離子通過配位螯合隔離起來，因為鐵離子是一些鐵結合蛋白(iron-binding proteins)比如運鐵蛋白和鐵蛋白能發揮作用的關鍵。硒和鋅通常被認為是抗氧化營養素(antioxidant nutrients)，這兩種元素本身沒有抗氧化作用但會對一些抗氧化酶的活性起到作用。

抗氧化代謝產物 溶解性 人血清中的濃度(μM) 肝組織中的濃度(μmol/kg)

抗壞血酸 (維生素C) 水溶性 50 ? 60 260 (人體)

谷胱甘肽 水溶性 4 6,400 (人體)

硫辛酸 水溶性 0.1 ? 0.7 4 ? 5 (白鼠)

尿酸 水溶性 200 ? 400 1,600 (人體)

胡蘿蔔素 脂溶性 β-胡蘿蔔素: 0.5 ? 1

視黃醇 (維生素A): 1 ? 3

5 (人體,全部胡蘿蔔素)

α-生育酚 (維生素E) 脂溶性 10 ? 40 50 (人體)

泛醌 (輔酶Q) 脂溶性 5 200 (人體)

尿酸

尿酸是血液中濃度最高的抗氧劑。尿酸是嘌呤代謝的中間產物，由黃嘌呤通過黃嘌呤氧化酶氧化產生，是一種有抗氧化性的氧嘌呤(oxypurine)。在大部分陸地動物體內，尿酸氧化酶可催化尿酸進一步氧化成尿囊素,但人和一些高級靈長類動物的尿酸氧化酶基因不發揮作用，所以尿酸在體內不會進一步分解。尿酸氧化酶功能在人類進化過程中丟失的原因仍是一個有待探討的問題。尿酸的抗氧化性使研究者們推測這種突變有利於早期的靈長類動物和人類 。對生物高海拔環境適應性的研究結果支持這樣一種假設：尿酸作為抗氧化劑可以緩解由高原低氧引發的氧化應激。在氧化應激所促發疾病的動物實驗中發現尿酸可以預防或緩解疾病，研究者們將其歸因於尿酸的抗氧化特性。關於尿酸抗氧化機理的研究結果也支持這一提議 。

對於多發性硬化症，Gwen Scott解釋了尿酸作為抗氧化劑對於多發性硬化症的重要意義，血清中的尿酸水平與多發性硬化症的發生率呈相反的關係，因為多發性硬化症的病人血清中的尿酸水平低，而患有通風的病人很少患有這種疾病。更重要的是尿酸可用於治療實驗性質的變態反應性腦脊髓症--一種多發性硬化症的動物模型。總之，雖然尿酸作為抗氧化劑的機理是得到很好支持的，但聲稱體內尿酸水平影響患多發性硬化症風險的這一説法仍存爭議 且需要更多的研究。

尿酸是所有血液抗氧化劑中濃度最高的`，人血清中總抗氧化能力的一半是由它貢獻的。尿酸的抗氧化活性很複雜，它不能與一些氧化劑比如超氧化物反應，但能對過氧亞硝基陰離子(peroxynitrite)、過氧化物和次氯酸起到抗氧化作用。

抗壞血酸

抗壞血酸或稱維生素C是植物和動物體內的單糖氧化-還原催化劑。在靈長類動物的進化過程中，突變的發生使得機體中一種用於合成維生素C所必需的酶丟失，所以人類必須從飲食中攝取維生素C。其他大部分動物都具備在體內合成維生素C的功能因而無需通過食物補充。通過氧化L-脯氨酸殘基得到4-羥基-L-脯氨酸可將前膠原(procollagen)轉化為膠原蛋白，這個過程需要維生素C的參與，氧化後的維生素C在其他細胞中經蛋白二硫鍵異構酶(protein disulfide isomerase，PDIA)和谷氧還原酶(glutaredoxins)的催化被谷胱甘肽還原。維生素C是一種有還原性的氧化還原催化劑，可中和諸如過氧化氫這類的活性氧物種。維生素C除了有直接的抗氧化效果外，它也是還原酶抗壞血酸過氧化物酶(ascorbate peroxidase)的底物，這種酶對植物的抗逆性有特別重要的作用。維生素C以較高的含量普遍存在於植物的各個部位中，特別是在葉綠體中的濃度可以高達20mmol/L。

谷胱甘肽

谷胱甘肽是一種含有半胱氨酸的多肽,存在於多數需氧生物體內。它不能從膳食中攝入而是在細胞內從相應的氨基酸合成而來。由於半胱氨酸上的巰基具有還原性，能在氧化後再被還原，所以谷胱甘肽有抗氧化功能。在細胞內，谷胱甘肽在被一些代謝物和酶比如谷胱甘肽-抗壞血酸循環(Glutathione-ascorbate cycle)中的抗壞血酸鹽、谷胱甘肽過氧化物酶、谷氧還蛋白氧化或直接和一些氧化性物質反應後，可被谷胱甘肽還原酶(glutathione reductase)還原恢復回還原態。鑑於它在細胞內的高濃度和在細胞氧化還原態中所扮演的中心角色，谷胱甘肽是最重要的細胞抗氧化劑之一。在一些生物體中谷胱甘肽會被其他一些含巰基的多肽所代替，比如在放線菌中被mycothiol(AcCys-GlcN-Ins)替代、在革蘭氏陽性菌中被bacillithiol(Cys-GlcN-mal)替代、在動質體中被錐蟲基硫(Trypanothione)替代。

褪黑素

褪黑素是一種強大的抗氧化劑。它可以輕易的穿過細胞膜和血腦屏障，和其他抗氧化劑不同，它不參與到還原循環(Redox Cycling)中。像維生素C這種參與氧化還原循環中的抗氧化劑可能會起到促氧化劑的作用從而促進自由基的形成。褪黑素一旦被氧化就不能還原回去，因為氧化後的褪黑素會與自由基形成幾種穩定的最終產物。因此褪黑素被稱作終端抗氧化劑(terminal antioxidant) 。

生育酚和生育三烯酚(維生素E)

維生素E是由生育酚和生育三烯酚構成的8種相關化合物的統稱，它們是一類具有抗氧化功能的脂溶性維生素。在這類化合物中，由於人體優先吸收和代謝α-生育酚，所以α-生育酚的生物利用度最大，也是已經被研究的最多的。

據稱α-生育酚是最重要的脂溶性抗氧化劑。它清除遊離的自由基中間體並且停止自由基的鏈增長，以此保護細胞膜免受有過氧化鏈反應產生的過氧化脂質的破壞，由此產生的氧化態α-生育酚自由基可被其他抗氧化劑比如維生素C、視黃醇或泛醇還原，使其重新回到活性還原態繼續起到抗氧化作用。相關研究發現是α-生育酚而非水溶性抗氧化劑起到有效保護缺少谷胱甘肽過氧化物酶4(GPX4)的細胞避免其死亡的作用，而GPX4是已知的唯一一種能有效減少生物膜中過氧化脂質的酶，這一研究發現與α-生育酚的細胞膜抗氧化作用是一致。

但是還尚不清楚其他的幾種維生素E在抗氧化作用中的角色和重要性 。儘管γ-生育酚作為親核試劑可以和親電性的誘突變物質反應，而生育三烯酚對於保護神經元免受損壞起到重要作用，但是對於除α-生育酚外的其他幾種維生素E在抗氧化方面的作用仍知之甚少。