自由基、活性氧、氧化应激、氧化、抗氧化剂；这些术语在科学和非科学背景下都有使用，尽管它们的含义和彼此之间的关系经常令人困惑。这些分子具有非常重要的生物学作用。首先，让我们来解释一下这些术语。
自由基
自由基是任何具有不成对电子的分子物质，因此高度不稳定和反应性。通过贡献或接受电子，它们可以分别充当氧化剂或还原剂。自由基是由多种正常生物过程产生的，包括有氧代谢和致病防御机制。它们也可能是由于辐射、污染物和香烟烟雾等外部暴露造成的。
活性氧
活性氧（ROS）是含氧自由基的一个子集。一些最常见的活性氧包括羟基自由基、超氧阴离子和过氧化氢 (H 2 O 2 )。通过氧化磷酸化过程，线粒体是超氧阴离子和过氧化氢的最大产生者。代谢率高的细胞会产生更多的活性氧。活性氮 (RNS) 是非 ROS 自由基的一个例子。一氧化氮 (NO) 是最常见的 RNS，在L-精氨酸代谢过程中产生。
抗氧化剂如何发挥作用？
抗氧化剂可以对抗自由基，它们以两种不同的方式发挥作用。酶抗氧化剂的作用是将有害的 ROS 分解或转化为 H 2 0 2，然后转化为水。超氧化物歧化酶（SOD）催化两种超氧阴离子转化为过氧化氢和氧气。虽然过氧化氢也是一种活性氧，但它对细胞的毒性远低于超氧阴离子。随后，另一种酶抗氧化剂过氧化氢酶将 H 2 0 2进入水中。谷胱甘肽、维生素 E 和维生素 C 等非酶抗氧化剂通过直接与自由基反应发挥作用。例如，谷胱甘肽具有游离的巯基，是自由基攻击的一个有吸引力的目标。然后自由基被猝灭，氧化型谷胱甘肽被谷胱甘肽还原酶回收。
什么是氧化应激？
只要抗氧化剂和自由基之间存在不平衡，氧化应激就会发生，从而导致大量不受控制的反应性自由基物质的产生。氧化应激会导致 DNA、蛋白质和脂质受损，并产生巨大影响。 ROS参与类风湿关节炎、心脏和血管功能障碍以及癌症等多种炎症性疾病的发病机制。最近的一篇综述概述了 ROS 在肿瘤微环境中的作用。
然而，ROS 也参与多种生理过程。从生理学角度来看，ROS 是重要的信号分子，可促进细胞增殖、分化和成熟。 ROS在突触可塑性、免疫反应和免疫代谢、心肌功能和氧传感中发挥着重要作用。过氧化氢是多种激酶介导的信号通路的重要调节剂。同样，RNS在生理和病理机制中都有作用。
