抗氧化劑，在體內，食品，日用品，是用于衰減有害反應的通用術語或消除物質的氧參與工業原料。特別是生化或營養中是指該物質抑制在狹義上過氧化脂質，在廣義上還生物氧化應激的活性氧物種的原因惡化或食品（氧自由基，羥基自由基，超氧陰離子，過氧化氫包含物質通過掃氣有助于反應為無害的，等）^?。在該反應中，由于抗氧化劑本身被氧化，有抗氧硫醇，抗壞血酸或多酚等通常作來還原劑。

一些抗氧化劑是來自生物體，而其他則被合成為食品或工業原料的添加劑。抗氧化劑的使用范圍不僅限于防止氧合反應，而且通常還用于終止自由基反應和氧化還原反應。在本文中，我們將著重于有氧生物體內抗氧化劑的解釋，并解釋抗氧化劑作為醫學或食品添加劑的用途。

首先，從生化的角度來看，在大多數有氧生物中，體內大多數分子氧是通過線粒體中的ATP產生而消耗的，最后通過酶將其還原為水分子。轉換后（有關詳細信息，請參閱線粒體和電子傳輸系統文章），少量的氧氣被用作羥化代謝反應中加氧酶的底物。還應注意，即使活性氧物種也作為殺菌劑在白細胞內部生成，表現為被白細胞吞噬的細菌，或用作局部化學介質，例如活性氧信號傳導，在代謝系統控制位置和反應目標的狀態下，積極使用氧氣。

涉及氧氣的氧化反應對于生命極為重要，但由于分子氧具有很高的反應活性，因此作為化學物質的分子氧會轉化為活性氧。該過程是非生物化學的，并且不一定限于生物材料和酶的參與。因此，在適當的環境中，活生物體和肉類等食品便是這種情況，但是氧通過活性氧過程被改變，對周圍的水，不飽和脂質和其他易氧化的生物物質產生不利的化學作用。引起反應^[8]。在這種情況下，活性氧過程是自由基鏈反應，它使體內最豐富的水開始使鏈中的其他物質自由基化（有關詳細信息，請參見活性氧）。脂質過氧化物自由基通過與周圍的生物物質發生反應進一步破壞細胞，例如使細胞膜和蛋白質變性并引起DNA裂解。這種生物反應被稱為氧化應激，并導致細胞損傷和細胞死亡。

此時，生化系統中存在抗氧化劑的意義在于從系統中除去活性氧和相關物質，以消除與生物材料反應的活性氧和自由基中間體。通過與之反應來阻止由氧氣引起的有害反應。或者，存在一系列酶，也稱為抗氧化劑酶，它們不與活性氧等直接反應，而是催化分解和代謝。酶具有底物特異性，如果活性氧分子的類型不同，則所涉及的酶也將不同，并且存在多種酶來使某些活性氧分子的底物分子運動，并且散布的位置也根據酶的類型而不同。具體地，其是過氧化氫的例子之一，如果它的活性氧酶是過氧化氫酶的作用下被分解成水和分子氧。或者，有些酶可以使有害的氧氣衍生產品解毒，例如超氧化物歧化酶和過氧化物酶。一些小分子抗氧化劑作為這些酶的底物或輔基參與了不良反應的控制。例如過氧化氫酶分解過氧化單獨消除氫，但作為一種抗氧化劑是已知的谷胱甘肽消耗谷胱甘肽過氧化物過氧化氫代謝和脂質過氧化物的襯底。

產生活性氧的位置的代表性例子包括線粒體和葉綠體。在這兩種情況下，一種以金屬為酶活性中心的被稱為“電子傳輸系統”的氧化酶復合物都能有效地重復氧化還原反應并形成能量代謝的基礎。盡管如此，還是有輕微的代謝損失，中心金屬主要通過副反應Fenton反應產生活性氧。

適應由活性氧引起的氧化應激的這種化學進化產生了各種體內抗氧化劑。作為從海洋生物向陸地生物進化的一部分，陸地植物已開始生產海洋生物中未發現的抗氧化劑，例如抗壞血酸（維生素C），多酚，類黃酮和生育酚。此外，自侏羅紀晚期以來在地上生長的被子植物使許多抗氧化劑的顏料多樣化。這意味著在光合作用過程中抵御活性氧損害的化學物質已經多樣化并變得更加復雜。

接下來，從營養和食品化學的觀點來看，通過氧化所存儲的食物的金屬離子或改變食物的成分，可以使氧氣難以吸收到活體內，從而可以改變香氣和外觀。輸了。不僅如此，在植物油必需脂肪酸是由分子氧的自由基反應，變色，其固化進一步有毒酸敗引起稱為不良反應^[15]?。食品中的食品添加劑抗壞血酸和α-生育酚通常用于防止食品等質量下降。

這種抗氧化劑不僅用作食品，還用作防止藥物和化妝品變化的抗氧化劑。在工業上，抗氧化劑BHA，BHT及其衍生物被廣泛用于防止橡膠，合成樹脂和汽油因氧化而變質。

氧化應激是引起許多人類疾病的原因之一，引起人們的關注，并且出于預防疾病或維護健康的目的，氧化應激已被廣泛研究或用作候選藥物或營養補充劑。例如，對中風和神經退行性疾病的治療的研究是突出的^[18]。但是，目前尚不清楚氧化應激是疾病的原因還是結果，抗氧化劑物質尚未在制藥領域進行研究。

在另一方面，在膳食補充品的領域的一些材料是市售，抗氧化劑，健康維護和惡性腫瘤，冠狀動脈心臟疾病，高原反應被廣泛地用于預防的目的。但是，對于某些補充劑，早期研究表明補充劑抗氧化劑可以改善健康狀況，但是在某些情況下，以后的臨床試驗中未發現這種作用。有些人報告說過量可能有害。

抗氧化劑，例如維生素C和E，是已知的能夠獨立抑制涉及氧氣的有害反應的物質。通常在低分子量抗氧化劑中發現這種抗氧化劑，并且在許多情況下，它們會引起反應，從而終止氧自由基或由其衍生的自由基。由于許多低分子抗氧化劑是易于氧化的良好還原劑，因此它們不僅會與自由基直接反應，而且經常會協助如下所述的涉及酶的抗氧化劑反應。當低分子量抗氧化劑直接參與反應時，反應的選擇性低，并且各種氧化劑與抗氧化劑反應。在另一方面，抗氧化酶參與確定氧化劑通過酶促抗氧化劑的小分子作為還原劑進行反應。

聚合抗氧化劑可大致分為氧化酶和礦物質運輸/?儲存蛋白。即，生物體內存在多種氧化酶，并且存在以底物本身代謝活性氧的酶，以及分解并代謝所產生的有害過氧化物的其他酶。也有一些酶會返回“還原的抗氧化劑”，例如維生素C和E，這些酶已通過與氧化劑反應而氧化形成氧化劑，并將其再循環為還原形式。因此，一些氧化酶表示間接的抗氧化劑直接參與或再循環也被認為是一種抗氧化劑。

這些被認為是抗氧化劑的氧化酶中的許多都消耗電子受體，例如谷胱甘肽和維生素C作為底物。換句話說，抗氧化劑作為還原劑的存在對于酶對過氧化物物質的代謝至關重要。必須注意酶的特性，即“酶反應是可逆反應，只會增加反應速率”。換句話說，由于體內存在大量電子受體，因此逆反應不是問題。然而，在營養和食品科學等非生物條件下，根據條件被認為是生物體內抗氧化劑的氧化酶在加工成食品的狀態下會加速涉及氧氣的逆反應。這樣做可能會消耗抗氧化劑或產生活性氧，從而降低食品的新鮮度和質量。

這些氧化酶中有許多在酶的活性中心具有微量的礦物質，如鐵，錳，銅和硒原子。這些金屬元素易受氧化還原反應的影響。

另一方面，這些微量礦物質體內的ADME需要處于特定的氧化態。例如，鐵不被人體吸收，因為鐵（III）離子依賴于特定的膜轉運蛋白^[34]，但是鐵（II）離子是螯合物（在某些情況下，諸如乳鐵蛋白，檸檬酸等聚合物。可能是小分子）。此外，轉鐵蛋白通過與鐵（III）離子結合而在體內存儲和運輸。可以用其他微量礦物質類似地觀察到這種氧化態的特異性。換句話說，通過螯合低分子或特定蛋白質，痕量礦物質以對每種情況有利的氧化態運輸和存儲。即使在微量礦物質中，鐵離子也可能與酶結合而成為酶修復因子，但金屬離子在體內環境中可能具有氧化還原功能。然而，在許多情況下，痕量礦物質只有在體內環境中作為酶假體因子置于酶的活性中心時才具有氧化還原功能。在任何情況下，由于摻入微量礦物質元素的氧化酶以底物特異性方式催化其抗氧化作用，因此微量礦物質是涉及氧化酶的抗氧化劑生物系統的關鍵。氧化酶的豐度也是一個與微量礦物質元素的運輸和儲存有關的分子，微量礦物質元素是螯合低或高分子微量金屬元素的生物物質。它間接改變了人體的抗氧化功能。因此，就生物系統而言，螯合物質如轉鐵蛋白和鐵蛋白被視為抗氧化劑。

活性氧在細胞中形成自由基，例如過氧化氫?（H?₂?O?₂）和羥基自由基（·OH）和超氧陰離子?（O-?）
2。羥基自由基特別不穩定，會立即與許多生物分子發生非特異性反應。本種芬頓反應以形成過氧化氫通過金屬催化的氧化還原反應，如^[38]?。這些氧化劑會引發化學鏈反應，從而氧化脂肪，DNA和蛋白質并損害細胞^[5]。DNA修復機制很少引起修復錯誤，導致突變和癌癥^[39]?[40]，而蛋白質破壞是酶抑制和變性。，蛋白水解的原因。

在諸如電子傳輸系統之類的代謝能量合成機制中使用氧氣的區域中，會產生副反應來產生活性氧。換句話說，超氧陰離子作為副產物在電子傳輸系統中產生。特別重要的是復合物III?對輔酶Q的還原作用，它形成高反應性自由基（Q?·?^?）作為中間體。這種不穩定的中間體會引起電子的“泄漏”，導致電子直接轉移到氧氣上，而不是正常的電子傳輸反應，從而形成超氧陰離子。過氧化物也由復合物I中還原的黃素蛋白的氧化產生。盡管這些酶可以合成氧化劑，但電子傳輸系統對形成過氧化物的其他過程的相對重要性尚不清楚。此外，植物，藻類，藍細菌中包括，但活性氧種光合作用過程中發生，特別是當生產的高強度的條件。這種效果是光抑制在盡管被類胡蘿卜素抵消，但它涉及抗氧化劑與過度還原的光合作用反應中心的反應，從而阻止了活性氧的形成。