氧化应激和细胞损伤

美国一项研究表明，所有好氧生物依赖氧气来完成代谢和正常的生理功能。美国就医机构爱诺美康了解到，在好氧生物的代谢途径中，自由基（freeradical)如活性氧（ROS)[如超氧阴离子、羟自由基（OFT)、过氧化氢等]会作为副产物源源不断地生成。

同样当生物个体暴露于烟、阳光及电离辐射等外界因素时，也会产生自由基。例如，超氧化物阴离子的产量估计为总消耗氧的1%~5%，相当于我们身体每年产生超过2kg的超氧化物阴离子。大部分的内源性自由基都是在线粒体及过氧化物酶中生成的。在一些疾病中，尤其是自身免疫性疾病，机体细胞持续的暴露于因免疫应激而升高的自由基中。

美国就医机构爱诺美康了解到，活性氧的生物学效应与其在机体中的浓度有关。当处于低浓度时，自由基发挥着非常重要的作用：

①为免疫细胞所用来杀死病毒和其他病原体；

②在肝脏中产生以中和毒素（异生素系统）；

③激活细胞凋亡途径等。而若自由基的浓度过高时，则会使机体处于氧化应激的状态。术语“氧化应激”本质上是指氧化剂（自由基）的产生与抗氧化剂防御之间的不平衡，氧化剂水平过高，可能导致细胞损伤。换句话说，活性氧与细胞中的不同分子发生（氧化）反应，并扰乱其结构和生理功能。

活性氧和各种细胞内容物之间的反应会导致可逆及不可逆的修饰，这可能会带来严重的恶果。活性氧单因素或与主要病因学因素相结合，导致多种疾病，如肿瘤、高血压和动脉粥样硬化、阿尔茨海默病、肺损伤及衰老的发生。

美国就医机构爱诺美康了解到，通过不同的防御机制抵御氧化应激作用对细胞内容物的有害影响，通过DNA修复酶、小分子量的抗氧化剂，通过细胞凋亡途径来废弃受损细胞。

首先也是重要的防御措施之一是小分子量的细胞抗氧化剂，包括谷胱甘肽（GSH)、类胡萝卜素、维生素E和维生素C。

第二道防线机制涉及具有抗氧化性质的酶，如各种超氧化物歧化酶（SOD)和过氧化氢酶。

氧化应激有可能来源于：

(1)由于突变而引起抗氧化防御酶活性降低，导致抗氧化剂水平降低，如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶或消耗抗氧化防御系统的毒素；外源物会通过与谷胱甘肽结合来进行代谢，虽然外源物不会直接导致氧化应激，但由于高浓度的外源物耗竭了谷胱甘肽，间接导致了氧化应激。同时由于微量元素及抗氧化剂的缺乏也会导致氧化应激。

(2)活性氧的过量生成。例如，当机体或细胞暴露于过量的自由基或物理（如电离辐射等）条件及化学（如农药等）物质中，又或者当自身免疫系统被过度激活时产生的物质过量时（如慢性炎性疾病中吞噬细胞的不适当活化），都会导致过量的活性氧的生成。

如果当氧化应激的水平超过细胞中的抗氧化剂时，逃离的活性氧有可能会损伤细胞内容物，如DNA、RNA、蛋白质、脂质和核苷酸库。当然细胞中也有一系列修复途径从DNA和核苷酸库存中清除这些被修饰的氧化DNA。人体内每天每个细胞会被内源性的自由基攻击而产生大约10000次的损伤。