第二章 文獻回顧
第四節 自由基與活性氧
第四節 自由基與活性氧 一、自由基來源
有許多研究報告指出(20)，自由基在癌症、心血管疾病及老化上，
均扮演極重要的角色，而人體在代謝過程中亦會產生活性氧與自由基，
在正常狀態下，人體之抗氧化系統會與自由基對抗取得一個平衡，以 維持生體正常生理，唯當此平衡遭到破壞時，活性氧與自由基就會攻 擊細胞組織、細胞膜及危害基因物質，造成細胞變異、傷害，甚至死 亡，而此平衡之破壞，日積月累不斷形成與累積，亦可能導致多種疾 病之發生(21)。
二、自由基定義
自由基為具有不成對電子的粒子，含括了分子，離子與原子，其 化性相當的不穩定，由於外層電子不滿足八隅體的狀態，所以自由基 會藉由搶奪其他粒子的電子，而使自己達到穩定的狀態，然而在此同 時，被搶奪的粒子又會形成另一個自由基，如此的循環不停持續下去 的結果，即所謂自由基的「鏈反應」(20) (21)。
三、自由基種類
自由基與活性氧的種類很多，大部分的自由基與活性氧處於較 不穩定的狀態，大多是瞬間產生，半衰期很短(22)，反應性較非自由 基分子高，易與其它分子發生反應，對人體有重大的影響。氧可經
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由電子轉移及能量轉移成為反應性較強的含氧分子稱為活性氧。含 氧的自由基就稱為氧自由基，氧自由基和其他非自由基活性氧合稱 為具反應性含氧物種。
四、活性氧來源(9)
人體利用氧氣產生能量的過程中，超過 98％的氧分子會轉化成 水分，其餘的會變成活性氧（Reactive oxygen species，ROS）或氧自 由基（Oxygen free radicals）。其形成原因分為：
1.體內的生物合成：
人體內所產生最重要的自由基是一氧化氮（Nitric oxide，NO），它與 神經及免疫系統的運作有著極大的關係，缺乏會導致免疫系統失調。
2.體內新陳代謝產物：
粒腺體是細胞內產生能量和進行氧化作用的主要位置，因為是進行氧 化作用的地方，因此也是產生自由基的主要地點。
3.外來刺激：
輻射、紫外線、化學治療、發炎細胞激素、環境毒素汙染等。
正常生物體會自行將過多的活性氧中和，但是隨著環境的污染及生活 的壓力等這些外源性因素過多，造成生物體無法中和過多的活性氧，
進而產生疾病。
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五、活性氧的種類(2)
1.超氧自由基（Superoxide radical,．O2
－）：
是指氧分子多了一個額外電子的超氧化物，是人體正常代謝脂肪與碳 水化合物的產物，也是最先產生和最多的一種自由基，會誘發其他自 由基的產生。雖然其半衰期極短，可是自由基會引發一聯串的連鎖反 應而產生二級與三級產物，進而對人體造成傷害。
2.羥基自由基（Hydroxyl radical,．OH）：
破壞力最強的自由基，是代謝過氧化氫以及輻射線所產生。對細胞的 傷害性較大，因其能通過細胞膜和體內的鐵和銅發生反應，而產生破 壞性極大的羥基自由基（． OH），它會攻擊細胞膜造成細胞死亡，
也會使油脂氧化酸敗。
3.過氧化氫（Hydrogen peroxide, H2O2）：
由超氧自由基代謝氫氧基後產生，或由吞噬細胞經氧化還原作用而生，
可用來殺死數種細菌及真菌，其穩定性較其他自由基強，但會通過細 胞膜和體內的鐵及銅發生 Fenton 反應，而產生破壞性極大的氫氧自 由基（．OH）而擴大傷害範圍。
Fe2+ ＋ H2O2 → Fe3+ ＋．OH ＋ OH－
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4.單重態氧（Singlet oxygen, 1O2）：
是一個強氧化劑，沒有未配對的電子，因此不能稱為自由基，但是電 子逆向旋轉，造成氧分子處於能階較高的激發狀態，很多分子如不飽 和脂肪酸可以與它結合，使之形成反應較差的基態氧（Ground state oxygen）。1O2在體內主要是氧經由紫外線照射而產生，易與氧反應產 生自由基及脂質氧化。
5.脂質過氧化物（Lipid hydroperoxide, ROO．）：
是一個良好的氧化劑，易與其他分子發生去氫作用。主要是經由脂質 過氧化連鎖反應，對於非脂質如蛋白質，是藉由加熱或金屬離子的作 用裂解為 ROO．，此物質是對細胞有毒性的，除了使脂質氧化，亦 導致蛋白質氧化或酵素不活化。
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第五節 抗氧化物(7) (9)