细胞中ROS的主要来源。From a review by Novo and Parola, 2008.]]
活性氧类(reactive oxygen species,ROS)又称活性氧物种、活性含氧物,简称活性氧,是较氧分子化学性质更为活跃的含氧代谢产物或由其衍生的含氧物质。活性氧大多为氧的不完全还原反应所产生的含氧化合物,且一般多指生物有氧代谢过程中的一种副产物。
若是生物来源的活性氧,其主要源自线粒体呼吸链的电子漏失,为细胞有氧代谢的天然副产物。在低剂量时,可作为信号分子;在高剂量时,则会引起氧化应激(oxidative stress),进而损伤DNA、蛋白质和脂质。活性氧在生物体内可参与细胞生长增殖、发育分化、衰老和凋亡以及许多生理和病理过程。
分类
活性氧类物质一般分为:“自由基类”(含有未成对电子,以自由基形式存在),和“非自由基类”(无未成对电子,不以自由基形式存在的非自由基),且一般为具有高活性的中间产物;在体内多作为氧化剂,少数作为还原剂或是兼具氧化性和还原性。
- 自由基类活性氧,即为含氧自由基,或俗称“氧自由基”,有:超氧阴离子(superoxide anion)、羟自由基(hydroxyl radical)、过氧化氢自由基、烷自由基和过氧自由基(脂质过氧化过程中的中间体)等。
- 非自由基类活性氧,有:各种过氧化物(如:过氧化氢)、单线态氧(单重态氧,singlet oxygen,¹O₂)、次氯酸等。
作用
活性氧类的粒子相当微小,且由于核外存在未配对的自由电子而十分活跃,具有很强的化学反应活性。过高的活性氧水平会对细胞和基因结构造成损坏。ROS是正常氧代谢後,由氧形成的天然副产物,并且在细胞信号传导,和保持机体恒常性中起很大作用。在时间以及外界环境影响下(例如暴露于紫外线或热源下等),ROS的量会急剧增多。引起这种改变的原因有可能是由于细胞结构出現明显的损坏。这种显现,被称为氧化应激。ROS也可能由外界的因素生成,如致电离辐射。
生物损伤防御机制
通常,细胞都会通过酶(例如超氧化物歧化酶)的作用来减少ROS对细胞的损伤作用。某些小分子,如维生素C和维生素E,尿酸及谷胱甘肽也作为细胞抗氧化物质而发挥着重要作用,經由清除自由基而防止ROS對細胞造成傷害。细胞外的抗氧化物质的作用小的多,在血浆中的最重要的抗氧化物质为尿酸。
参考资料
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