活性氧

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活性氧是中國的一個科技名詞。

漢字是世界上最古老的文字之一，已有六千多年的歷史。從倉頡造字的古老傳說到公元前1000多年前甲骨文的發現，漢字有着深厚的歷史底蘊。後來的演變經歷了幾千年的漫長曆程，在形體上逐漸由圖形變為筆畫，象形變為象徵，複雜變為簡單；在造字原則上從表形、表意到形聲。

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名詞解釋

活性氧（ROS）是指在生物體內與氧代謝有關的、含氧自由基和易形成自由基的過氧化物的總稱。實例包括過氧化物，超氧化物，羥基自由基，單線態氧，和α-氧。

在生物學背景下，ROS形成為氧的正常代謝的天然副產物，並且在細胞信號傳導和體內平衡中具有重要作用。然而，在環境壓力（例如，紫外線或熱暴露）期間，ROS水平會急劇增加。這可能會對細胞結構造成嚴重損害，這被稱為氧化應激。ROS的產生受植物中應激因子反應的強烈影響，這些增加ROS產生的因素包括乾旱，鹽度，寒冷，營養缺乏，金屬毒性和UV-B輻射。ROS也由外源性源如電離輻射產生。

產生

活性氧（reactiveoxygenspecies，ROS）是O2，帶電子後的產物，包括氧的一電子產物氧負離子O2-、二電子產物過氧化氫（H2O2，）、三電子產物羥基自由基（OH-）、一氧化氮等，半衰期較短，脂溶性。體內活性氧主要是在線粒體電子傳遞鏈由Ⅲ狀態向狀態IV轉換中產生，線粒體高O2的環境，使高還原態的呼吸鏈有電子由呼吸鏈底物端和氧端漏出，並交給O2，而生成O2-。正常時，約2%的氧參與活性氧的產生；生理條件下，適量的活性氧可促進免疫、修復、存活、生長等。消除活性氧的抗氧化體系分為酶系和非酶系，酶系有超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、穀胱甘肽過氧化物酶（GPx）等，非酶系主要是還原型穀胱甘肽（GSH）、維生素C/E等。細胞內高水平穀胱甘肽GSH，CAT（H2O2酶）、穀胱甘肽過氧化物酶（GPx）、超氧化物歧化酶SOD、環孢素、抗凋亡因子Bcl-2，可下調活性氧的產生水平。

線粒體中活性氧的產生

體內90%以上的O2，在線粒體中被消耗。O2一方面作為呼吸鏈的終端電子受體參與產生ATP的氧化磷酸化反應，維持能量代謝；另一方面，O2通過一系列化學反應，有時可生成氧自由基、活性氧（ROS）、活性氮（RNS）、脂類（RH）過氧化物等，脂類過氧化物有烷氧基（RO-）/烷過氧基（ROO-）/氫過氧化物（ROOH）等。線粒體產生活性氧的速率，受線粒體內膜跨膜電位的調節。線粒體呼吸鏈複合物Ⅰ的異咯秦半醌（FAD）、泛醌、複合物Ⅲ的細胞色素b566、輔酶Q氧化時漏電子，可產生活性氧；線粒體NADPH氧化酶和黃嘌呤氧化酶可催化生成O2-，線粒體的髓過氧化物酶MPO可催化生成OH-，線粒體蛋白激酶C可催化生成H2O2。

線粒體受外界因素刺激時，包括射線、高壓氧、香煙煙霧、空氣污染、鉛、鉻、釩、抗癌藥、抗生素、殺蟲劑、麻醉藥、高血糖、炎症因子、腫瘤壞死因子TNF-a/MLR（microcystin）、高血脂、缺血、乙醛、缺氧等，活性氧產生明顯增加。血管內皮生長因子受體、轉化生長因子B受體、胰島素樣生長因子受體、胰島素受體、血管緊張素受體ATIR、瘦素受體通路等高度活化時，也可使活性氧產生明顯增加。

測定方法

在生物系統中，游離活性氧量很低，因此測定時需要靈敏的方法如脈衝射解、電子自旋共振等技術，但儀器較昂貴。由線粒體產生的H2O2，存在時間較長，能使DCFH探針的熒光物被氧化成DCF（二氯熒光素雙乙酸鹽），DCF可被酯酶裂解成二氯熒光素，以二氯熒光素為基礎的熒光法，可檢測H2O2、O2-和OH-，這種方法較簡單，但特異性較低。以亞鐵血紅素過氧化物酶/辣根過氧化物酶催化H2O2氧化熒光物、產生熒光素的熒光法，特異性和靈敏度較高;通過測定活性氧損傷的產物如脂質過氧化物（oxLDL）和DNA損傷產物（8-羥基鳥嘌呤）等，可間接反映活性氧產量。不成對電子使H2O2，等帶有順磁共振特性，可被EPR光譜法測量，但需要特殊的設備。使用氧化還原反應中分子間能量轉移，使發光氨還原後可與O2-，反應產生產物並發光，這種方法非常靈敏，已經用於測定完整細胞、單獨的線粒體及線粒體亞顆粒中的O2-含量。