自由基
自由基
什么是自由基？
自由基，系氧在体内新陈代谢后所产生的物质，它的活性极强，可与任何物质发生强烈的反应。在正常生理情况下，如遇细菌、霉菌、病毒或异物等侵入时，体内的防御系统会通知吞噬细胞准备应战，于是吞噬细胞经由相关酵素的催化，产生超氧阴离子自由基，以清除细菌或受感染细胞；换言之，体内必须具备一定量的自由基作为预防、抵御疾病的武器。若受到异常环境的影响，例如辐射线或紫外线、抽烟、农药、空气物等、甚至心理压力、生活不正常、熬夜焦虑也会产生自由基。一旦体内自由基的数量超过人体正常防御的范围，就会产生「自由基连锁反应」，促使蛋白质、碳水化合物、脂质等细胞基本构成物质，遭受氧化而成为新的自由基，再去氧化别人；不断的恶性循环下，人体的功能因此逐渐损伤败坏，各种疾病就接踵而至。
正常的化学物质是由原子与分子构成，同时携带成对电子来维持化学状态的安定；而自由基即是含有不成对电子的原子或分子，因此它急需抢夺其它原子或分子的电子凑对，才能解除它的野性，转为安定状态；然而，若是自由基豪夺的对象是蛋白质、碳水化合物、脂质，这些失去电子的氧化态物质会再去抢夺其他电子，最后体内的细胞膜、蛋白质及核酸遭到氧化，多数的器官、系统均会受到影响。
活性氧与自由基
在自然界中，氧是以安定的三重态氧（triplet state oxygen, 3O2）存在。安定的氧分子可经由不同的途径活化形成1O2（singlet oxygen）、O2-˙（superoxide anion）、H2O2、˙OH（hydroxyl redical）等自由基与活性氧，这些物质统称为活性氧分子（reactive oxygen species；ROS）（Chen et al., 1998）。先前已论述过自由基和活性氧会经过生物性及环境因子而产生，并且经由连锁反应形成更多的自由基。此外，一些较不具活性的自由基也会经由期间的交互作用产生更具活性的自由基。例如﹕O2-˙+NO˙→ONNO-（peroxynitrite）；超氧阴离子（O2-˙）在过度金属（Fe3+或Cu2+）的催化作用而产生最具破坏活性的氢氧自由基（˙OH）（ Berry et al., 1994；Halliwellet et al., 1989；Liochev et al., 1994）进而对人体造成更大的伤害。
活性氧分子对人体的影响
活性氧分子就是自由基的统称，正常的生理代谢过程中，自由基多源于粒线体电子传递链（electron transport chain）、过氧化?（peroxidase）、细胞色质P450（cytochrome P-450）等系统下产生。再活化白血球及其他淋巴球细胞、纤维细胞及血管内皮细胞等，皆会利用活性氧进行杀菌、调解细胞讯息传递和影响细胞生长等作用。（Meier et al., 1990；Halliwell et al., 1993）
过多的自由基当作坏份子时，它以各种手段对人体进行氧化伤害；如﹕
- 伤害细胞的遗传因子DNA
- 破坏不饱和脂肪酸，引起脂质过氧化作用
- 破坏蛋白质分子、氧化体内酵素，干扰其活性
- 刺激单核白血球及巨嗜细胞的不正常反应，使它们释放发炎原，引起发炎反应
- 攻击人体的牙周组织，分解破骨细胞和骨界面的骨基质
- 引起细胞的恶化变形与死亡，造成人体的老化现象
- 直接冲击细胞核使基因发生突变而致癌
- 对心脏等器官及血管造成伤害
人体的生化调节机制是非常微妙的，可以容许『适量』的坏份子，去对付其他入侵的坏份子，如超氧阴离子自由基（O2-˙）在组织内被当作一种杀菌剂；当牙周组织受到细菌侵入时，免疫系统会通知吞噬细胞（包括多型核白血球、巨嗜细胞、嗜伊性白血球汗淋巴细胞）准备应战，于是吞噬细胞经由相关酵素的催化，产生超氧阴离子自由基，作为清除细菌或受感染细胞的利器，具有预防、抵御疾病的功能。
哪些物质可以对抗自由基﹖
「抗氧化物」与自由基有着天敌一般的关系，维生素A、C、E及b胡萝卜素，还有最近声名大噪的茄红素都具有消除自由基、抗氧化的作用。另外，人体中还有3个专司抗氧化任务的酵素系统﹕
- 超氧化物歧化?（superoxide dismutase，简称SOD）
- 过氧化氢?（catalase）
- 谷胱甘?过氧化?（ glutathione peroxide，简称GSH-PX）
除了人体自有的抗氧化?及维生素系统，一些食品也具有抗氧化、清除自由基的功能；如含硒（selenium）食物﹕茶、蒜头、菇菌类、全麦面包、鱼虾等，都有此功效。
酦酵食品也具有抗自由基的功效，如﹕味噌、酒、面包、优酪乳到酦酵真菌菌丝体，能提高身体的免疫功能，达到预防疾病、减缓细胞老化的目的。