氧化應激描述了細胞的產生和消除氧損壞的副產物之間的不平衡。這些副產物，稱為活性氧（ROSS），對於細胞功能很重要，但造成高損傷。 ROS屬於稱為自由基的高度反應性化學物質。由於細胞需要羅斯來發揮作用，因此一些研究人員將氧化應激描述為在某些情況下的好事。其他人則說，從定義上講，氧化壓力是不好的。
氧化損傷與衰老和多種疾病有關。抑制氧化和產生羅斯的化學物質稱為抗氧化劑。一些研究表明，抗氧化劑可以幫助限制氧化損傷。但是，目前尚不清楚多少效果。
是什麼引起氧化應激？
作為細胞呼吸的一部分，人體分解雙原子氧（O2）時，自然會產生羅斯，這是從葡萄糖（糖）中提取能量的過程。在具有一種的生物中，這發生在細胞的所謂強力室的線粒體中。作為細胞呼吸的最後階段的一部分，細胞將電子或陰性亞原子顆粒與葡萄糖的副產品分開。這使細胞能夠製造一個稱為三磷酸腺苷（ATP）的分子，即其主要動力來源。細胞需要氧氣才能在此過程結束時接受電子，並且大多數氧分子最終被轉化為水。
但是，某些氧分子收到的電子較少，而是轉化為自由基，特別是羅斯。這些物質缺失的電子使它們具有極高的反應性，並且它們會與細胞中的許多物質反應以獲取電子並變得更加化學穩定。一些常見的羅斯是過氧化物（例如過氧化氫），超氧化物和羥基自由基。
密歇根大學分子，細胞和發育生物學教授Ursula Jakob告訴Live Science：“在人體的每個細胞中，我們都會不斷地製造這些活性氧。”除了是呼吸的副產品外，羅斯還用於細胞信號傳導或在細胞內或跨細胞內發送消息。
免疫反應，暴露於輻射以及對污染物或有毒物質的其他細胞反應也會產生Ross。
但是，由於細胞需要一些ROSS起作用，因此Ross的產量不會自行造成損害。細胞使用抗氧化劑來消除多餘的羅斯，從而限制了潛在的損害。雅各布說，當羅斯的量壓倒細胞的抗氧化劑系統時，羅斯會積累，產生氧化應激。這可能是由於ROS產生增加或從細胞中消除減少。
氧化應激的影響是什麼？
通常，細胞將羅斯作為信號過程的一部分 - 將消息發送到單元的其他部分或其他單元。但是，多餘的羅斯會導致氧化損傷，即細胞部分的氧化。正如鐵形成生鏽的氧化一樣，該過程也會改變和損害組成細胞的分子，其中包括DNA和RNA中的突變，錯誤折疊的蛋白質以及對糖和脂質的其他類型的損害。
細胞可以修復一定程度的損害，但是如果它太廣泛，它會觸發凋亡（程序性細胞死亡），這是一種自我毀滅機制。在嚴重的情況下，它也可能導致壞死，這是當細胞變得如此受損以使其過早破壞的時候，導致組織死亡。
研究表明，氧化應激在許多情況下起作用。其中一些最有成就的是2型糖尿病，癌症，動脈的硬化或動脈粥樣硬化。
氧化應激也與幾種不同的神經退行性疾病有關阿爾茨海默氏病，，，，帕金森氏病，肌萎縮性側索硬化症（ALS）和多發性硬化症（MS）。根據2004年發表的一篇文章，這種關係最初是在1980年代後期觀察到的大自然評論毒品發現，越來越多的證據表明氧化應激從那以後在神經退行性疾病中起作用。 2016年發表的一篇文章實驗神經病學回顧了氧化應激在1987年從MS中的作用的證據。
“在[阿爾茨海默氏病]中有風險的神經元，它們受到每種已知類型的氧化損害的深遠影響。”喬治·佩里，德克薩斯大學神經生物學教授。在阿爾茨海默氏症和一些帕金森氏病患者中，佩里告訴現場科學，某些神經元的細胞質或主體中顯示出氧化損傷的跡象，這些神經元充滿了“線粒體垃圾” - 酶，以及通常在線粒體中發現的銅和鐵分子，以及通常在線粒體中發現的。
氧化損傷顯然是阿爾茨海默氏症的一部分。但是，研究人員無法準確指出一個人的生活如何以及在多大程度上有助於疾病。 Jakobs說，這也很難說是否會導致衰老 - 這一想法長期以來一直由研究人員提出。
她說：“陪審團仍在衰老。”
氧化應激的危險因素是什麼？
吸煙“可以產生其中一些反應性物種”Marino Resendiz，科羅拉多大學丹佛分校的化學教授。他對現場科學說：“因此，這可能會導致損害。美國癌症協會。
一些薄弱的證據表明，食用含有抗氧化劑的食物可以減輕氧化應激，因此，缺乏抗氧化劑的飲食可能是危險因素。一些富含抗氧化劑的常見食物包括西蘭花，胡蘿蔔，土豆，菠菜和許多漿果。
但是，抗氧化劑與氧化應激之間的聯繫尚不清楚。例如，在2012年在JAMA發表的2012年臨床試驗中，食用含有抗氧化劑的補充劑並不能減少阿爾茨海默氏病患者的氧化應激跡象，甚至與更快的認知下降有關。但是，2019年評論文章找到了一些證據表明服用包含的補充劑維生素E。這是一種抗氧化劑，可能對阿爾茨海默氏症患者有幫助，包括來自臨床試驗的證據。
肥胖可能會增加氧化應激，因為自由基可以與脂肪結合併損害脂肪。因此，生活方式的變化，例如運動和飲食均衡飲食可能有助於限制氧化壓力。
她說：“肥胖是一個巨大的危險因素。”雅各布說，在從酵母到靈長類動物的各種模型生物中，運動和限制卡路里與細胞的氧化損害較少有關。但這不是直接的效果。儘管她說運動和卡路里限制實際上可以增加氧化壓力，但在2019年發表的一項研究中自然，她和其他研究人員發現，在一種round蟲中，氧化應激增加可以幫助防止以後的氧化損傷。
儘管她強調這項研究不在人類中，但雅各布說，這強調了羅斯的重要性，至少是受控的數量。
她說：“這不是，哦，我們正在去除所有活性氧氣，這是健康的。” “在這種情況下，具有更高水平的活性氧實際上是健康的。”
