自由基理論：活性氣物質(ROS)

活性氧物質是一把雙面刀，過多或過少會對人體造成傷害，主要決定於體內產生的活性氧物質與體內抗氧化防禦系統之間是否可以達到平衡狀態。究竟甚麼是活性氧呢? 身體又如何平衡活性氧物質呢?

甚麼是活性氧物質 (Reactive oxygen species；ROS)，怎樣影響健康? 活性氧物質 (Reactive oxygen species；ROS) 是人體內氧化代謝過程及自然防禦系統中，所產生具有高度活性的物質。活性氧物質又稱分為含氧自由基及非自由基，而自由基 (Free radical) 定義為具獨立不成對電子的原子、分子或離子而含氧自由基則定義為氧氣在體內代謝之後所衍生出活性高、攻擊性強的氧氣化合物。

一般來說，ROS主要可以分成四大類，包括超氧化物(Superoxide)、氫氧化物(Hydroxyl Compound)、過氧化物(Peroxide)及單重態氧 (Singlet Oxygen)。ROS的來源有內在及外在兩個方面，外在方面包含空氣污染、離子輻射、傳染、抽菸、毒物入侵；而內在方面則經由人體內的氧化反應、粒線體電子傳遞鏈產生。過量的ROS會破壞體內抗氧化防禦系統恆定性，例如：

1. ROS會攻擊體內細胞膜上之多元性不飽和脂肪酸，形成脂質過氧化反應，並與膜上之接受器產生共價結合，進而導致細胞膜完整性遭受破壞。

2. ROS與蛋白質產生交錯連結反應，改變蛋白質結構或使蛋白變性，進而促使生物體內負責催化代謝反應之酵素活性喪失。

3. ROS會攻擊DNA分子的鹼基結構，進一步產生基因突變或毒性。

根據自由基理論，這些反應會造成細胞損傷、破壞，甚至導致細胞死亡，進一步產生體內正常生理調節反應受阻及氧化壓力 (Oxidative stress) 危機，這些自由基的破壞以及在體內的堆積，是形成老化相關現象與疾病的重要原因之一，例如：退化性疾病、癌症、心血管疾病、關節炎等等。

雖然活性氧物質容易對體內細胞造成種種損傷，但事實上，適量的活性氧物質是維持生命所必需的，例如：白血球活化時可產生超氧陰離子與過氧化氫等活性氧物質，這可以幫助白血球殺滅細菌。而活性氧物質會不會對人體造成傷害，主要決定於體內產生的活性氧物質與體內抗氧化防禦系統之間是否可以達到平衡。

📚 doi: 10.1161/CIRCRESAHA.117.311401
📚 doi: 10.1016/0921-8734(92)90030-s