自由基與活性氧化物 (Free radical & reactive oxygen species) 上
臺中市雙十國中自然領域王淑卿教師
自由基（free radical）又稱游離基或稱活性氧化物（reactive oxygen species, ROS），是指能獨立存在並具有一個或一個以上不成對電子的離子、原子或分子。
生物組織細胞必須仰賴粒線體進行呼吸作用以獲得能量，在氧化的反應過程約有 \(2\sim 3\%\) 的氧氣會變成活性氧化物。氧氣在代謝過程會因多得到一個電子不成對而形成極活潑不穩定的超氧化物自由基（superoxide radical）。
活性氧物種（Reactive oxygen species）
國立新莊高級中學陳偉民退休教師
活性氧物種（縮寫為ROS）是指含氧之化學活性分子，其中包括過氧化氫（H2O2）、次氯酸（HClO）、羥基自由基（HO）、單線態氧（1O2）等。ROS是在正常新陳代謝後，由氧形成的天然副產品，在細胞訊息傳遞（cell signaling）及體內平衡（homeostasis）方面扮演重要的角色。然而在外界環境屬於逆境時（如暴露在紫外線及高溫下），ROS的濃度會急劇升高。這種現象會對細胞結構造成明顯損害，長期累積下來，就形成氧化損傷（oxidative stress）。ROS也可能源自外來因素，如電離輻射（ionizing radiation）。
訊息傳遞與損害之效應
在正常的情況下，細胞會用一些酶對抗ROS之損害，如α-1-微球蛋白（alpha-1-microglobulin）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutases）、過氧化氫酶（catalases）、乳過氧化物酶（lactoperoxidases）、麩胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidases）以及過氧氧化還原蛋白（peroxiredoxins）。小分子的抗氧化劑如抗壞血酸（維生素C）、生育酚（維生素E）、尿酸及穀胱甘肽（glutathione）在作為細胞抗氧化劑方面，也扮演重要的角色。多酚抗氧化劑也有類似功能，可經由清除自由基而防止ROS造成傷害。比較起來，細胞外的抗氧化劑功能較小，例如人體最重要的血漿抗氧化劑是尿酸。
有許多種ROS對細胞新陳代謝造成的效應，已經充分被研究。這些效應不但包含ROS在細胞凋亡（apoptosis）中的角色，也有些正面的效應，如引發基因的主體防禦，以及啟動離子運輸系統。這也代表ROS可作為生物體的傳訊者，這種現象稱為氧化還原訊息傳遞（redox signaling）。特別的是：血小板在參與傷口的修復及調整體內血液平衡時，會釋放ROS，召集更多血小板到受傷的部位。此時也會經由召集白血球，調整免疫系統。