活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)是指含有氧元素的、具有化学活性的分子或离子,包括自由基和非自由基类活性分子。它们在生物体内由氧形成,并且性质活泼,能够参与多种生化反应。活性氧的主要成员包括超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(·OH)、臭氧(O3)和单线态氧(1O2)。
活性氧在生物体内有多重作用:
氧化应激:
活性氧是正常氧代谢的副产物,在细胞信号传导和维持机体恒常性方面起重要作用。然而,当活性氧水平过高时,会对细胞和基因结构造成损害,引发氧化应激。
自由基活性氧:
虽然一些活性氧不是自由基,但它们与自由基有类似的化学活性,因此在生物医学领域通常被统称为自由基活性氧。
消毒杀菌:
活性氧具有强氧化性,能够杀灭微生物,包括细菌、芽胞、病毒和真菌等,其杀灭速度较氯快600—3000倍。
生理和病理作用:
活性氧参与免疫反应、炎症反应以及细胞死亡等生理和病理过程。例如,在银屑病患者的炎症反应中,活性氧代谢变化显著。
环境中的活性氧:
地球大气层中的臭氧层就是由活性氧组成的,它保护地球生物免受紫外线的伤害。
尽管活性氧在生物体内有多重作用,但过高的活性氧水平可能导致氧化应激,从而引发多种疾病。因此,维持活性氧的平衡对生物体的健康至关重要。体内存在一套完整的活性氧清除系统,能够将活性氧转变为活性较低的物质,以减轻其潜在的损害作用。