活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)是生物有氧代谢或外源性刺激产生的含氧的化学反应性物质,包括超氧根离子(O2·-)、羟基自由基(HO·)、单线态氧(1O2)、过氧化氢(H2O2)等。生理条件下,ROS的生成和代谢被严格调控,在细胞信号转导和体内平衡等方面具有重要作用;而ROS一旦过量则会引起生物大分子的损伤,导致细胞和器官的功能障碍,促进炎症、衰老相关疾病的发生发展。不同的ROS可以通过化学反应进行转换,如H2O2与Fe2+等过渡金属离子发生Fenton反应产生HO·。HO·不仅没有必要的生物学功能,破坏性也最强,故减少HO·的产生是抗氧化的重要切入点。已有的抗氧化材料(包括小分子化合物、纳米材料等)往往通过降低两种前体物质H2O2和金属离子中的一种来抑制HO·的产生。然而,有研究指出这些抗氧化材料会破坏体内ROS或金属离子的内稳态,引起副作用甚至死亡。
科学研究