【癌症康復45談】氫分子的生物學作用及其控制癌症的机制（2）自由基和活性氧
癌症是一包含起始，促進和進展多階段過程。氧化應激與該過程的所有三個階段都有關。通過誘導細胞信號轉導途徑，活性氧（ROS）可以促進腫瘤細胞增殖，存活和細胞遷移。
（一）什麼是自由基和活性氧（ROS）？
自由基是具有不成對價電子的原子，分子或離子。因為電子喜歡成對地“行進”或需要伴侶，如果化學物本身只有一個電子，這將使這個化學實體具有很強的反應性，並且很很容易從周圍環境中“竊取”電子。由於這種特性，自由基具有很強的反應性。
（二）活性氧的產生
ROS通過多種機制在細胞內產生，取決於細胞和組織類型。“專業”ROS生產者有細胞膜，線粒體，過氧化物酶體和內質網中的NADPH氧化酶（NOX）複合物。在線粒體中，ROS是氧化磷酸化的副產物。電子傳遞鏈包括線粒體內膜上的複合物I-IV和ATP合酶。在復合物I和III處產生超氧化物並釋放到膜間空間（約80％的產生的超氧化物）或線粒體基質（約20％）。通過線粒體外膜的通透性轉換孔（MPTP），超氧化物滲漏到細胞質中。超氧化物在線粒體基質（通過MnSOD）或細胞漿（通過Cu / ZnSOD）中被歧化為H2O2。H2O2是一種真正的第二信使，具有高度可擴散性。
除線粒體外，過氧化物酶體是細胞ROS產生的其他主要部位。在這些呼吸性細胞器中，超氧化物和H2O2通過過氧化物酶體基質和過氧化物酶體膜中的黃嘌呤氧化酶產生。
外源性ROS可以由污染物、煙草、煙霧、藥物、異生素，紫外線或輻射產生。電離輻射與水的相互作用，產生破壞性中間體，這一過程稱為輻射分解。由於水佔人體的55％至60％，因此在電離輻射的存在下，輻射分解的可能性非常高。在該過程中，水失去電子並變得具有高度反應性。然後通過三步鏈反應，水依次轉化為羥基自由基（‧OH），過氧化氫（H2O2），超氧自由基（O2‧ – ），最終生成氧氣（O2）。
缺氧是ROS生成的促進因素：缺氧通過線粒體電子傳遞鏈（ETC）觸發ROS產生，抑制脯氨酰酰化酶（PHD），激活缺氧誘導因子1（HIF1）和HIF2；（2缺（3）線粒體DNA（mtDNA）突變 – 或核DNA線粒體ROS的產生。
活性氮物質（RNS）由含氮氧化劑如一氧化氮（NO）形成。線粒體呼吸鏈可在低氧條件下產生RNS，而RNS可進一步產生其他活性物質，現在已知連續性細胞ROS和RNS產生是多種因素的結果，包括致癌物暴露，炎症和線粒體呼吸。
（三）活性氧的生理作用
在生物學背景下，ROS是氧的正常代謝的天然副產物，在細胞信號傳導和體內平衡中起重要作用。在內源性代謝反應中，嗜氧細胞產生ROS，包括O2‧ – ，H2O2和‧OH，參與控制着細胞功能，包括調節細胞凋亡，誘導宿主防禦基因和離子轉運系統，參與傷口修復和血液穩態。血小板釋放ROS，促使血小板募集到損傷部位。ROS還通過募集白細胞，參與免疫調節。
在環境壓力（例如輻射、紫外線或化學物暴露）下，ROS水平會急劇增加，並可能導致細胞結構損害。這被稱為氧化應激，對細胞的有害影響表現為 –
‧細胞核內DNA或RNA損傷
‧線粒體DNA損傷
‧脂質中多不飽和脂肪酸的氧化（脂質過氧化）
‧蛋白質中氨基酸的氧化
‧通過輔因子的氧化，氧化滅活特定的酶
光明網促請讀者及網民，共同維護言論自由精神，營造理性交流環境；任何人身攻擊、鼓吹種族與宗教仇恨、誹謗與造謠等留言，皆不代表本網站立場。 本網站有權刪除任何違反此原則的留言。