抗还原剂——抗氧化剂的基本对应物

“抗氧化剂有益健康”的宣传在很大程度上掩盖了抗还原剂的存在。根据定义,抗氧化剂可以减少氧化应激,而抗还原剂可以减少还原性应激(图1)。

尽管反应性相反,抗氧化剂和抗还原剂的共同点是它们都是控制损害的宝贵工具(例如抗自由基)。在这篇综述文章中,举例说明了生物化合物在各个领域的保护性抗还原作用,从工业生产的保健到生态学。

图1所示。抗氧化剂和抗还原剂具有相反的反应活性。特定的双面化合物具有抗氧化和抗还原性。

早在抗氧化剂开始在地球上发挥重要作用之前,人们就对抗还原剂有很大的需求。在地球的原始大气中,生命只能通过一些过程进化,这些过程降低了有毒的氢气(H2)浓度。第一批微生物利用碱性化合物来生长和保护自己免受H2。在它们的保护作用中,这些化合物起着抗还原剂的作用。后来,氧(O)2)在地球大气中出现,是由新进化的植物型光解作用产生的。高氧化性的O2对活细胞造成氧化损伤。在这种新的挑战下,一些抗还原剂证明了它们的通用性,并发挥了保护抗氧化剂的作用。这种双重性质的保护剂,既可以被还原也可以被氧化,被称为双面化合物(以双面的罗马过渡之神命名)。双面分子具有经典的抗氧化和抗还原性,如儿茶素、白藜芦醇和某些类胡萝卜素。除了这些双面化合物,抗还原剂的光谱延伸到纯电子受体(例如O2(用于植物根和肠道保护)。同样,抗氧化剂的光谱范围从双性质化合物到电子给体(如维生素E)在电子给体-受体图中。

即使在今天,也存在低O值的环境2和一个高H2在这种情况下,生命受益于抗还原保护。例如沼泽地区,或者反刍动物发酵的前胃。值得注意的是,即使在大多数活细胞和组织中,还原能力也很高2水平很低。特别是大肠或缺氧的组织基本上都是O型2无。在进化过程中,活细胞获得了在环境中茁壮成长的策略。直到今天,所有的细胞都能够代谢一系列的多功能化合物来满足它们的生命需要。此外,它们通过能够维持氧化还原稳态来保护细胞过程:内源性抗还原剂作为抗氧化剂的平衡物,以保持活细胞的氧化还原状态处于平衡状态。然而,当细胞必须对抗的外部影响变得过于极端时,自然机制就无法再应对,疾病症状就会出现。饮酒、吸烟或使用消毒剂(通过产生次生自由基)或永久性暴饮暴食(通过持续过量产生NADH)导致过度的还原性应激。尽管近年来科学界对还原性应激的兴趣有所增加,但对细胞的抗还原性自我保护或抗还原性与抗氧化细胞机制的相互作用知之甚少。官方manbetx手机版外源性抗还原剂作用的研究也尚处于早期阶段。

综上所述,反还原是一种古老的策略,对当前生活仍然至关重要,并为未来的应用提供了很好的前景。日益增长的环境和安全问题促使人们不仅在卫生和食品部门,而且在非生物学科中考虑可持续的天然化合物。诸如“还原应激”、“电生物合成”或“缓解瘤胃甲烷排放”等热门领域都与抗还原有关,并且可能受益于综述文章中整理的知识。

下午贝克尔
民族植物学和动物药物学研究所
荷兰

出版

反还原:适合未来的古老策略。
贝克尔点
2016年8月16日

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