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前几天有科学网文章提出抗氧化是一种“水中捞月”的神话，这个文章似乎有全盘否定抗氧化的嫌疑，其实也有对这个问题误解的成分，从个人这几年来对这个问题的研究和思考，谈谈一些看法，希望可以引起更多关注和讨论。
一、自由基不等于氧化
自从自由基这个概念提出的时刻，都没有和氧化具有对等的意思，其实自由基因为存在不成对电子，这些物质的根本特征是具有更强的活性，或者更容易和其他物质发生电子交换能力，因为电子有成对的特征，或者说电子有两个基本类型，主要是自旋方向不同，因此电子都具有成对的趋势，这甚至是所有化学反应的基础，也是物质物理化学性质的基础。因为自由基存在不成对电子，就有失去或得到电子的动力，而失去电子是还原性，得到电子是氧化性。因此可以简单地认为，自由基具有更强的氧化和还原性，而绝对不是简单地氧化性。
自由基和非自由基发生电子交换的结果是必然产生另外一种自由基，清除自由基的唯一手段是自由基和自由基的相互反应，具有还原性的自由基和具有氧化性的自由基反应，可以产生非自由基。因此，非自由基的还原剂不可能具有清除自由基的作用，具有清除自由基的物质恰好必须是自由基。
二、自由基不等于有害物质
氧气就是一种双自由基，没有氧气人和需氧生物都无法生存。一氧化氮是一种典型的自由基分子，而这种分子是血管调节非常重要的信号分子。现在更多研究发现，身体内活性氧（具有氧化作用的非自由基含氧基团或分子）最最重要的类型是过氧化氢，也是重要的信号分子，没有过氧化氢细胞无法正常实现许多生理过程。更不要说许多自由基是免疫因子，发挥调节免疫功能和杀死病原的作用了。从定义上看，许多金属离子也具有不成对电子，也具有类似的化学性质，金属离子的生物重要性也是不言而喻的。
其实自由基和自由基反应是生物代谢的最重要基础，由于生物体系都处于不容易发生化学反应的低温度范围，能量物质无法进行类似燃烧那样的剧烈释放能量的反应，但生物能量的需求很高的释放效率，为实现这一过程，生物体系最重要的方式是利用自由基反应和酶的催化作用。例如产生ATP的氧化磷酸化过程，几乎全部都是自由基反应。从这些角度看，没有自由基就没有高等的生命现象，也许就根本没有可能出现生命。
当然说自由基重要不等于说自由基不会危害生命，许多疾病确实和自由基引起的分子损伤有关系，例如最早发现的辐射损伤，就是典型的自由基损伤，利用抗自由基和抗氧化的物质确实可以预防辐射损伤，也是最典型的抗氧化有效的损伤范例。
三、自由基和氧化损伤
既然自由基不等于氧化性质强，为什么我们现在都熟悉一个概念是氧化损伤，氧化损伤有时候被描述为氧化应激。其实根本原因是我们人和许多生物属于需氧生物，体内氧气广泛高浓度无处不在，要知道氧气也是一种自由基，因此在生物体系内，几乎各种自由基都具有和氧发生反应的可能，因此生物体系出现具有氧化性比还原性更强的自由基，具有强还原性的自由基必然和氧气发生反应产生含有氧原子的相对具有氧化性的物质，更有意思的氧气是一种双自由基，一个具有单个电子的物质和氧气反应就会产生含有一个自由电子的超氧阴离子自由基。这个自由基恰好就是生物体系最重要的自由基源头，这本质上的原因就是因为氧气的存在。
所以我们几乎都知道存在这样的悖论，高浓度氧气可以产生自由基，缺血或/和缺氧也可以产生自由基。这两类其实存在微妙的差别。利用呼吸高浓度氧气可以治疗因为缺氧引起的氧化损伤。这看起来很奇怪，两种都可以产生自由基的因素放一起为什么变的正常（呈现呼吸氧气治疗疾病的效果）。这其实就是因为两类不同趋势的自由基。
四、抗氧化效果为什么不成功
从前面的分析我们就可以看出，自由基确实可以引起生物分子的损伤，但自由基不一定必须用抗氧化来治疗。现在的研究已经发现，生物体系完全可以允许一定的氧化应激张力，甚至适当氧化应激对生物体系具有正面效应。这些因素包括：适当运动可以引起氧化应激，有利于身体健康。低剂量有毒物质具有小剂量兴奋效应，可以提高机体对抗更大毒性物质的效应，这一现象在许多预适应研究中得到众多研究，例如可以用低氧锻炼来预防高原低氧（适应）。缺血甚至也作为一种手段来预防更严重的缺血损伤，这种方式现在已经成为一种预防疾病的手段进行临床研究。例如用下肢缺血来预防心脏手术导致的心脏损伤。
过去由于对自由基或活性氧的毒性过分强调，导致人们希望通过清除或对抗自由基来预防和治疗疾病的简单思路是抗氧化无效的原因之一。另外一个因素是抗氧化有可能会降低或削弱机体自身抗氧化系统的基本刺激源（自由基或活性氧）氧化应激张力。现在已经证明，身体内存在一套非常完善的抗氧化系统，管理和控制这个系统的最重要分子是NRF2，而启动这个系统的最重要因素恰好就是氧化应激。现在人们开始重新审视和探讨氧化损伤和内源性抗氧化系统的平衡，并提出更合理的抗氧化手段。其中一个是促进和激活内源性抗氧化系统。包括呼吸氧气、预适应、体育锻炼和弱氧化物质如萝卜硫素、姜黄素，代替过去单纯依靠强还原剂的思路。初步的研究证明，这是一个相对比较可靠的抗氧化模式。另一个就是使用不影响氧化应激的选择性抗氧化手段，就是寻找只对有毒自由基有作用，不影响具有生理功能的信号自由基的物质。氢气就是这样一种思路，大量研究证明效果确实十分突出。
总之，抗氧化不是不可以，关键是不要简单地看这个问题。
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