Ein Antioxidationsmittel ist ein Molekül, das die Oxydation anderer Moleküle hemmt. Oxydation ist eine chemische Reaktion, die Elektronen oder Wasserstoff von einer Substanz bis einen Oxidieren-Agenten überträgt. Oxydationsreaktionen können freie Radikale erzeugen. Der Reihe nach können diese Radikalen Kettenreaktionen anfangen. Wenn die Kettenreaktion in einer Zelle vorkommt, kann sie Schaden verursachen oder Tod der Zelle. Antioxidationsmittel begrenzen diese Kettenreaktionen durch das Entfernen freier radikaler Zwischenglieder, und hemmen andere Oxydationsreaktionen. Sie tun das, indem sie selbst oxidiert werden, so reduzieren Antioxidationsmittel häufig Reagenzien wie thiols, Askorbinsäure oder Polyphenol.

Antioxidationsmittel sind wichtige Zusätze in Benzin. Diese Antioxidationsmittel verhindern die Bildung von Kaugummis, die die Operation von inneren Verbrennungsmotoren stören.

Obwohl Oxydationsreaktionen für das Leben entscheidend sind, können sie auch zerstörend sein; Werke und Tiere erhalten komplizierte Systeme von vielfachen Typen von Antioxidationsmitteln, wie glutathione, Vitamin C, und Vitamin E sowie Enzyme wie catalase, Superoxyd dismutase und verschiedener peroxidases aufrecht. Niedrige Stufen von Antioxidationsmitteln oder Hemmung der Antioxidationsmittel-Enzyme, verursachen Oxidative-Betonung und können beschädigen oder Zellen töten.

Als oxidative Betonung scheint, ein wichtiger Teil von vielen menschlichen Krankheiten zu sein, der Gebrauch von Antioxidationsmitteln in der Arzneimittellehre, wird besonders als Behandlungen für den Schlag und die neurodegenerative Krankheiten intensiv studiert. Außerdem, oxidative Betonung ist sowohl die Ursache als auch die Folge der Krankheit.

Antioxidationsmittel werden in diätetischen Ergänzungen weit verwendet und sind für die Verhinderung von Krankheiten wie Krebs, ischämische Herzkrankheit und sogar Höhenkrankheit untersucht worden. Obwohl anfängliche Studien darauf hingewiesen haben, dass Antioxidationsmittel-Ergänzungen Gesundheit fördern könnten, später entdecken große klinische Proben mit einer begrenzten Zahl von Antioxidationsmitteln keinen Vorteil und haben sogar darauf hingewiesen, dass die Überergänzung mit bestimmten vermeintlichen Antioxidationsmitteln schädlich sein kann. Antioxidationsmittel haben auch vielen Industrienutzen, wie Konservierungsmittel im Essen und der Kosmetik und die Degradierung von Gummi und Benzin zu verhindern.

Geschichte

Als ein Teil ihrer Anpassung vom Seeleben haben Landwerke begonnen, Nichtseeantioxidationsmittel wie Askorbinsäure (Vitamin C), Polyphenol und tocopherols zu erzeugen. Die Evolution von angiosperm Werken dazwischen ist vor 50 und 200 Millionen Jahren auf die Entwicklung von vielen Antioxidationsmittel-Pigmenten — besonders während der Periode von Jurassic — als chemische Verteidigungen gegen reaktive Sauerstoff-Arten hinausgelaufen, die Nebenprodukte der Fotosynthese sind. Ursprünglich, der Begriff Antioxidationsmittel, das spezifisch auf eine Chemikalie verwiesen ist, die den Verbrauch von Sauerstoff verhindert hat. In den späten 19. und frühen 20. Jahrhunderten hat sich umfassende Studie auf den Gebrauch von Antioxidationsmitteln in wichtigen Industrieprozessen, wie die Verhinderung der Metallkorrosion, die Vulkanisierung von Gummi und der polymerization von Brennstoffen im Beschmutzen von inneren Verbrennungsmotoren konzentriert.

Die frühe Forschung über die Rolle von Antioxidationsmitteln in der Biologie hat sich auf ihren Gebrauch im Verhindern der Oxydation von ungesättigten Fetten konzentriert, die die Ursache der Ranzigkeit ist. Antioxidationsmittel-Tätigkeit konnte einfach durch das Stellen vom Fett in einem geschlossenen Behälter mit Sauerstoff und das Messen der Rate des Sauerstoff-Verbrauchs gemessen werden. Jedoch war es die Identifizierung von Vitaminen A, C, und E als Antioxidationsmittel, die das Feld revolutioniert haben und zur Verwirklichung der Wichtigkeit von Antioxidationsmitteln in der Biochemie von lebenden Organismen geführt haben.

Die möglichen Mechanismen der Handlung von Antioxidationsmitteln wurden zuerst erforscht, als sie anerkannt wurde, dass eine Substanz mit der anti-oxidative Tätigkeit wahrscheinlich diejenige sein wird, die selbst sogleich oxidiert wird. Forschung darin, wie Vitamin E den Prozess von lipid peroxidation verhindert, hat zur Identifizierung von Antioxidationsmitteln als abnehmende Agenten geführt, die oxidative Reaktionen, häufig durch das Reinigen reaktiver Sauerstoff-Arten verhindern, bevor sie Zellen beschädigen können.

Die oxidative fordern in der Biologie heraus

Ein Paradox im Metabolismus besteht darin, dass, während die große Mehrheit des komplizierten Lebens auf der Erde Sauerstoff für seine Existenz verlangt, Sauerstoff ein hoch reaktives Molekül ist, das lebende Organismen durch das Produzieren reaktiver Sauerstoff-Arten beschädigt. Folglich enthalten Organismen ein kompliziertes Netz von Antioxidationsmittel metabolites und Enzymen, die zusammenarbeiten, um Oxidative-Schaden an Zellbestandteilen wie DNA, Proteine und lipids zu verhindern. Im Allgemeinen halten Antioxidationsmittel-Systeme entweder diese reaktiven Arten davon ab, gebildet zu werden, oder entfernen sie, bevor sie Lebensbestandteile der Zelle beschädigen können. Jedoch haben reaktive Sauerstoff-Arten auch nützliche Zellfunktionen wie Redox-Nachrichtenübermittlung. So ist die Funktion von Antioxidationsmittel-Systemen, oxidants völlig nicht zu entfernen, aber stattdessen sie an einem optimalen Niveau zu behalten.

Die reaktiven in Zellen erzeugten Sauerstoff-Arten schließen Wasserstoffperoxid (HO), hypochlorous Säure (HClO) und freie Radikale wie der hydroxyl Radikale ein (· OH) und das Superoxydanion (O). Der hydroxyl Radikale ist besonders nicht stabil und wird schnell und nichtspezifisch mit den meisten biologischen Molekülen reagieren. Diese Art wird von Wasserstoffperoxid in metallkatalysierten redox Reaktionen wie die Reaktion von Fenton erzeugt. Diese oxidants können Zellen durch das Starten chemischer Kettenreaktionen wie lipid peroxidation, oder durch das Oxidieren der DNA oder Proteine beschädigen. Der Schaden an der DNA kann Veränderungen und vielleicht Krebs, wenn nicht umgekehrt durch DNA-Reparatur-Mechanismen verursachen, während der Schaden an Proteinen Enzym-Hemmung, denaturation und Protein-Degradierung verursacht.

Der Gebrauch von Sauerstoff als ein Teil des Prozesses, um metabolische Energie zu erzeugen, erzeugt reaktive Sauerstoff-Arten. In diesem Prozess wird das Superoxydanion als ein Nebenprodukt von mehreren Schritten in der Elektrontransportkette erzeugt. Besonders wichtig ist die Verminderung von coenzyme Q im Komplex III, da ein hoch reaktiver freier Radikaler als ein Zwischenglied gebildet wird (Q ·). Dieses nicht stabile Zwischenglied kann zu Elektron"Leckage" führen, wenn Elektronen direkt zu Sauerstoff springen und das Superoxydanion bilden, anstatt sich durch die normale Reihe von gut kontrollierten Reaktionen der Elektrontransportkette zu bewegen. Peroxyd wird auch von der Oxydation von reduziertem flavoproteins, wie Komplex I erzeugt. Jedoch, obwohl diese Enzyme oxidants erzeugen können, ist die ziemliche Bedeutung der Elektronübertragungskette zu anderen Prozessen, die Peroxyd erzeugen, unklar. In Werken, Algen und cyanobacteria, werden reaktive Sauerstoff-Arten auch während der Fotosynthese besonders unter Bedingungen der hohen leichten Intensität erzeugt. Diese Wirkung wird durch die Beteiligung von carotenoids in der Photohemmung teilweise ausgeglichen, die mit diesen Antioxidationsmitteln verbunden ist, die mit überreduzierten Formen der photosynthetischen Reaktionszentren reagieren, um die Produktion der reaktiven Sauerstoff-Arten zu verhindern.

Metabolites

Übersicht

Antioxidationsmittel werden in zwei breite Abteilungen je nachdem eingeteilt, ob sie in Wasser (wasserquellfähig) oder in (hydrophobem) lipids auflösbar sind. Im Allgemeinen reagieren wasserlösliche Antioxidationsmittel mit oxidants in der Zelle cytosol und dem Plasma, während lipid-auflösbare Antioxidationsmittel Zellmembranen vor lipid peroxidation schützen. Diese Zusammensetzungen können im Körper synthetisiert oder bei der Diät erhalten werden. Die verschiedenen Antioxidationsmittel sind an einer breiten Reihe von Konzentrationen in Körperflüssigkeiten und Geweben, mit einigen wie glutathione oder ubiquinone größtenteils anwesend innerhalb von Zellen da, während andere wie Harnsäure gleichmäßiger verteilt werden (sieh Tisch unten). Einige Antioxidationsmittel werden nur in einigen Organismen gefunden, und diese Zusammensetzungen können in pathogens wichtig sein und können Giftigkeitsfaktoren sein.

Die ziemliche Bedeutung und Wechselwirkungen zwischen diesen verschiedenen Antioxidationsmitteln sind eine sehr komplizierte Frage, mit dem verschiedenen metabolites und den Enzym-Systemen, die synergistische und voneinander abhängige Effekten auf einander haben. Die Handlung eines Antioxidationsmittels kann deshalb von der richtigen Funktion anderer Mitglieder des Antioxidationsmittel-Systems abhängen. Der Betrag des durch irgendwelches Antioxidationsmittel zur Verfügung gestellten Schutzes wird auch von seiner Konzentration, seiner Reaktionsfähigkeit zu den besonderen reaktiven Sauerstoff-Arten abhängen, die und dem Status der Antioxidationsmittel betrachten werden, mit denen es aufeinander wirkt.

Einige Zusammensetzungen tragen zu Antioxidationsmittel-Verteidigung durch chelating Übergang-Metalle und das Hindern von sie bei, die Produktion von freien Radikalen in der Zelle zu katalysieren. Besonders wichtig ist die Fähigkeit, Eisen abzusondern, das die Funktion von eisenbindenden Proteinen wie transferrin und ferritin ist. Selen und Zink werden allgemein Antioxidationsmittel-Nährstoffe genannt, aber diese chemischen Elemente haben keine Antioxidationsmittel-Handlung selbst und sind stattdessen für die Tätigkeit von einigen Antioxidationsmittel-Enzymen erforderlich, wie unten besprochen wird.

Harnsäure

Harnsäure ist bei weitem das höchste Konzentrationsantioxidationsmittel im menschlichen Blut. Harnsäure (UA) ist ein Antioxidationsmittel oxypurine erzeugt von xanthine durch das Enzym xanthine oxidase, und ist ein Zwischenprodukt des purine Metabolismus. In fast allen Landtieren, urate oxidase katalysiert weiter die Oxydation von Harnsäure zu allantoin, aber in Menschen und höchsten Primaten ist der urate oxidase Gen nichtfunktionell, so dass UA nicht weiter gebrochen wird. Die Entwicklungsgründe für diesen Verlust von urate converstion zu allantoin bleiben das Thema von der aktiven Spekulation. Die Antioxidationsmittel-Effekten von Harnsäure haben Forscher dazu gebracht vorzuschlagen, dass diese Veränderung für frühe Primate vorteilhaft war und Mensch-Studien der hohen Höhe-Akklimatisierung die Hypothese unterstützen, dass urate als ein Antioxidationsmittel durch das Abschwächen der durch Höhenhypoxie verursachten Oxidative-Betonung handelt. In Tierstudien, die durch Oxidative-Betonung erleichterte Krankheiten untersuchen, verhindert die Einführung von UA beide die Krankheit oder reduziert sie, Hauptforscher, um vorzuschlagen, dass das wegen der Antioxidationsmittel-Eigenschaften von UA ist. Studien des Antioxidationsmittel-Mechanismus von UA unterstützen diesen Vorschlag.

In Bezug auf multiple Sklerose erklärt Gwen Scott die Bedeutung von Harnsäure als ein Antioxidationsmittel, indem sie vorschlägt, dass "Serum UA Niveaus mit dem Vorkommen der FRAU in Menschen umgekehrt vereinigt werden, weil FRAU-Patienten niedriges Serum haben, entwickeln UA Niveaus und Personen mit hyperuricemia (Gicht) selten die Krankheit. Außerdem ist die Regierung von UA in experimentellem allergischem encephalomyelitis (EAE), einem Tiermodell der FRAU" In der Summe therapeutisch, während der Mechanismus von UA als ein Antioxidationsmittel gut unterstützt wird, ist der Anspruch, dass seine Niveaus FRAU-Gefahr betreffen, noch umstritten, und verlangt mehr Forschung.

Ebenfalls hat UA die höchste Konzentration jedes Blutantioxidationsmittels und stellt mehr als Hälfte der Gesamtantioxidationsmittel-Kapazität des menschlichen Serums zur Verfügung. Die Antioxidationsmittel-Tätigkeiten von Harnsäure sind auch kompliziert, vorausgesetzt, dass es mit einem oxidants wie Superoxyd nicht reagiert, aber Handlung gegen peroxynitrite, Peroxyde und hypochlorous Säure durchführt. Sorgen über den Beitrag von erhöhtem UA zu Gicht müssen als einer von vielen Risikofaktoren betrachtet werden. Allein ist die UA-related Gefahr der Gicht an hohen Niveaus (415-530 μmol/L) nur 0.5 % pro Jahr mit einer Zunahme zu 4.5 % pro Jahr an UA Übersättigungsniveaus (535 + μmol/L). Viele dieser oben erwähnten Studien haben die Antioxidationsmittel-Handlungen von UA innerhalb von normalen physiologischen Niveaus und etwas gefundene Antioxidationsmittel-Tätigkeit an Niveaus nicht weniger als 285 μmol/L bestimmt.

Die Effekten von Harnsäure in Bedingungen wie atherosclerosis, ischemic Schlag und Herzanfälle werden mit einigen Studien noch immer nicht gut verstanden, die höhere Niveaus von Harnsäure mit der vergrößerten Sterblichkeit und den anderen Studien verbinden, keine Vereinigung zeigend. Da Disziplinarbeamter zuerst vor mehr als zwei Jahrzehnten "die feste Vereinigung zwischen hohen urate Niveaus bemerkt hat und atherosclerosis eine Schutzreaktion (Antioxidationsmittel) oder eine primäre Ursache (pro-oxidant) sein konnte". Das könnte wegen Harnsäure sein, die als ein Abwehrmechanismus gegen Oxidative-Betonung wird aktiviert, aber stattdessen als ein pro-oxidant in Fällen handelnd, wohin metabolisches Durcheinander seine Produktion gut außerhalb normaler Niveaus auswechselt. Umgekehrt verlässt die Anwesenheit von hohen Niveaus des starken Antioxidationsmittels Harnsäure in Primaten (aber nicht andere Säugetiere) viel "therapeutisches Zimmer" für ähnlich handelnde extracellular Antioxidationsmittel-Rauschgifte nicht, um zu arbeiten. Das kann für den wiederholten Misserfolg von menschlichen Proben mit Antioxidationsmittel-Reagenzien im Anschluss an erfolgreiche Tierstudien in (z.B) verantwortlich sein. Schlag.

Askorbinsäure

Askorbinsäure oder "Vitamin C" sind die Monosaccharid-Oxydationsverminderung (redox) Katalysator, der sowohl in Tieren als auch in Werken gefunden ist. Da eines der Enzyme Askorbinsäure machen musste, ist durch die Veränderung während der Primat-Evolution verloren worden, Menschen müssen es von der Diät erhalten; es ist deshalb ein Vitamin. Die meisten anderen Tiere sind im Stande, diese Zusammensetzung in ihren Körpern zu erzeugen, und verlangen es in ihren Diäten nicht. Askorbinsäure ist für die Konvertierung des procollagen zu collagen durch das Oxidieren von Pro-Linien-Rückständen zu hydroxyproline erforderlich. In anderen Zellen wird es in seiner reduzierten Form durch die Reaktion mit glutathione aufrechterhalten, der durch das Protein-Disulfid isomerase und glutaredoxins katalysiert werden kann. Askorbinsäure ist redox Katalysator, der abnehmen, und dadurch, reaktive Sauerstoff-Arten wie Wasserstoffperoxid für neutral erklären kann. Zusätzlich zu seinen direkten Antioxidationsmittel-Effekten ist Askorbinsäure auch ein Substrat für das redox Enzym ascorbate peroxidase, eine Funktion, die im Betonungswiderstand in Werken besonders wichtig ist. Askorbinsäure ist an hohen Niveaus in allen Teilen von Werken da und kann Konzentrationen von 20 millimolar in Chloroplasten erreichen.

Glutathione

Glutathione ist, peptide gefunden in den meisten Formen des aerobic Lebens cysteine-enthaltend. Es ist in der Diät nicht erforderlich und wird stattdessen in Zellen von seinen konstituierenden Aminosäuren synthetisiert. Glutathione hat Antioxidationsmittel-Eigenschaften, da die thiol Gruppe in seinem cysteine ein abnehmender Agent ist und umkehrbar oxidiert und reduziert werden kann. In Zellen wird glutathione in der reduzierten Form durch das Enzym glutathione reductase aufrechterhalten und reduziert der Reihe nach anderen metabolites und Enzym-Systeme, wie ascorbate im glutathione-ascorbate Zyklus, glutathione peroxidases und glutaredoxins, sowie direkt mit oxidants reagierend. Wegen seiner hohen Konzentration und seiner Hauptrolle im Aufrechterhalten des Redox-Staates der Zelle ist glutathione eines der wichtigsten Zellantioxidationsmittel. In einigen Organismen wird glutathione durch anderen thiols, solcher als durch mycothiol in Actinomycetes, bacillithiol in einigen mit dem Gramm positiven Bakterien, oder durch trypanothione in Kinetoplastids ersetzt.

Melatonin

Melatonin ist ein starkes Antioxidationsmittel. Melatonin durchquert leicht Zellmembranen und die Blutgehirnbarriere. Verschieden von anderen Antioxidationsmitteln erlebt melatonin das Redox-Radfahren nicht, das die Fähigkeit eines Moleküls ist, die wiederholte Verminderung und Oxydation zu erleben. Das Radfahren von Redox kann anderen Antioxidationsmitteln (wie Vitamin C) erlauben, als pro-oxidants zu handeln und freie radikale Bildung zu fördern. Melatonin, einmal oxidiert, kann auf seinen ehemaligen Staat nicht reduziert werden, weil er mehrere stabile Endprodukte nach dem Reagieren mit freien Radikalen bildet. Deshalb ist es ein Terminal (oder selbstmörderisch) Antioxidationsmittel genannt geworden.

Tocopherols und tocotrienols (Vitamin E)

Vitamin E ist der gesammelte Name für eine Reihe acht hat tocopherols und tocotrienols verbunden, die fett-auflösbare Vitamine mit Antioxidationsmittel-Eigenschaften sind. Dieser ist α-tocopherol am meisten studiert worden, weil er die höchste Bioverfügbarkeit mit dem Körper hat, der bevorzugt absorbiert und metabolising diese Form.

Es ist gefordert worden, dass die α-Tocopherol-Form das wichtigste lipid-auflösbare Antioxidationsmittel ist, und dass es Membranen vor der Oxydation durch das Reagieren mit lipid Radikalen schützt, die im lipid peroxidation Kettenreaktion erzeugt sind. Das entfernt die freien radikalen Zwischenglieder und hindert die Fortpflanzungsreaktion weiterzugehen. Diese Reaktion erzeugt oxidierte α-tocopheroxyl Radikale, die zurück zur aktiven reduzierten Form durch die Verminderung durch andere Antioxidationsmittel, wie ascorbate, retinol oder ubiquinol wiederverwandt werden können. Das stimmt mit Ergebnissen überein zeigend, dass α-tocopherol, aber nicht wasserlösliche Antioxidationsmittel, effizient glutathione peroxidase 4 (GPX4) - unzulängliche Zellen vom Zelltod schützt. GPx4 ist das einzige bekannte Enzym, das effizient Lipid-Hydroperoxyde innerhalb von biologischen Membranen reduziert.

Jedoch sind die Rollen und Wichtigkeit von den verschiedenen Formen des Vitamins E jetzt unklar, und es ist sogar darauf hingewiesen worden, dass die wichtigste Funktion von α-tocopherol als ein Signalmolekül mit diesem Molekül ist, das keine bedeutende Rolle im Antioxidationsmittel-Metabolismus hat. Die Funktionen der anderen Formen des Vitamins E werden noch weniger gut verstanden, obwohl γ-tocopherol ein nucleophile ist, der mit electrophilic mutagens reagieren kann, und tocotrienols im Schutz von Neuronen vom Schaden wichtig sein kann.

Pro-oxidant Tätigkeiten

Antioxidationsmittel, die Reagenzien reduzieren, können auch als pro-oxidants handeln. Zum Beispiel hat Vitamin C Antioxidationsmittel-Tätigkeit, wenn es Oxidieren-Substanzen wie Wasserstoffperoxid jedoch reduziert, wird es auch Metallionen reduzieren, die freie Radikale durch die Reaktion von Fenton erzeugen.

: 2 Fe + Ascorbate  2 Fe + Dehydroascorbate

:: 2 Fe + 2 HO  2 Fe + 2 OH · + 2 OH

Die ziemliche Bedeutung des Antioxidationsmittels und pro-oxidant Tätigkeiten von Antioxidationsmitteln sind ein Gebiet der aktuellen Forschung, aber Vitamin C, das seine Effekten als ein Vitamin durch das Oxidieren polypeptides ausübt, scheint, größtenteils Antioxidationsmittel-Handlung im menschlichen Körper zu haben. Jedoch, weniger Daten ist für andere diätetische Antioxidationsmittel, wie Vitamin E oder das Polyphenol verfügbar. Ebenfalls schließen die pathogenesis von Krankheiten, die hyperuricemia wahrscheinlich einschließen, die direkten und indirekten pro-oxidant Eigenschaften von Harnsäure ein.

D. h. paradoxerweise können Reagenzien, die normalerweise überlegte Antioxidationsmittel sind, als bedingter pro-oxidants handeln und wirklich Oxidative-Betonung vergrößern. Außer ascorbate hat medizinisch wichtiger bedingter pro-oxidants Harnsäure und sulfhydryl Aminosäuren wie homocysteine eingeschlossen. Gewöhnlich schließt das etwas Metall der Übergang-Reihe wie Kupfer oder Eisen als Katalysator ein. Die potenzielle Rolle der pro-oxidant Rolle von Harnsäure in (z.B). atherosclerosis- und Ischemic-Schlag wird oben betrachtet. Ein anderes Beispiel ist die verlangte Rolle von homocysteine in atherosclerosis.

Das Potenzial von Antioxidationsmittel ergänzt, um Gesundheit zu beschädigen

Einige Antioxidationsmittel-Ergänzungen können Krankheit fördern und Sterblichkeit in Menschen vergrößern. Hypothetisch veranlassen freie Radikale eine endogene Antwort, die gegen exogenous Radikale (und vielleicht andere toxische Zusammensetzungen) schützt. Neue experimentelle Beweise weisen stark darauf hin, dass das tatsächlich der Fall ist, und dass solche Induktion der endogenen freien radikalen Produktion die Lebensdauer von Caenorhabditis elegans erweitert. Am wichtigsten wird diese Induktion der Lebensdauer durch Antioxidationsmittel verhindert, unmittelbaren Beweis zur Verfügung stellend, dass toxische Radikale mitohormetically können, das Lebensverlängern und die Gesundheitsförderungseffekten ausüben.

Enzym-Systeme

Übersicht

Als mit den chemischen Antioxidationsmitteln werden Zellen gegen Oxidative-Betonung durch ein aufeinander wirkendes Netz von Antioxidationsmittel-Enzymen geschützt. Hier wird das Superoxyd, das durch Prozesse wie oxidative phosphorylation veröffentlicht ist, zuerst zu Wasserstoffperoxid umgewandelt und dann weiter reduziert, um Wasser zu geben. Dieser detoxification Pfad ist das Ergebnis von vielfachen Enzymen, mit Superoxyd dismutases das Katalysieren des ersten Schritts und dann catalases und verschiedener peroxidases, der Wasserstoffperoxid entfernt. Als mit Antioxidationsmittel metabolites können die Beiträge dieser Enzyme zur Antioxidationsmittel-Verteidigung hart sein, sich von einander zu trennen, aber die Generation von transgenic Mäusen, die gerade an einem Antioxidationsmittel-Enzym Mangel haben, kann informativ sein.

Superoxyd dismutase, catalase und peroxiredoxins

Superoxyd dismutases (GRASNARBEN) ist eine Klasse nah zusammenhängender Enzyme, die die Depression des Superoxydanions in Sauerstoff und Wasserstoffperoxid katalysieren. GRASNARBE-Enzyme sind in fast allen aerobic Zellen und in extracellular Flüssigkeiten da. Superoxyd dismutase Enzyme enthält Metallion cofactors, der, abhängig vom isozyme, Kupfer, Zink, Mangan oder Eisen sein kann. In Menschen ist die GRASNARBE des Kupfer/Zinkes im cytosol da, während Mangan-GRASNARBE im mitochondrion da ist. Dort auch besteht eine dritte Form der GRASNARBE in extracellular Flüssigkeiten, die Kupfer und Zink in seinen aktiven Seiten enthält. Der mitochondrial isozyme scheint, am meisten biologisch wichtig dieser drei zu sein, da Mäuse, die an diesem Enzym Mangel haben, bald nach der Geburt sterben. Im Gegensatz sind die Mäuse, die an GRASNARBE des Kupfer/Zinkes (Sod1) Mangel haben, lebensfähig, aber haben zahlreiche Pathologien und eine reduzierte Lebensspanne (sieh Artikel über Superoxyd), während Mäuse ohne die extracellular GRASNARBE minimale Defekte (empfindlich zu hyperoxia) haben. In Werken ist GRASNARBE isozymes im cytosol und mitochondria mit einer in Chloroplasten gefundenen Eisen-GRASNARBE da, der von Wirbeltieren und Hefe fehlt.

Catalases sind Enzyme, die die Konvertierung von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff, mit entweder einem Eisen oder Mangan cofactor katalysieren. Dieses Protein wird zu peroxisomes in den meisten eukaryotic Zellen lokalisiert. Catalase ist ein ungewöhnliches Enzym seitdem, obwohl Wasserstoffperoxid sein einziges Substrat ist, folgt es einem Pingpong-Mechanismus. Hier wird sein cofactor durch ein Molekül von Wasserstoffperoxid oxidiert und dann durch das Übertragen des bestimmten Sauerstoffes einem zweiten Molekül des Substrats regeneriert. Trotz seiner offenbaren Wichtigkeit in der Wasserstoffperoxid-Eliminierung, Menschen mit dem genetischen Mangel an catalase — "acatalasemia" — oder Mäuse, die genetisch konstruiert sind, um an catalase völlig Mangel zu haben, ertragen wenige kranke Effekten.

Peroxiredoxins sind peroxidases, die die Verminderung von Wasserstoffperoxid, organischen Hydroperoxyden, sowie peroxynitrite katalysieren. Sie werden in drei Klassen geteilt: typischer 2-cysteine peroxiredoxins; atypischer 2-cysteine peroxiredoxins; und 1-cysteine peroxiredoxins. Diese Enzyme teilen denselben grundlegenden katalytischen Mechanismus, in dem ein redox-aktiver cysteine (der peroxidatic cysteine) in der aktiven Seite zu einer sulfenic Säure durch das Peroxyd-Substrat oxidiert wird. Überoxydation dieses cysteine Rückstands in peroxiredoxins inactivates diese Enzyme, aber kann das durch die Handlung von sulfiredoxin umgekehrt werden. Peroxiredoxins scheinen, im Antioxidationsmittel-Metabolismus wichtig zu sein, weil Mäuse, die peroxiredoxin 1 oder 2 fehlen, Lebensspanne verkürzt haben und unter der hemolytic Anämie leiden, während Werke peroxiredoxins verwenden, um in Chloroplasten erzeugtes Wasserstoffperoxid zu entfernen.

Thioredoxin und glutathione Systeme

Das thioredoxin System enthält das 12-kDa Protein thioredoxin und seinen Begleiter thioredoxin reductase. Mit thioredoxin verbundene Proteine sind in allen sequenced Organismen da. Werke, wie Arabidopsis thaliana, haben eine besonders große Ungleichheit von isoforms. Die aktive Seite von thioredoxin besteht aus zwei benachbarten cysteines als ein Teil eines hoch erhaltenen CXXC Motivs, das zwischen einer aktiven Dithiol-Form (reduziert) und einer oxidierten Disulfid-Form Rad fahren kann. In seinem aktiven Staat handelt thioredoxin als ein effizienter abnehmender Agent, reaktive Sauerstoff-Arten reinigend und andere Proteine in ihrem reduzierten Staat aufrechterhaltend. Oxidiert, wird der aktive thioredoxin durch die Handlung von thioredoxin reductase mit NADPH als ein Elektronendonator regeneriert.

Das glutathione System schließt glutathione, glutathione reductase, glutathione peroxidases und glutathione S-transferases ein. Dieses System wird in Tieren, Werken und Kleinstlebewesen gefunden. Glutathione peroxidase ist ein Enzym, das vier Selen-cofactors enthält, das die Depression von Wasserstoffperoxid und organischen Hydroperoxyden katalysiert. Es gibt mindestens vier verschiedene glutathione peroxidase isozymes in Tieren. Glutathione peroxidase 1 ist am reichlichsten und ist ein sehr effizienter Müllmann von Wasserstoffperoxid, während glutathione peroxidase 4 mit lipid Hydroperoxyden am aktivsten ist. Überraschend, glutathione peroxidase 1 ist entbehrlich, weil Mäuse, die an diesem Enzym Mangel haben, normale Lebensspanne haben, aber sie sind zu veranlasster Oxidative-Betonung überempfindlich. Außerdem zeigen die glutathione S-transferases hohe Tätigkeit mit lipid Peroxyden. Diese Enzyme sind an besonders hohen Niveaus in der Leber und dienen auch im detoxification Metabolismus.

Oxidative betonen in Krankheit

Wie man

denkt, trägt Betonung von Oxidative zur Entwicklung einer breiten Reihe von Krankheiten einschließlich Alzheimerkrankheit, der Parkinsonschen Krankheit, der Pathologien bei, die durch Zuckerkrankheit, rheumatische Arthritis und neurodegeneration in Motorneuron-Krankheiten verursacht sind. In vielen dieser Fälle ist es unklar, wenn oxidants die Krankheit auslösen, oder wenn sie als eine sekundäre Folge der Krankheit und vom allgemeinen Gewebeschaden erzeugt werden; ein Fall, in dem diese Verbindung besonders gut verstanden wird, ist die Rolle der Oxidative-Betonung in kardiovaskulärer Krankheit. Hier scheint Oxydation der niedrigen Dichte lipoprotein (LDL), den Prozess von atherogenesis auszulösen, der auf atherosclerosis, und schließlich kardiovaskuläre Krankheit hinausläuft.

Der Schaden von Oxidative in der DNA kann Krebs verursachen. Mehrere Antioxidationsmittel-Enzyme wie Superoxyd dismutase, catalase, glutathione peroxidase, glutathione reductase, glutathione S-transferase schützen usw. DNA vor Oxidative-Betonung. Es ist vorgeschlagen worden, dass polymorphisms in diesen Enzymen mit dem DNA-Schaden und nachher der Gefahr der Person der Krebs-Empfänglichkeit vereinigt werden.

Eine niedrige Kaloriendiät erweitert maximale und Mittellebensspanne in vielen Tieren. Diese Wirkung kann die Verminderung Oxidative-Betonung einschließen. Während es einige Beweise gibt, um die Rolle der Oxidative-Betonung im Altern in Musterorganismen wie Taufliege melanogaster und Caenorhabditis elegans zu unterstützen, sind die Beweise in Säugetieren weniger klar. Tatsächlich hat eine 2009-Rezension von Experimenten in Mäusen beschlossen, dass fast alle Manipulationen von Antioxidationsmittel-Systemen keine Wirkung auf das Altern hatten. Diäten hoch in der Frucht und den Gemüsepflanzen, die in Antioxidationsmitteln hoch sind, fördern Gesundheit und reduzieren die Effekten des Alterns; Antioxidationsmittel-Vitamin-Ergänzung hat keine feststellbare Wirkung auf den Altersprozess, so können die Effekten der Frucht und Gemüsepflanzen zu ihrem Antioxidationsmittel-Inhalt ohne Beziehung sein. Ein Grund dafür könnte die Tatsache sein, dass das Verbrauchen von Antioxidationsmittel-Molekülen wie Polyphenol und Vitamin E Änderungen in anderen Teilen des Metabolismus erzeugen wird, so können es diese anderen Effekten sein, die der echte Grund sind, sind diese Zusammensetzungen in der menschlichen Nahrung wichtig.

Potenzielle Gesundheitseffekten

Organ-Funktion

Das Gehirn ist für oxidative Verletzung, wegen seiner hohen metabolischen Rate und erhobener Niveaus von mehrfach ungesättigtem lipids, des Ziels von lipid peroxidation einzigartig verwundbar. Folglich werden Antioxidationsmittel als Medikamente allgemein verwendet, um verschiedene Formen der Gehirnverletzung zu behandeln. Hier werden Superoxyd dismutase mimetics, Natrium thiopental und propofol verwendet, um reperfusion Verletzung und traumatische Gehirnverletzung zu behandeln, während die experimentellen Rauschgifte disufenton Natrium und ebselen in der Behandlung des Schlags angewandt werden. Diese Zusammensetzungen scheinen, Oxidative-Betonung in Neuronen zu verhindern und apoptosis und neurologischen Schaden zu verhindern. Antioxidationsmittel werden auch als mögliche Behandlungen für neurodegenerative Krankheiten wie Alzheimerkrankheit, die Parkinsonsche Krankheit und amyotrophic seitliche Sklerose, und als eine Weise untersucht, geräuschveranlassten Hören-Verlust zu verhindern. Ins Visier genommene Antioxidationsmittel können zu besseren medizinischen Effekten führen. GeMitochondria-ins-Visier-nommener ubiquinone kann zum Beispiel Schaden an der durch übermäßigen Alkohol verursachten Leber verhindern.

Beziehung, um Diät zu halten

Leute, die Früchte und Gemüsepflanzen essen, haben eine niedrigere Gefahr der Herzkrankheit und einiger neurologischer Krankheiten, und es gibt Beweise, dass einige Typen von Gemüsepflanzen und Früchten im Allgemeinen, Gefahr gegen einige Krebse senken können. Da Früchte und Gemüsepflanzen zufällig gute Quellen von Nährstoffen und phytochemicals sind, hat das darauf hingewiesen, dass Antioxidationsmittel-Zusammensetzungen Gefahr gegen mehrere Krankheiten senken könnten. Diese Idee ist auf eine beschränkte Weise in klinischen Proben geprüft worden und scheint nicht, wahr zu sein, weil Antioxidationsmittel-Ergänzungen keine klare Wirkung auf die Gefahr von chronischen Krankheiten wie Krebs und Herzkrankheit haben. Das weist darauf hin, dass diese Gesundheitsvorteile aus anderen Substanzen in Früchten und Gemüsepflanzen (vielleicht diätetische Faser) kommen oder aus einer komplizierten Mischung von Zusammensetzungen kommen. Zum Beispiel scheint die Antioxidationsmittel-Wirkung von flavonoid-reichen Nahrungsmitteln, wegen fructose-veranlasster Zunahmen in der Synthese des Antioxidationsmittels Harnsäure und nicht zu diätetischen Antioxidationsmitteln per se zu sein.

Es wird gedacht, dass die Oxydation der niedrigen Dichte lipoprotein im Blut zu Herzkrankheit beiträgt, und anfängliche Beobachtungsstudien gefunden haben, dass Leute, die Ergänzungen des Vitamins E nehmen, eine niedrigere Gefahr hatten, Herzkrankheit zu entwickeln. Folglich wurden mindestens sieben große klinische Proben geführt, um die Effekten der Antioxidationsmittel-Ergänzung mit dem Vitamin E, in Dosen im Intervall von 50 zu pro Tag zu prüfen. Keine dieser Proben hat eine statistisch bedeutende Wirkung des Vitamins E auf der gesamten Anzahl von Todesfällen oder auf Todesfällen wegen Herzkrankheit gefunden. Weitere Studien sind auch negativ gewesen. Es ist nicht klar, wenn die Dosen, die in diesen Proben oder in den meisten diätetischen Ergänzungen verwendet sind, dazu fähig sind, eine bedeutende Abnahme in Oxidative-Betonung zu erzeugen. Insgesamt, trotz der klaren Rolle der Oxidative-Betonung in kardiovaskulärer Krankheit, haben kontrollierte Studien mit Antioxidationsmittel-Vitaminen keine Verminderung entweder der Gefahr beobachtet, Herzkrankheit oder die Rate des Fortschritts der vorhandenen Krankheit zu entwickeln.

Während mehrere Proben Ergänzungen mit hohen Dosen von Antioxidationsmitteln, der "Supplémentation en Vitamines et Mineraux Antioxydants" (SU.VI.MAX) untersucht haben, hat Studie die Wirkung der Ergänzung mit Dosen geprüft, die mit denjenigen in einer gesunden Diät vergleichbar sind. Mehr als 12,500 französische Männer und Frauen haben jede niedrige Dosis Antioxidationsmittel (Askorbinsäure, des Vitamins E, Beta-Karotins, 100 µg des Selens, und Zinkes) oder Suggestionsmittel-Pillen für einen Durchschnitt von 7.5 Jahren genommen. Die Studie hat beschlossen, dass Antioxidationsmittel-Ergänzung der niedrigen Dosis Gesamtkrebs-Vorkommen und Vollursache-Sterblichkeit in Männern, aber nicht in Frauen gesenkt hat. Ergänzung kann in Männern nur wegen ihres niedrigeren Grundlinie-Status von bestimmten Antioxidationsmitteln besonders Beta-Karotins wirksam sein.

Viele nutraceutical und Reformhauskost-Gesellschaften verkaufen Formulierungen von Antioxidationsmitteln als diätetische Ergänzungen, und diese werden in industrialisierten Ländern weit verwendet. Diese Ergänzungen können spezifische Antioxidationsmittel-Chemikalien, wie das Polyphenol, resveratrol (von Traubensamen oder Knotweed-Wurzeln), Kombinationen von Antioxidationsmitteln wie die "ASS"-Produkte einschließen, die Beta-Karotin (Pro-Vitamin A), Vitamin C, Vitamin E und Selen oder Kraut enthalten, das Antioxidationsmittel - wie grüner Tee und jiaogulan enthält. Obwohl einige Niveaus von Antioxidationsmittel-Vitaminen und Mineralen in der Diät für die gute Gesundheit erforderlich sind, gibt es beträchtliche Zweifel betreffs, ob diese Antioxidationsmittel-Ergänzungen vorteilhaft oder schädlich sind, und wenn sie wirklich vorteilhaft sind, welches Antioxidationsmittel erforderlich sind und worin Beträge. Tatsächlich behaupten einige Autoren, dass die Hypothese, dass Antioxidationsmittel chronische Krankheiten verhindern konnten, jetzt widerlegt worden ist, und dass die Idee vom Anfang fehlgeleitet wurde. Eher kann diätetisches Polyphenol Nichtantioxidationsmittel-Rollen in Minutenkonzentrationen haben, die Zelle-zu-Zelle Nachrichtenübermittlung, Empfänger-Empfindlichkeit, entzündliche Enzym-Tätigkeit oder Genregulierung betreffen.

Für die gesamte Lebenserwartung ist es sogar darauf hingewiesen worden, dass gemäßigte Niveaus der Oxidative-Betonung Lebensspanne im Wurm Caenorhabditis elegans, durch das Verursachen einer Schutzantwort auf vergrößerte Niveaus der reaktiven Sauerstoff-Arten vergrößern können. Der Vorschlag, der Lebenserwartung vergrößert hat, kommt vergrößerte Oxidative-Betonungskonflikte mit Ergebnissen her, die in der Hefe Saccharomyces cerevisiae gesehen sind, und die Situation in Säugetieren ist noch weniger klar. Dennoch scheinen Antioxidationsmittel-Ergänzungen nicht, Lebenserwartung in Menschen zu vergrößern.

Physische Übung

Während der Übung kann Sauerstoff-Verbrauch durch einen Faktor von mehr als 10 zunehmen. Das führt zu einer großen Zunahme in der Produktion von oxidants und läuft auf Schaden hinaus, der zu Muskelerschöpfung während und nach der Übung beiträgt. Die entzündliche Antwort, die nach der anstrengenden Übung vorkommt, wird auch mit Oxidative-Betonung besonders in den 24 Stunden nach einer Übungssitzung vereinigt. Die Immunsystem-Antwort auf den durch die Übung angerichteten Schaden kulminiert 2 bis 7 Tage nach der Übung, die die Periode ist, während deren der grösste Teil der Anpassung, die zu größerer Fitness führt, vorkommt. Während dieses Prozesses werden freie Radikale durch neutrophils erzeugt, um beschädigtes Gewebe zu entfernen. Infolgedessen können übermäßige Antioxidationsmittel-Niveaus Wiederherstellung und Anpassungsmechanismen hemmen. Antioxidationsmittel-Ergänzungen können auch einigen der Gesundheitsgewinne verhindern, die normalerweise aus der Übung wie vergrößerte Insulin-Empfindlichkeit kommen.

Die Beweise für Vorteile der Antioxidationsmittel-Ergänzung in der kräftigen Übung werden gemischt. Es gibt starke Beweise, dass eine der Anpassungen, die sich aus Übung ergeben, eine Stärkung der Antioxidationsmittel-Verteidigung des Körpers, besonders das glutathione System ist, um die vergrößerte Oxidative-Betonung zu regeln. Diese Wirkung kann einigermaßen gegen Krankheiten Schutz-sein, die mit Oxidative-Betonung vereinigt werden, die eine teilweise Erklärung für das niedrigere Vorkommen von Hauptkrankheiten und die bessere Gesundheit von denjenigen zur Verfügung stellen würde, die regelmäßige Übung übernehmen.

Keine Vorteile für die physische Leistung Athleten werden mit der Ergänzung des Vitamins E gesehen. Tatsächlich, trotz seiner Schlüsselrolle im Verhindern lipid Membran peroxidation, hatten 6 Wochen der Ergänzung des Vitamins E keine Wirkung auf den Muskelschaden in Ultramarathonläufern. Obwohl es scheint, keine vergrößerte Voraussetzung für das Vitamin C in Athleten zu geben, gibt es einige Beweise, dass Ergänzung des Vitamins C den Betrag der intensiven Übung vergrößert hat, die getan werden kann und Ergänzung des Vitamins C, bevor anstrengende Übung den Betrag des Muskelschadens reduzieren kann. Andere Studien haben keine solche Effekten gefunden, und etwas Forschung weist dass Ergänzung mit Beträgen so hoch darauf hin wie Hemmungswiederherstellung.

Eine in der Sportmedizin veröffentlichte Rezension hat auf 150 Studien auf der Antioxidationsmittel-Ergänzung während der Übung geschaut. Die Rezension hat gefunden, dass sogar studiert, der gefunden hat, dass die Verminderung Oxidative-Betonung gescheitert hat, Vorteile für die Leistung oder Verhinderung des Muskelschadens zu demonstrieren. Einige Studien haben angezeigt, dass Antioxidationsmittel-Ergänzung gegen die kardiovaskulären Vorteile der Übung arbeiten konnte.

Nachteilige Effekten

Relativ starke abnehmende Säuren können Antinähreffekten haben, indem sie zu diätetischen Mineralen wie Eisen und Zink in der gastrointestinal Fläche gebunden wird und sie davon abgehalten wird, absorbiert zu werden. Bemerkenswerte Beispiele sind Oxalsäure, Gerbstoffe und phytic Säure, die in pflanzenbasierten Diäten hoch sind. Kalzium und Eisenmängel sind in Diäten in Entwicklungsländern ziemlich üblich, wo weniger Fleisch gegessen wird und es hohen Verbrauch von phytic Säure von Bohnen und ungesäuertem Vollkornbrot gibt.

Nichtpolare Antioxidationsmittel wie eugenol — ein Hauptbestandteil von Öl von Nelken — hat Giftigkeitsgrenzen, die mit dem Missbrauch von unverdünnten wesentlichen Ölen überschritten werden können. Giftigkeit, die mit hohen Dosen von wasserlöslichen Antioxidationsmitteln wie Askorbinsäure vereinigt ist, ist weniger von einer Sorge, weil diese Zusammensetzungen excreted schnell im Urin sein können. Ernstlicher können sehr hohe Dosen von einigen Antioxidationsmitteln schädliche langfristige Effekten haben. Das Beta-Karotin und die Retinol Wirkungsprobe (AUSLASSUNGSZEICHEN) die Studie von Lungenkrebs-Patienten hat gefunden, dass Raucher gegeben Ergänzungen, die Beta-Karotin und Vitamin A enthalten, Raten des Lungenkrebses vergrößert hatten. Nachfolgende Studien haben diese nachteiligen Effekten bestätigt.

Diese schädlichen Effekten können auch in Nichtrauchern gesehen werden, weil eine neue Meta-Analyse einschließlich Daten von etwa 230,000 Patienten gezeigt hat, dass β-carotene, Vitamin A oder Ergänzung des Vitamins E mit der vergrößerten Sterblichkeit vereinigt werden, aber keine bedeutende Wirkung vom Vitamin C gesehen haben. Keine Gesundheitsgefahr wurde gesehen, als kontrollierten Studien ganzen randomized zusammen untersucht wurden, aber eine Zunahme in der Sterblichkeit wurde nur entdeckt, als das hochwertige und die Risikoproben der niedrigen Neigung getrennt untersucht wurden. Als die Mehrheit dieser Proben der niedrigen Neigung befasst entweder ältliche Leute oder Leute, die bereits Krankheit ertragen, können diese Ergebnisse nicht für die allgemeine Bevölkerung gelten. Diese Meta-Analyse wurde später wiederholt und von denselben Autoren mit der neuen durch die Kollaboration von Cochrane veröffentlichten Analyse erweitert; das Bestätigen der vorherigen Ergebnisse. Diese zwei Veröffentlichungen sind mit einigen vorherig im Einklang stehend meta-analysiert das hat auch darauf hingewiesen, dass Ergänzung des Vitamins E Sterblichkeit vergrößert hat, und dass Antioxidationsmittel-Ergänzungen die Gefahr des Doppelpunkt-Krebses vergrößert haben. Jedoch sind die Ergebnisse dieser Meta-Analyse mit anderen Studien wie die SU.VI.MAX Probe inkonsequent, die darauf hingewiesen hat, dass Antioxidationsmittel keine Wirkung auf die Ursache - die ganze Sterblichkeit haben. Insgesamt weist die Vielzahl von klinischen auf Antioxidationsmittel-Ergänzungen ausgeführten Proben darauf hin, dass entweder diese Produkte keine Wirkung auf die Gesundheit haben, oder dass sie eine kleine Zunahme in der Sterblichkeit in ältlichen oder verwundbaren Bevölkerungen verursachen.

Während Antioxidationsmittel-Ergänzung in Versuchen weit verwendet wird, die Entwicklung des Krebses zu verhindern, ist es vorgeschlagen worden, dass Antioxidationsmittel paradoxerweise Krebs-Behandlungen stören können. Wie man dachte, ist das vorgekommen, da die Umgebung von Krebs-Zellen hohe Niveaus der Oxidative-Betonung verursacht, diese Zellen empfindlicher gegen weiter oxidative durch Behandlungen veranlasste Betonung machend. Infolgedessen, durch das Reduzieren der Redox-Betonung in Krebs-Zellen, konnten Antioxidationsmittel-Ergänzungen die Wirksamkeit der Strahlentherapie und Chemotherapie vermindern. Andererseits haben andere Rezensionen darauf hingewiesen, dass Antioxidationsmittel Nebenwirkungen reduzieren oder Überleben-Zeiten vergrößern konnten.

Maß und Niveaus im Essen

Das Maß von Antioxidationsmitteln ist nicht ein aufrichtiger Prozess, wie das eine verschiedene Gruppe von Zusammensetzungen mit verschiedenen Wiedertätigkeiten zu verschiedenen reaktiven Sauerstoff-Arten ist. In der Nahrungsmittelwissenschaft ist der Sauerstoff radikale Absorptionsvermögen-Kapazität (ORAC) der aktuelle Industriestandard geworden, um Antioxidationsmittel-Kraft von ganzen Nahrungsmitteln, Säften und Nahrungsmittelzusätzen zu bewerten. Andere Maß-Tests schließen das Folin-Ciocalteu Reagens und Trolox gleichwertige Antioxidationsmittel-Höchstfeinprobe ein.

Antioxidationsmittel werden im Verändern von Beträgen in Nahrungsmitteln wie Gemüsepflanzen, Früchte, Korn-Zerealien, Eier, Fleisch, Hülsenfrüchte und Nüsse gefunden. Einige Antioxidationsmittel wie lycopene und Askorbinsäure können durch die langfristige Lagerung zerstört werden oder haben das Kochen verlängert. Andere Antioxidationsmittel-Zusammensetzungen, sind wie die polyphenolic Antioxidationsmittel in Nahrungsmitteln wie Vollkornzerealien und Tee stabiler. Die Effekten des Kochens und der Lebensmittelverarbeitung sind kompliziert, weil diese Prozesse auch die Bioverfügbarkeit von Antioxidationsmitteln wie ein carotenoids in Gemüsepflanzen vergrößern können. Im Allgemeinen enthalten bearbeitete Nahrungsmittel weniger Antioxidationsmittel als frische und rohe Nahrungsmittel, da die Vorbereitungsprozesse das Essen zu Sauerstoff ausstellen können.

Andere Antioxidationsmittel sind nicht Vitamine und werden stattdessen im Körper gemacht. Zum Beispiel, ubiquinol (coenzyme Q) wird von den Eingeweiden schlecht absorbiert und wird in Menschen durch den mevalonate Pfad gemacht. Ein anderes Beispiel ist glutathione, der von Aminosäuren gemacht wird. Da jeder glutathione in den Eingeweiden gebrochen wird, um cysteine, glycine und glutamic Säure zu befreien, vor absorbiert zu werden, sogar große mündliche Dosen wenig Wirkung auf die Konzentration von glutathione im Körper haben. Obwohl große Beträge von Schwefel enthaltenden Aminosäuren wie acetylcysteine glutathione vergrößern können, bestehen keine Beweise, dass, hohe Niveaus dieser glutathione Vorgänger essend, für gesunde Erwachsene vorteilhaft ist. Die Versorgung von mehr von diesen Vorgängern kann als ein Teil der Behandlung von einigen Krankheiten, wie akutes Atmungsqual-Syndrom, Unterernährung der Protein-Energie oder das Verhindern des durch die paracetamol Überdosis erzeugten Leberschadens nützlich sein.

Andere Zusammensetzungen in der Diät können die Niveaus von Antioxidationsmitteln durch das Handeln als pro-oxidants verändern. Hier, die zusammengesetzten Ursachen oxidative Betonung verbrauchend, auf die der Körper durch das Verursachen höherer Niveaus der Antioxidationsmittel-Verteidigung wie Antioxidationsmittel-Enzyme antwortet. Einige dieser Zusammensetzungen, wie isothiocyanates und curcumin, können chemopreventive Agenten sein, dass entweder die Transformation von anomalen Zellen in krebsbefallene Zellen blockieren Sie, oder sogar vorhandene Krebs-Zellen töten Sie.

Gebrauch in der Technologie

Nahrungsmittelkonservierungsmittel

Antioxidationsmittel werden als Nahrungsmittelzusätze verwendet, um zu helfen, vor Nahrungsmittelverfall zu schützen. Die Aussetzung von Sauerstoff und Sonnenlicht ist die zwei Hauptfaktoren in der Oxydation des Essens, so wird Essen durch das Halten in der Dunkelheit und das Siegeln davon in Behältern oder sogar Überzug es in Wachs, als mit Gurken bewahrt. Jedoch, weil Sauerstoff auch für die Pflanzenatmung wichtig ist, erzeugt Speicherung von Pflanzenmaterialien in anaerobic Bedingungen unangenehme Geschmäcke und unsympathische Farben. Folglich enthält das Verpacken von frischen Früchten und Gemüsepflanzen eine ~8-%-Sauerstoff-Atmosphäre. Antioxidationsmittel sind eine besonders wichtige Klasse von Konservierungsmitteln als verschieden vom Bakterien- oder Pilzfehldruck, Oxydationsreaktionen kommen noch relativ schnell im eingefrorenen oder gekühlten Essen vor. Diese Konservierungsmittel schließen natürliche Antioxidationsmittel wie Askorbinsäure (AA, E300) und tocopherols (E306), sowie synthetische Antioxidationsmittel wie propyl gallate (Parentale Guidance, E310), tertiärer butylhydroquinone (TBHQ), butylated hydroxyanisole (BHA, E320) und butylated hydroxytoluene (BHT, E321) ein.

Die allgemeinsten durch die Oxydation angegriffenen Moleküle sind ungesättigte Fette; Oxydation veranlasst sie, ranzig zu werden. Da oxidiert, werden lipids häufig verfärbt und haben gewöhnlich unangenehme Geschmäcke wie metallische oder schwefelhaltige Geschmäcke, es ist wichtig, Oxydation in fett-reichen Nahrungsmitteln zu vermeiden. So werden diese Nahrungsmittel durch den Trockner selten bewahrt; statt dessen werden sie durch das Rauchen, Einpökeln oder das Gären bewahrt. Noch weniger fetthaltige Nahrungsmittel wie Früchte werden mit schwefelhaltigen Antioxidationsmitteln vor der Lufttrocknung zerstäubt. Oxydation wird häufig durch Metalle katalysiert, der ist, warum Fette wie Butter in Aluminiumfolie nie gewickelt oder in Metallbehältern behalten werden sollten. Einige Fettnahrungsmittel wie Olivenöl werden vor der Oxydation durch ihren natürlichen Inhalt von Antioxidationsmitteln teilweise geschützt, aber bleiben empfindlich zur Photooxydation. Antioxidationsmittel-Konservierungsmittel werden auch zur Fett-basierten Kosmetik wie Lippenstift und Feuchtigkeitscremes hinzugefügt, um Ranzigkeit zu verhindern.

Industriegebrauch

Antioxidationsmittel werden oft zu Industrieprodukten hinzugefügt. Eine übliche Anwendung ist als Ausgleicher in Brennstoffen und Schmiermitteln, um Oxydation, und in Benzin zu verhindern, den polymerization zu verhindern, der zur Bildung von motorverschmutzenden Rückständen führt. 2007 hatte der Weltmarkt für Industrieantioxidationsmittel ein Gesamtvolumen von ungefähr 0.88 Millionen Tonnen. Das hat Einnahmen um 3.7 Milliarden US-Dollar (2.4 Milliarden Euro) geschaffen.

Sie werden weit verwendet, um die oxidative Degradierung von Polymern wie Gummischuhe, Plastik und Bindemittel zu verhindern, der einen Verlust der Kraft und Flexibilität in diesen Materialien verursacht. Polymer, die Doppelbindungen in ihren Hauptketten, wie natürlicher Gummi und polybutadiene enthalten, sind gegen die Oxydation und ozonolysis besonders empfindlich. Sie können durch antiozonants geschützt werden. Feste Polymer-Produkte fangen an, auf ausgestellten Oberflächen zu krachen, weil sich das Material abbaut und die Kettenbrechung. Die Weise des Knackens ändert sich zwischen Sauerstoff und Ozon-Angriff, der erstere, ein "verrücktes Pflastern" Wirkung verursachend, während Ozon-Angriff tiefere Spalten ausgerichtet rechtwinklig zur dehnbaren Beanspruchung im Produkt erzeugt. Oxydation und UV Degradierung werden auch oft hauptsächlich verbunden, weil UV Radiation freie Radikale durch die Band-Brechung schafft. Die freien Radikalen reagieren dann mit Sauerstoff, um peroxy Radikale zu erzeugen, die noch weiteren Schaden häufig in einer Kettenreaktion verursachen. Andere gegen die Oxydation empfindliche Polymer schließen Polypropylen und Polyäthylen ein. Der erstere ist infolge der Anwesenheit der sekundären Kohlenstoff-Atom-Gegenwart in jeder mehrmaligen Einheit empfindlicher. Angriff kommt an diesem Punkt vor, weil der freie gebildete Radikale stabiler ist als ein gebildeter auf einem primären Kohlenstoff-Atom. Die Oxydation von Polyäthylen neigt dazu, an schwachen Verbindungen zur Kette wie Zweigpunkte in niedrigem Dichte-Polyäthylen vorzukommen.

Siehe auch

• Forensische Technik
• Mitohormesis - Hormesis
• Nootropic
• Polymer-Degradierung
• Superessen

Weiterführende Literatur

• Nick Lane Oxygen: Das Molekül Der Gemacht die Welt (Presse der Universität Oxford, 2003) internationale Standardbuchnummer 0-19-860783-0
• Barry Halliwell und John M.C. Gutteridge Free Radicals in der Biologie und Medizin (Presse der Universität Oxford, 2007) internationale Standardbuchnummer 0 19 856869 X
• Jan Pokorny, Nelly Yanishlieva und Michael H. Gordon Antioxidants im Essen: Praktische Anwendungen (CRC Press Inc, 2001) internationale Standardbuchnummer 0-8493-1222-1

Links

• Amerikanische nationale Institute für die Gesundheit, Büro von diätetischen Ergänzungen
• MedlinePlus: Antioxidationsmittel.