مضاد الأكسدة هوجزيء قادر على إبطاء أومنع الأكسدة من الجزيئات الأخرى. الأكسدة هي تفاعل كيميائي يقوم بنقل إلكترون من مادة إلى عامل مؤكسد. تفاعلات الأكسدة يمكن حتى تنتج الجزيئات الحرة ، والتي تبدأ سلسلة من ردود العمل التى تحدث ضررا بالخلايا. المواد المضادة للاكسدة تنهى هذه سلسلة من ردود العمل من خلال إزالة الجزيئات الحرة الوسيطة ، وتكبح تفاعلات الأكسدة الأخرى التي تجرى بأكسدة أنفسها. نتيجة لذلك ، غالبا ما تكون المواد المضادة للاكسدة هي مواد مختزلة مثل الثيولات وحمض الاسكوربيك أوالبوليفينول. على الرغم من حتى تفاعلات الأكسدة ضرورية للحياة ، فإنها يمكن أيضاأن تكون ضارة ، وبالتالي ، فإن النباتات والحيوانات تحتوى على أنظمة معقدة من أنواع متعددة من المواد المضادة للاكسدة مثل جلوتاثيون، وفيتامين سي، وفيتامين هاء وكذلك إنزيمات مثل الكاتلاز، دسموتاز سوبرأوكسيد وعديد من البيروكسيديز .إن مستويات منخفضة من المواد المضادة للاكسدة أو تثبيط من الانزيمات المضادة للأكسدة ، تسبب ضغوطا من الاكسدة قد تسبب وقوع أضرار أوتقتل الخلايا.

كما حتى الضغوط التى تسببها الاكسدة قد تكون جزءا هاما من الكثير من الأمراض التي تصيب الإنسان ، فإن استخدام المواد المضادة للاكسدة في فهم الأدوية إستحوذ على دراسات مكثفة، وخصوصا انها علاج للجلطة والأمراض العصبية. ومع ذلك ، فمن غير المعروف ما اذا كانت الضغوط الناتجة من الاكسدة هي سبب أونتيجة للسقم. المواد المضادة للأكسدة أيضا تستخدم على نطاق واسع من ضمن المكونات المستخدمة في المكملات الغذائية أملا في الحفاظ على الصحة والوقاية من الأمراض مثل السرطان وأمراض القلب التاجية. وعلى الرغم من ذلك فإن الدراسات الأولية تشير إلى حتى مضادات الأكسدة التكميلية قد تسهم بتعزيز الصحة ، في وقت لاحق أثبتت تجارب سريرية لم تكتشف أية فائدة من مضادات الأكسدة، واقترحت بدلا من ذلك حتى المكملات الغذائية الزائدة قد تكون ضارة.. بالإضافة إلى هذه الاستخدامات من مضادات الأكسدة الطبيعية في الطب، فإن هذه المركبات لها الكثير من الاستخدامات الصناعية، مثل عملها كمواد حافظة في المواد الغذائية ومستحضرات التجميل ومنع تدهور المطاط والبنزين.

التاريخ

إن مضادات الأكسدة كانت مصطلحا يستخدم في الأصل تحديدا مشيرا إلى المادة الكيميائية التي تمنع استهلاك الأوكسجين. برزت هذه الدراسة في وقت متأخر من القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين ، وقد وضعت دراسات مكثفة كانت مكرسة لاستخدامات المواد المضادة للاكسدة في العمليات الصناعية الهامة ، مثل الوقاية من تآكل المعادن ،وفلكنة المطاط ، وبلمرة الوقود في محركات الاحتراق الداخليs. في وقت مبكر كان البحث عن دور المواد المضادة للاكسدة في البيولوجيا التي هجرز على استخدامها في منع الأكسدة للدهون غير المشبعة ، والذي هوالسبب في تكسر الدهون. نشاط مضادات الأكسدة يمكن حتى يقاس ببساطة عن طريق وضع الدهون في أوعية مغلقة مع الأوكسجين وقياس معدل استهلاك الأوكسجين. ومع ذلك ، فإنه تحديد فيتامينات أ ، سي ، و فيتامين هاء والمواد المضادة للاكسدة التي أحدثت ثورة في الحقل ، وأدت إلى إعمال أهمية المواد المضادة للاكسدة في الكيمياء الحيوية من الكائنات الحية. الآليات الممكنة لنظرية عمل المواد المضادة للاكسدة اكتشفت لأول مرة عندما كان من المسلم به حتى أى مادة مضادة للأكسدة من المرجح حتى تكون هي نفسها التي تتأكسد بسهولة . البحث في كيفية حتى فيتامين هاء قادر حتى يمنع عملية البيروكسيدية الدهنية أدت إلى تحديد المواد المضادة للاكسدة والحد من العوامل التي تحول دون تفاعلات الأكسدة ، وغالبا من قبل تحطيم أنواع الاكسجين التفاعلية قبل حتى يتمكنوا من إتلاف الخلايا.

حمض الأسكوربيك

حمض الاسكوربيك أو"فيتامين ج" هوأحد مضادات الأكسدة monosaccharide وجدت في جميع من الحيوانات والنباتات. بوصفه واحدا من الانزيمات اللازمة لصنع حمض الاسكوربيك قد فقدت من قبل الطفرة خلال تطور البشرية ، يجب حتىقد يكون الحصول عليها من الغذاء وفيتامين أ. ومعظم الحيوانات الأخرى قادرة على إنتاج هذا المركب في أجسادهم ، والتي لا تتطلب عليه في وجباتهم الغذائية. في الخلايا ، فإنه يتم الاحتفاظ في شكل انخفاض رد عمل من قبل مع الجلوتاثيون ، والتي يمكن عن طريق حفز كبريتيد البروتين إيزوميراز وs. glutaredoxin حامض الأسكوربيك هوعامل تخفيض ويمكن حتى تقلل ، وبالتالي تحييد ، أنواع الاكسجين التفاعلية مثل بيروكسيد الهيدروجين. بالإضافة إلى تأثيراته المضادة للأكسدة المباشرة ، حمض الاسكوربيك هي أيضا ركيزة للأكسدة البيروكسيديز انزيم أسكوربات ، وهي وظيفة هذا الأمر أهمية خاصة في مقاومة الإجهاد في النباتات. حمض الاسكوربيك موجودا في مستويات عالية في جميع أجزاء النبات ويمكن حتى تصل إلى هجريزات 20 millimolar في s. بلاستيدات الخضراء

گلوتاثيون

الجلوتاثيون هوسيستين يحتوى على ببتيد موجود في معظم أشكال الحياة الهوائية. وللجلوتاثيون خصائص المضاد للاكسدة لان مجموعة ثيول في شاردة السيستين هي عامل -اختزال يمكن حتىقد يكون عكسي تتأكسد وتخفيضها. في الخلايا، يتم الاحتفاظ بالجلوتاثيون في شكل مختزل بواسطة أنزيم مختزل الجلوتاثيون ، وهذا بدوره يقلل من الأيضات وغيرها من نظم الانزيم ، مثل أسكوربات في اكسيداز دورة أسكوربات ، اكسيداز الغلوثانيون وglutaredoxin ، فضلا عن الرد مباشرة مع تأكسد. name="MeisterA> نظرا لهجريز عال ودورها المحوري في الحفاظ على الخلية في حالة الأكسدة والاختزال، الجلوتاثيون هوواحد من أبرز مضادات الأكسدة الخلوية في بعض الكائنات اكسيداز يتم استبداله thiols الأخرى ، مثل mycothiol في Actinomycete

ميلاتونين

الميلاتونين هوأحد مضادات الأكسدة القوية الذي يمكنه بسهولة اجتياز أغشية الخلية وحاجز الدم في الدماغ. خلافا لغيره من مضادات الأكسدة، لا يخضع الميلاتونين لاتفاعلات أكسدة-اختزال ، والتي هي قدرةالجزيء المتكررة على الخضوع للاختزال والأكسدة. قد تسمح تفاعلات أكسدة-اختزال لغيرها من مضادات الأكسدة (مثل فيتامين (ج) لتكون بمثابة الموالية للأكسدة، وتعزيز حرية تشكيل جذرية. يمكن حتى الميلاتونين ، مرة واحدة أكسدة ، لا يمكن اختزالها إلى حالتها السابقة لأن عدة أشكال نهاية مستقرة للمنتجات على التفاعل مع الجذور الحرة. ولذلك ، فقد كان يشار إلى محطة (أوالانتحارية) المضادة للأكسدة.

أشهر مضادات التأكسد

فيتامين ج فيتامين إي

الأختبارات الأكسيدية في فهم الأحياء

أحد مفارقات عملية الأيض هي حتى بينما كافة أشكال الحياة بحاجة للأكسجين للبقاء، الأكسجين هوجزيء تفاعلي بشدة الذي يدمر الكائنات الحية بإنتاجه أنواع من الأكسجين النشط. بناءً على ذلك تحتوي الكائنات الحية على شبكومعقدة من الأيضة والأنزيمات مضادة الأكسدة والتي تعمل مع بعضها لمنع أي تلف أكسيدي في المكونات الخلوية كالحمض النووي، البروتين والشحميات. بشكل عام، مضادات الأكسدة هذه إما تقوم بمنع هذه التفاعلات من التشكل، أوإزالتهم قبل إتلاف مكونات حيوية في الخلية.[1] أنواع الأكسجين النشطة التي تنتج في الخلية تتضمن : بَيروكسيدُ الهِيدْروجين (H2O2)، حمض تحت الكلوري (HClO)، بالإضافة إلى الجَذْورٌ الحُرّة كالهيدوكسيل (OH) والأكسيد الفائق (O2−).[2]

المواد الحافظة للأغذية

تستخدم المواد المضادة للأكسدة كمضافات غذائية للمساعدة في منع تدهور الغذاء. إذا التعرض للأكسجين وأشعة الشمس هما العاملان الرئيسيان لأكسدة المواد الغذائية، فيتمّ الحفاظ على الطعام بختمه أوتغطيته بطلاء الشمع وهجره في الظلام.

توكوفيرول وتوكوتراي إينولز (فيتامين إى)

Vitamin E is the collective name for a set of eight related tocopherols and tocotrienols, which are fat-soluble vitamins with antioxidant properties. Of these, α-tocopherol has been most studied as it has the highest bioavailability, with the body preferentially absorbing and metabolising this form.

It has been claimed that the α-tocopherol form is the most important lipid-soluble antioxidant, and that it protects membranes from oxidation by reacting with lipid radicals produced in the lipid peroxidation chain reaction. This removes the free radical intermediates and prevents the propagation reaction from continuing. This reaction produces oxidised α-tocopheroxyl radicals that can be recycled back to the active reduced form through reduction by other antioxidants, such as ascorbate, retinol or ubiquinol. This is in line with findings showing that α-tocopherol, but not water-soluble antioxidants, efficiently protects glutathione peroxidase أربعة (GPX4)-deficient cells from cell death. GPx4 is the only known enzyme that efficiently reduces lipid-hydroperoxides within biological membranes.

However, the roles and importance of the various forms of vitamin E are presently unclear, and it has even been suggested that the most important function of α-tocopherol is as a signaling molecule, with this molecule having no significant role in antioxidant metabolism. The functions of the other forms of vitamin E are even less well-understood, although γ-tocopherol is a nucleophile that may react with electrophilic mutagens, and tocotrienols may be important in protecting neurons from damage.

أنشطة محفزات الأكسدة

Antioxidants that are reducing agents can also act as pro-oxidants. For example, vitamin C has antioxidant activity when it reduces oxidizing substances such as hydrogen peroxide, however, it will also reduce metal ions that generate free radicals through the Fenton reaction.

2 Fe³⁺ + Ascorbate → 2 Fe²⁺ + Dehydroascorbate

2 Fe²⁺ + 2 H₂O₂ → 2 Fe³⁺ + 2 OH· + 2 OH⁻

The relative importance of the antioxidant and pro-oxidant activities of antioxidants are an area of current research, but vitamin C, for example, appears to have a mostly antioxidant action in the body. However, less data is available for other dietary antioxidants, such as vitamin E, or the polyphenols.