活性氧（ROS）是含氧的化學(xué)反應(yīng)性化學(xué)物質(zhì)。實(shí)例包括過(guò)氧化物，超氧化物，羥基自由基，單線(xiàn)態(tài)氧，和α-氧。在生物學(xué)背景下，ROS形成為氧的正常代謝的天然副產(chǎn)物，并且在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和體內(nèi)平衡中具有重要作用。然而，在環(huán)境壓力（例如，紫外線(xiàn)或熱暴露）期間，ROS水平會(huì)急劇增加。這可能會(huì)對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p害，這被稱(chēng)為氧化應(yīng)激。ROS的產(chǎn)生受植物中應(yīng)激因子反應(yīng)的強(qiáng)烈影響，這些增加ROS產(chǎn)生的因素包括干旱，鹽度，寒冷，營(yíng)養(yǎng)缺乏，金屬毒性和UV-B輻射。ROS也由外源性源如電離輻射產(chǎn)生。
在生物系統(tǒng)中，游離活性氧星很低，因此測(cè)定時(shí)需要靈敏的方法如脈沖射解、電子自旋共振等技術(shù)，但儀器較昂貴。由線(xiàn)粒體產(chǎn)生的H2O2，存在時(shí)間較長(zhǎng)，能使DCFH探針的熒光物被氧化成DCF（二氯熒光素雙乙酸鹽），DCF可被酯酶裂解成二氯熒光素，以二氯熒光素為基礎(chǔ)的熒光法，可檢測(cè)H2O2、O2-和OH-，這種方法較簡(jiǎn)單，但特異性較低。以亞鐵血紅素過(guò)氧化物酶/辣根過(guò)氧化物酶催化H2O2氧化熒光物、產(chǎn)生熒光素的熒光法，特異性和靈敏度較高；通過(guò)測(cè)定活性氧損傷的產(chǎn)物如脂質(zhì)過(guò)氧化物（oxLDL）和DNA損傷產(chǎn)物（8-羥基鳥(niǎo)嘌呤）等，可間接反映活性氧產(chǎn)量。不成對(duì)電子使H2O2，等帶有順磁共振特性，可被EPR光譜法測(cè)量，但需要特殊的設(shè)備。使用氧化還原反應(yīng)中分子間能量轉(zhuǎn)移，使發(fā)光氨還原后可與O2-，反應(yīng)產(chǎn)生產(chǎn)物并發(fā)光，這種方法非常靈敏，已經(jīng)用于測(cè)定完整細(xì)胞、單獨(dú)的線(xiàn)粒體及線(xiàn)粒體亞顆粒中的O2-含量。
線(xiàn)粒體是過(guò)量的活性氧主要的促調(diào)亡靶，可誘導(dǎo)線(xiàn)粒體雙層膜通透孔（PT孔）開(kāi)放，釋放鈣離子、細(xì)胞色素C、凋亡誘導(dǎo)因子AIF，引起胱冬蛋白酶caspase9激活caspase3/6/7；可使線(xiàn)粒體電子傳遞鏈解耦聯(lián)，下調(diào)ATP產(chǎn)生水平，上調(diào)促凋亡蛋白Bax的表達(dá)水平，最后使線(xiàn)粒體外膜破裂，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。
線(xiàn)粒體雙層膜通透孔有2個(gè)氧化敏感位點(diǎn):一個(gè)位點(diǎn)有吡啶核苷酸結(jié)合基序，可結(jié)合NAD/NADH和NADP /NADPH；另一個(gè)位點(diǎn)有谷胱甘肽結(jié)合基序，可結(jié)合谷胱甘肽?；钚匝跄苁咕€(xiàn)粒體雙層膜通透孔結(jié)合的NADH，NADPH、谷胱甘肽氧化，促使線(xiàn)粒體雙層膜通透孔開(kāi)放?；钚匝踉黾蛹仁蔷€(xiàn)粒體雙層膜通透孔開(kāi)放的原因，也是其結(jié)果。高水平腫瘤壞死因子TNF-a/MLR可上調(diào)活性氧的產(chǎn)生水平。高水平活性氧也可刺激死亡受體通路，引起細(xì)胞凋亡。過(guò)量的活性氧也可誘導(dǎo)線(xiàn)粒體外膜孔開(kāi)放，釋放鈣離了、細(xì)胞色素C、凋亡誘導(dǎo)因了AIF，引起細(xì)胞凋亡。
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