氧化还原反应：人体生物化学反应的核心
1 帖子原文 CK @photobiogenesis
https://x.com/photobiogenesis/status/1786454563907608818
Let's talk about REDOX
Sadly, the chemistry term "redox" has become a bit of a buzzword in the nutrition space, with hardly anyone actually understanding or explaining what it means
I'll now break this word down and touch on a few of its implications for health
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我们来谈谈氧化还原
可悲的是，化学术语“氧化还原”已成为营养领域的一个流行词，几乎没有人真正理解或解释它的含义
现在我将分解这个词并谈谈它对健康的一些影响
线 //
简而言之，氧化还原是还原和氧化两个术语的缩写
这些指的是同一枚硬币的两面
氧化是指分子或原子失去电子
还原是指分子或原子获得电子
每当电子转移时，两者都会发生
因此，“氧化还原”反应是两种反应物之间的任何电子转移反应
由于电子在化学键的形成和各种生化反应中发挥着重要作用，因此我们随处可见氧化还原作用
最常见的例子之一是自由基
当您在元素周期表上向上和向右移动时，电子亲和力会增加，您可能会认识到这个右上角的元素之一是氧，它对电子有强烈的渴望
因此，氧在电子传输链中形成末端电子受体
该链由一系列电子亲和力逐渐升高的蛋白质组成，使电子不断流入氧气中形成水
在此过程中，杂散电子可能会意外地跳过最后步骤并直接锁定氧气
这会形成超氧化物，一种带有额外电子的氧 (O2•-)
自由基是任何带有反应性不成对电子的分子
问题在于，这种不平衡使这些活性形式的氧具有氧化其他分子的强大能力
他们想要将自己还原回均匀的电子壳层
自由基不会徘徊或积聚，它们会不断地被产生和消灭
这就是维生素 C、维生素 E、谷胱甘肽和褪黑激素等抗氧化剂发挥作用的地方
这些分子可以作为简单的电子供体，可以中和自由基而不损害自身
缺乏抗氧化剂会导致氧化级联，其中一个自由基会破坏其他地方的化学键，因此当原始氧化剂被还原时会产生另一种氧化剂
但是等等……这不是意味着像维生素 C 这样的东西也会变成自由基吗？
其实，是！
不同之处在于，通过“共振”，电子结构中的空穴分布在更大的区域，使得产生的自由基大部分不发生反应
这会从维生素 C 中产生抗坏血酸自由基，从维生素 E 中产生生育酚自由基
事实上，体内的所有抗氧化剂都是通过氧化还原循环相互联系的
使用后，谷胱甘肽、维生素C等会捐出电子，相互还原回到活性形式
核黄素 (B2) 和硫胺素（有助于产生 NADPH）会减少谷胱甘肽
那么还有哪些其他氧化还原反应呢？
除了前面提到的电子传递链之外，我们还在铁和铜的代谢中广泛使用氧化还原
我不久前在 YouTube 上整理了一个讲座，详细介绍了这一点
作为过渡金属，铁可以以多电子构型存在
二价铁 (Fe2+) 溶于水，而三价铁 (Fe3+) 不溶
铜充当“电子开关”，与亚铁氧化酶一起使用氧化还原作用将铁从一种状态转移到另一种状态
原因是铁本身是一种强氧化剂，尤其是 Fe2+ 形式
它催化所谓的芬顿反应，能够将效力较低的过氧化氢自由基转化为非常有效的羟基自由基
这就是为什么铁总是以 Fe3+ 的形式运输
这就是为什么我建议避免膳食中过量的铁，摄入足够的铜，并摄入足够的抗氧化剂
阳光也是氧化还原的有效调节剂
例如：红外光开启多种抗氧化酶基因，刺激电子传递链功能
一般来说，线粒体对长波长光（即红光/红外线）非常敏感
https://ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2996814/
我在这里更详细地介绍了其背后的一些机制：
https://multiflora-herbs.com/blogs/news/electron-states-light-and-mitochondria
但是等等...还有更多！
这并不那么简单，自由基=坏/抗氧化剂=好
事实证明，自由基的作用很复杂，它们常常在线粒体和细胞核之间发挥传递信号的作用
线粒体最初是具有自己的原核基因组的自由活细菌
当它们被同化到真核细胞中时，该基因组被转移并现在位于细胞核中
线粒体本身只保留了37个基因
这种线粒体 DNA 编码重要的呼吸蛋白，需要根据需要快速更换
然而，虽然线粒体以这种方式节省能量，但它们还必须向细胞核发出信号，以产生压力情况下所需的任何蛋白质
自由基是这些信号之一
在大多数情况下，对高剂量抗氧化剂补充剂的研究发现对健康/长寿有中性或负面影响
虽然某些健康状况有益，但其他健康状况可能会恶化
https://cancer.gov/news-events/cancer-currents-blog/2015/antioxidants-metastasis
https://x.com/photobiogenesis/status/1786454759991300122
我最近研究的前沿也是类似的
膳食中的原氧化剂实际上可能提供与抗氧化剂相似的益处，我讨论的许多食物/草药似乎都是通过这种机制发挥作用的
各种植物化学物质可以以我们尚未完全理解的方式改变氧化还原
在实践层面上，多吃水果、蔬菜、香料和草药是有益的，可以降低患各种疾病的风险
这可能源于还原和氧化
同样，红外光疗法实际上可以通过产生一些自由基来产生轻度氧化
关键是这些促氧化反应会导致保护性反应，Nrf2 和热休克蛋白等基因的增加会导致线粒体恢复能力
从本质上讲，氧化还原不仅仅是一个流行词
这是一个复杂的电子转移反应系统，控制着从我们与食物和阳光的相互作用到营养物质的利用以及我们的基本新陈代谢的一切
你越深入，它就越有趣
2 Gemini点评
氧化还原反应：人体生物化学反应的核心
1. 氧化还原反应的定义
氧化还原反应是指电子转移的化学反应。氧化是指分子或原子失去电子，还原是指分子或原子获得电子。
2. 氧化还原反应在生物化学中的重要性
氧化还原反应是生物化学反应的核心，参与了细胞呼吸、光合作用、神经传导、免疫反应等多种生命活动。例如，在细胞呼吸过程中，葡萄糖被分解为二氧化碳和水，并释放能量，这个过程伴随着电子从葡萄糖转移到氧气。
3. 自由基和抗氧化剂
自由基是任何带有不成对电子的分子，具有很强的氧化性，可以破坏细胞结构和DNA。抗氧化剂是能够中和自由基的物质，如维生素C、维生素E、谷胱甘肽等。
4. 过量自由基的危害
过量自由基会导致氧化应激，损伤细胞和DNA，增加患癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等疾病的风险。
5. 影响氧化还原反应的因素
影响氧化还原反应的因素包括：
饮食：多吃富含抗氧化剂的食物，如水果、蔬菜、香料和草药，可以帮助减少氧化应激。
阳光：红外光可以刺激电子传递链功能，增强细胞的抗氧化能力。
压力：压力会增加自由基的产生，因此要学会管理压力。
睡眠：充足的睡眠可以帮助身体修复细胞损伤。
6. 总结
氧化还原反应是生命活动的基础，理解氧化还原反应的原理对于维护健康至关重要。我们可以通过饮食、生活方式等方式调节氧化还原反应，减少氧化应激，促进健康。
以下是一些额外的建议：
避免吸烟和过度饮酒，因为这些行为会增加自由基的产生。
定期进行体育锻炼，可以增强抗氧化能力。
保持乐观的心态，积极面对生活中的压力。
希望这些信息能够帮助您更好地了解氧化还原反应，并采取行动维护自己的健康。
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