谷胱甘肽（GSH）是由L-谷氨酸、甘氨酸半和L-半胱氨酸构成的三肽，谷胱甘肽有氧化型 和还原型两种形式。谷胱甘肽分子中半胱氨酸上的巯基，是其发挥生物学功能所必需的结构。
谷胱甘肽具有较强的抗氧化作用，可表现在多个方面。多数研究者认为脂质过氧化的发生是由于体内谷胱甘肽含量下降所引起的。大量实验表明，大量消耗动物组织细胞内的谷胱甘肽后，脂质过氧化作用显著增加，造成肝脏损伤。人体摄入过量醋氨酚可导致谷胱甘肽严重消耗，脂质过氧化产物增加，从而造成肝脏损伤。研究发现谷胱甘肽发挥其抑制脂质过氧化作用是由于谷胱甘肽过氧化物酶一还原酶系统。
谷胱甘肽保护细胞膜的功能，主要是通过谷胱甘肽还原酶来保护细胞膜中多不饱和脂肪酸，防止脂质过氧化来实现的。由于线粒体中缺乏过氧化氢酶，因此谷胱甘肽和谷胱甘肽还原酶对于清除内源性过阳化氢和防止线粒体脂质过氧化起重要作用。谷胱甘肽通过与谷胱甘肽还原酶的共同抑制脂质过氧化的启动或终止脂质过氧化的发展，从而阻断新自由基产生，是对自由基的间接清除作用，谷胱甘肽对自由基亦有直接清除作用。谷胱甘肽还能将某些脂类自由基、脂过氧自由基直接还原，阻断脂质过氧化的链式反应，其作用和抗坏血酸类似。谷胱甘肽水平及其相关酶活性目前被作为机体抗氧化状态的标志性成分。众多临床研究发现，谷胱甘肽对许多疾病的治疗作用是通过其清除自由基和抵抗脂质过氧化来实现的。
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