自由基为具有不成对电子的分子.pdf

序序 自由基為具有不成對電子的分子，離子，或原子，非常活潑，幾乎毫無選 擇性的攻擊其它分子。第一種是成對的分子需要高能量(如高溫, 紫外線, 或是輻 射線)來分解成各具一個電子的自由基(homolytic cleavage); 第二種是失去一個電 子的離子; 第三種則是正常分子增加一個電子, 而以後者即電子轉移(electron transfer) 較為常見, 因此有正, 負極或是中性不同的自由基來表現。 自由基之所以有害是因為它活潑的化學特性會和體內的細胞組織產生 化學反應使細胞組織失去功能而破壞。與自由基有關的疾病有一百多種, 動脈 硬化腦中風心臟病白內障肺氣腫糖尿病多種癌症都是常被討論的。 自由基與老化的關係也是密不可分的。 但自由基是隨時隨地都會產生的，身體要運作就必需藉由氧化產生能量 這時就會有自由基的產生，還有許多外來因子如紫外線X 光電磁波抽煙 致癌物質藥物污染物質及情緒的緊繃如生氣緊張等也都是產生自由基的 要素；但它也不全然是個壞東西因為它同樣的也會對入侵的細菌病毒產生同樣 的作用。有細菌或病毒侵入白血球表面也會產生自由基殺菌。 本組將對自由基定義與反應，簡述自由基如何破壞體內各種分子，和體內 自生的抗氧化酵素如何避免自由基的過度傷害，攝入的抗氧化物如何在體內發生 作用，並與自由基相關的疾病作生物性與化學性的介紹。 自由基的種類和氧化壓力的來源自由基的種類和氧化壓力的來源 自由基為具有不成對電子的分子，離子，或原子，非常活潑，毫無選擇性的 攻擊其它分子。第一種是成對的分子需要高能量(如高溫, 紫外線, 或是輻射線) 來分解成各具一個電子的自由基(homolytic cleavage); 第二種是失去一個電子的 離子; 第三種則是正常分子增加一個電子, 而以後者即電子轉移(electron transfer) 較為常見, 因此有正, 負極或是中性不同的自由基來表現。 “超氧“ (superoxide, O2.): O2+e- O2-. 然而人體內卻會因為兩個超氧互相反應, 結合成所謂的“過氧化氫“ (Hydrogen peroxide)，而過氧化氫雖沒有不成對電子，卻會經過如下反應產生自 由基： ( Haber Welss Reaction) 所以像過氧化氫這種雖然不屬於自由基的產物, 但是由於其極為不穩 定，極容易由於金屬離子的催化，而分解成兩個最具破壞力的“氧化氫“自由基產 物(Hydroxyl radical, OH)，所以就像是潛伏在人體的不定時炸彈，我們將之與含 氧的自由基合在一起稱為“反應氧物質“(ROS, reactive oxygen species)。 自由基自由基 Hydroxyl Superoxide Nitric Oxide Thyl Peroxyl Lipid peroxyl OH O2 NO RS RO2 LOO 非自由基類非自由基類 Peroxynitrite Hypochloric acid Hydrogen Peroxide Singlet Oxygen Ozone Lipid peroxide ONOO HOCl H2O2 1g ( O 2) O3 LOOH 氧化壓力(oxidative stress)是指體內的 Reactive oxidative species(ROS)太 多，以至於體內的抗氧化系統無法完全中和掉所有的自由基造成細胞損傷，因而 造成了氧化壓力。 有機會產生自由基的反應通常牽涉到物質的氧化還原，細胞內氧化還原最 頻繁的胞器是粒線體，研究得知自由基的產生是來自於粒線體電子傳遞鏈的滲 漏。 圖( 1 ) Mitochondrial Electron Transport 從圖可以看出，粒線體電子傳遞鏈可以簡單表示為有氧呼吸前半段的產物 將電子傳到 Complex I 55, 1. Health Module. ? JOSE M. MATE S, CRISTINA PE REZ-GO MEZ, and IGNACIO NUNEZ DE CASTRO. Antioxidant Enzymes and Human Diseases. Clinical Biochemistry, Vol. 32, No. 8, 595603, 1999 ? GeorgWick, Michael Knoflach, and Qingbo Xu. AUTOIMMUNE AND INFLAMMATORYMECHANISMS IN ATHEROSCLEROSIS. Annu. Rev. Immunol. 2004. 22:361403 ? Sandeep Raha and Brian H. Robinson. Mitochondria, oxygen free ? radicals, disease and ageing. 2000. ? Claudio Napoli, Wulf Palinski (2005). Neurodegenerative diseases: insights into pathogenic mechanisms from atherosclerosis. Neurobiology of Aging, 26, 293302 ? Alexandra Loidl, Eva Sevcsik, et al. (2003) Oxidized phospholipids in mmLDL induce apoptotic signaling via activation of acid sphingomyelinase in arterial smooth muscle cells. J. Biol. Chem, 10.1074 ? Barry Halliwell 383(1-2):39-43. ? Agrawal AK, Chaturvedi RK, Shukla S, Seth K, Chauhan S, Ahmad A, Seth PK. Restorative potential of dopaminergic grafts in presence of antioxidants in rat model of Parkinsons disease. J Chem Neuroanat. 2004 Dec;28(4):253-64. ? Brasen JH, Koenig K, Bach H, Kontush A, Heinle H, Witting PK, Yla-Herttuala S, Stocker R, Beisiegel U. Comparison of the effects of alpha-tocopherol, ubiquinone-10 and probucol at therapeutic doses on atherosclerosis in WHHL rabbits. Atherosclerosis. 2002 Aug;163(2):249-59. ? ? http:/www.dur.ac.uk/d.p.dixon/group2.htm ? ? http:/www.med.unibs.it/marchesi/glutsh.html ? ? /bj/332/0251/bj3320251.htm ? /agu04/agu04.html ? /8010/moremen/weblinks/WebGlutRed/GlutRed2.htm l ? /wilson31/bcmb8010/ ? /posts/archives/dec96/847573455.Bc.r.html ? ? http:/mvl.chem.tu-berlin.de/research/lendzian/Figures ? /PROMISE/CATALASE.html ? /smidblast_browse.php?gi=4557014 ? /jat/glutchp.html ? ? /PROMISE/FESOD.html ? /PROMISE/MNSOD.html ? http:/www.nottingham.ac.uk/biochemcourses/students/sod/mech/mech.htm ? .tw/info/antioxi/antioxidants.htm ? ? ? .tw/fm/educate/3-1r.html ? ? 30/search/cache?p=vitamin+E+PUFA+antioxidantei=UTF- 8fl=0met