氧自由基与人体健康.doc

自由基是指带有未成对电子的分子,原子或离子。由于未成对电子总是有成对的趋向,因此自由基很容易发生失去或得到电子的反应而显示出较活泼的化学性质。在生物体系中,电子转移是一个基本变化。自由基是人体正常的代谢产物,正常情下人体内的自由基是处于不断产生与消除的动态平衡中。人体内存在少量的氧自由基不但对人体够不衡中。进细胞杀灭细胞,消除炎症,分解毒物等。但如果人体内自由基的数量过多,就会破坏细胞结构,引起脂质过氧化,干扰人体的正常代谢活动,引起疾病,加速人体衰老进程。1自由基的产生自由基的形成可用无所不在来形容,日光照射,空气污染物质,辐射线,臭氧等等。都会促成自由基的生成,在日常生活中,当你烹制美味的菜肴或当你点燃一支香烟醉心于吞云吐雾时,自由基就悄悄地蔓延开来2氧自由基对人体的损伤氧自由基对细胞和组织的损伤是其致病的基础,由于人体是由各种不同功能的细胞组成,因而自由基对不同细胞的损伤可导致表面看起来毫无关系的疾病,如:自由基摧毁细胞膜,导致细胞膜发生变性,使得细胞不能从外部吸收营养,也排不出细胞内的代谢产物,并丧失了对细胞和病毒的抵御能力。自由基攻击正在复制中的基因,造成基因突变,诱发癌症发生。2.1超氧阴离子自由基O2O-2不仅具有重要的生物功能,还与多种疾病有密切关系,同时它还是生物体生成的第一个自由基,是所有自由基的前身。因此具有深刻重要意义。羟基自由基是化学性质最活泼的活性氧物种,其反应特点是无专一性,反应性极强,在机体内一旦形成可立即通过提取氢,加成或电子转移等方式与生物体内所有物质,如糖,蛋白质,DNA,碱基,磷脂和有机酸等发生反应,而且反应速率快,极具破坏性,能造成多种生物分子,细胞和组织的氧化损伤。(1)损伤蛋白质,使蛋白质的转换增加。羟基自由基对蛋白质的进攻,主要是通过从蛋白质多肽链的饱和碳原子上提取氢或氧化蛋白质的巯基而进行:(2)损害DNA导致细胞突变。羟基自由基既能从DNA的戊糖部位提取氢形成戊糖自由基,碱基自由基或戊糖自由基均可发生次级反应,造成DNA碱基降解或缺失,氢键破坏或主链断裂,从而改变核苷酸结构或排列,破坏其携带的遗传信息,引起细胞突变。(3)攻击未饱和脂肪酸,引起脂质过氧化对于重要生物结构之一的生物膜,包括细胞膜或亚细胞膜(内膜系统)。羟基自由基主要进攻部位是膜组分膜(内膜系统)。生物膜脂质过氧化的后果是使膜的结构和功能改变,如未饱和脂肪酸减少,磷脂组成发生变化,膜流动性降低,通透性增加,膜上蛋白质或酶损伤失活及脂质过氧化作用的有毒产物对细胞与亚细胞膜的毒性效应等等。最终造成整个细胞结构与功能的损伤。2.3脂质过氧化物LPO指脂类中的不饱和脂肪酸与自由基发生的过氧化过程生成烷氧自由基,过氧自由基,有机氢过氧物和激态羰基等产物的总称.2.4NO自由基它的某些作用机理虽未搞清,但发现NO自由基具有多方面的重要作用。NO是内皮细胞松弛因子。能够松弛血管平滑肌,防止血小板凝聚,是神经传导的逆信使,在学习和记忆过程中发挥重要作用。研究表明细胞,特别是吞噬细胞在吞噬异物或受到刺激时,不但产生活性氧自由基,同时还释放大量NO自由基来杀伤入侵的微生物和肿瘤细胞。NO自由基也可损伤正常细胞,在心肌和脑组织缺血再灌注损伤中起着重要作用。以上这些氧自由基的损伤效应与机体的年龄,生理状态,饮食,甚至与饮食中的维生素A,B,C,微量元素,抗氧化剂和不饱和脂肪的量都有关系。在某些病理条件下,氧自由基产生与消除失去平衡,或者氧自由基产生量增加,或者机体对氧自由基消除能力减弱。或二者兼而有之,其结果都会造成损害,引发各种疾病,如风湿性关节炎,白内障,癌症等。人们通常认为运动可以增强体质,使人变得更健康,事实上运动不当也会给我们造成机体的损伤。在正常情况下,机体内氧化抗氧化系统保持着动态平衡,从而维持着机体的正常功能,不同运动形式将对机体内抗氧化系统产生不同的影响,而这种影响又与自由基的生成密切相关,也反映了机体抗运动性疲劳的能力。(1)长期有规律的有氧煅炼对抗氧系统的影响。长期有规律的有氧运动,能延缓下丘脑-垂体-性腺轴功能的老化。(2)过度运动对抗氧化系统的影响。长期超负荷运动或增负荷力竭运动一定会引起机体的疲劳甚至会过度疲劳。(3)会导致心、肝、肾、骨骼肌肉内源性自由基生成增多,以及由此引发脂质过氧化加强,使组织细胞的结构和功能受损,导致运动能力下降;(4)大脑组织有较强的抗自由基损伤能力,在力竭性运动中,大脑抗氧化系统足以保护中枢神经系统免受自由基损伤。3氧自由基的清除自由基对生物体既有必需的一面,又有损伤的一面,所以生物体内的氧自由基是不断产生、不断利用又不断被消除的过程。但当氧自由基不断增值至消除不掉时,就会损害机体。因此机体内形成了一套抗氧化防御体系,其消除机制大致可分为酶抗氧化剂和非酶抗氧化剂。3.1酶抗氧化剂生物体内的酶保护系统主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(CSH-PX)等。SOD是一种具有特定生物催化功能的蛋白质,由蛋白质和金属离子组成,主要分布于胞液如线粒体基质中。SOD能催化O-2发生歧化反应,从而消除体内的O-22O2+2H+H2O2+O-2SOD合成员受O2浓度影响,O2浓度高时,SOD生物合成能力也增高,有研究表明,人体的一些疾病反映在SOD与O-2含量的变化上,对SOD减少或O-2的增加的疾病可用SOD药物治疗。另外,SOD也有在护肤品中的成功应用,目的是消除生物体氧化产生的O-2,起到保护细胞作用,对抗衰老及护肤养颜具有重要的应用价值。SOD消除O-2过程中产生的H2O2,对机体亦有损害。H2O2是一种强氧化剂,可氧化抗坏血酸等有机物,并可直接使少数酶如CuZn-SOD失活。过氧化氢酶(CAT)可消除H2O2:2H2O22H2O+O-2但在细胞中,它主要存在于过氧化体中,而在线粒体及胞浆中产生的H2O2,常靠谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)消除。产生的GSSG在谷胱甘肽还原酶作用下又被还原为GSH,继续参加消除活性氧的反应。3.2非酶抗氧化剂生物体内用于消除活性氧的非酶抗氧化剂有脂溶性维生素E、水溶性维生素C,尿酸、血浆铜蓝蛋白等。由于生物膜是疏水环境,O-2在膜中溶解性比在水中好,因此脂溶性维生素E能清除O-2OH,防止脂类过氧化造成的损失;生物体内水溶性维生素C浓度较高时,可作OH的消除剂;人体血浆中的尿酸,它是OH的有力清除剂。血浆中还含有血浆铜蓝蛋白,也能消除O-2,虽然其消除能力仅为SOD的1/30000,但由于它在血浆中的含量高,其作用也不容忽视。抗氧化剂是天然的自由基杀手,也是相当丰富且无处不在的,许多植物中就富含抗氧化剂。植物体内的抗氧化剂主要有-胡萝卜素、番红素、维生素C、E和黄酮类化合物等,因此人们必须从植物中获得足够的抗氧化剂,以满足自身的需要。富含抗氧化剂的植物主要是一些“有色”的蔬菜和水果。胡萝卜、南瓜、桃、杏、橘子等橙色植物中包含的抗氧化剂主要是-胡萝卜素。葡萄、柚、柠檬、荞麦等黄色植物中含的抗氧化剂主要是黄酮类化合物。菠菜、韭菜、无头甘蓝菜、空心菜、绿花椰菜、芥兰菜等绿色植物中包含的抗氧化剂主要是维生素C和维生素E。维生素C能与细胞中的过氧化物利用羟基自由基反应,使氧化连锁反应中止进而保护细胞的完整性。蕃茄(含番茄红素最丰富的食物)、葡萄柚(红肉)、西瓜等红色植物中包含的抗氧化剂主要是番茄红素。大蒜、包心菜、洋葱、韭菜、洋葱等植物中包含的抗氧化剂主要是丙烯基硫化物。3.3抗氧化剂如何工作(1)正常氧原子具有4对电子,机体正常代谢可使氧原子失去一个电子,这样就形成了氧自由基,氧自由基主要通过抢夺其它分子上的电子而使自己配对;(2)当自由基从细胞膜上夺取一个电子后,就产生了另一个新的自由基,并开始了链反应;(3)电子夺取链反应侵蚀细胞膜,导致细胞完整性的丧失,为癌症及其它疾病打开了方便之门;(4)由于其特殊的分子结构,抗氧化剂能给出一个电子给自由基自身不会形成有害的能引发链式反应的危险物质。3.4避免自由基伤害的一些方法(1)拒绝抽烟。科学研究表明,抽烟是目前产生最快及最多自由基的方式,每吸一口烟就会制造十万个以上的自由基,会导致全身性癌症,甚至加速癌细胞生长,尤其是肺癌。它还会造成许多慢性病,例如,心血管病及糖尿病。(2)减少做菜时的油烟:色拉油是多元不饱和脂肪酸,很容易氧化成自由基。(3)尽量少服不必要的药物:有些中西药是有毒性的,如抗生素、消炎化疗药物会产生自由基,不可以乱服药。(4)避免农药的污染;农药会产生大量自由基,放置和高温处理可以减少农药的污染。(5)大量饮用干净的水:2000 mL以上的水可以帮助我们有效地消除自由基。各式饮料和含添加物的水是不好的水分补充。(6)食用蔬菜水果。(7)摄取动物高脂肪类食物:鱼蛋奶,豆类均含