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危害人体健康的隐凶自由基 刘振年一、什么是自由基：在化学上当原子形成分子时，有一个特别的法则，只要有两个以上的原子组合在一起时，它周围的电子就一定要配对，也就是说，化学键中，电子必须配对出现。如果不配对，它们就要去寻找和夺取其它物质的电子，使自己成为稳定的元素。科学家们把那种不配电子的原子、原子团、分子或离子称为自由基（freeradical,FR)或游离基（liberateradical)二、自由基是怎样产生的：过去认为自由基只在人体内产生，现经研究证明，外界环境中，许多物质在发生化学反应时，也会产生自由基。所以自由基存在的空间非常广泛，种类也很多，对人体造成内外夹攻的威胁。1、在身体内部产生的：（1）人体需要经常饮水和摄入营养食物，在体内消化吸收，分解转化，最后在细胞核内的线粒体进行氧化磷酸化，生成能量。在此过程中，可有一少部分氧转化为自由基；（2）在体内一些细胞成分和部分氧化酶类的氧化过程中及吞噬细胞、中性白细胞、单核细胞等，吞噬细菌或异物时皆可产生自由基；（3）人体内组织器官严重损坏及休克时，缺血性疾病（如心肌梗塞、脑梗塞）组织缺血，经治疗血液再灌流时，会产生大量自由基。2、由外界环境产生的：（1）过度日光照射及放射线辐射等能使体内水的化学键发生均裂，产生自由基；（2）吸烟能直接产生多种自由基，它对人体的危害，超过焦油和尼古丁；（3）汽车的尾气，工业生产中的废气，烟囱冒出的烟及核爆炸等大气污染；（4）日常生活中厨房中的炸炒、烧烤产生的油烟中也有自由基；（5）酗酒者大量的乙醇会使人体产生自由基；（6）化学制剂的大量使用，如农药、化肥、食品加工过程中添加的色素，还有某些化妆品也能使人产生自由基。三、自由基的种类：由于自由基产生的途径不一，所以种类也很多，在人体内主要的是氧自由基（oxygenfreeradical,OFR),即不配对的电子在氧原子上的自由基。此类约占95%，如，超氧阴离子自由基（O2）、羥自由基（OH）、过氧化氢自由基（HO2)、一氧化氮自由基（NO）、二氧化氮自由基（NO2）、单线态氧（O2)等。此外还有脂质的氧自由基，如脂质过氧化自由基（LO2），脂质烃氧自由基（LO）、脂质过氧化氢（L00H）等。脂质过氧化氢，即所谓的过氧化脂质，是体内天然的多价不饱和脂肪酸，经自动氧化反应或触酶反应而产生的，其化学性质较稳定，但如果过多时，也能攻击细胞膜和蛋白质。四、自由基对人体的生理作用及人体对自由基的生理调控：在正常情况下，人体内产生的少量自由基，不仅不会造成对机体的伤害，而且是生理上必须的：1、许多物质的生理合成要经过自由基反应，如三磷酸腺苷的合成与水解，均有自由基反应阶段，参与能量的转换；2、帮助免疫系统消灭入侵的细菌；3、保证神经兴奋传导时离子钠、钾的主动运转等。此外，在正常情况下，人体内也不会有很多的自由基存在，因为大多数的自由基是反应快，寿命短，产生后消失快。同时，人体内也存在着控制自由基的系统，如超氧化物岐化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶等起细胞内防御作用的酶类，可以使活性氧自由基变为活性较低的物质，削弱它们的攻击力；维生素E、维生素C、胡萝卜素、还原性谷胱甘肽、多酚类、黄酮类、辅酶Q10和硒等一些抗氧化物，是作用细胞膜或在细胞外起防御作用。只要体内的这些控制系统正常，就能控制自由基的产生量和不使其游离，对产生过多的也能及时清除掉或减弱其活性，以保持既能利用自由基对生理的作用，又不使其对人体造成损害。五自由基对人体的危害作用：由于某种原因致体内产生自由基过多，或因控制系统失调不能清除自由基，则自由基可攻击细胞膜、脂质蛋白、等，造成组织损害、细胞膜破坏、淋巴细胞损伤、脂质的过氧化增强和促进血小板凝集等有害机体反应，有人称此为自身氧化损伤（autooxidativedamage）。其所造成的主要病理损害有：1、损伤细胞的脂质膜：细胞是由两层脂质膜构成，自由基能攻击脂质使之过氧化，致使细胞的结构和功能障碍，细胞内外的离子浓度差不能维持；同时细胞内的小器官线粒体、溶媒体、微粒体等的脂质膜也受攻击损害，致使能量的产生，蛋白合成等能力降低，以致整个细胞功能丧失.。2、使蛋白质变性：超氧阴离子自由基（O2）能使蛋白质的SS结合键断裂，致使蛋白质变劣化。自由基过多时，可使有清除自由基作用的超氧化物岐化酶、触酶、谷光甘肽过氧化酶等也失去活性。3、使细胞中的花生四烯酸游离，产生一系列前列腺素物质，其中的血栓素A2（TXA2)能使血小板凝集，促使血栓形成；并能产生白三烯，有很强的使平滑肌收缩、血管通透性增强、白细胞游走、钙的移动、溶酶体游离等作用。4、更为严重的是对基因的攻击，使基因的分子结构破坏，导致基因突变，细胞变异发生癌症，甚至引起整个生命发生系统性的混乱。5、能破坏结缔组织，形成间质水肿。六、自由基所致的临床疾病：据医学研究发现，临床上有70多种疾病的发生和发展都与自由基有密切关系，例如动脉硬化及其所致的心脑血管病、肿瘤（包括癌症）、糖尿病、消化性溃疡及胃与十二指肠粘膜病变、眼白内障、多数呼吸道疾病、肝损害病、尿毒症、溃疡性结肠炎、克隆氏病、免疫功能低下及自身免疫性疾病、某些血液病、心脑血管梗塞缺血病的再灌流损伤、某些皮肤病等。还能促使感染性休克、弥慢性血管内凝血、呼吸窘迫综合症等加重。七、自由基与人体衰老：1、体内不饱和脂肪酸在自由基作用下，容易形成过氧化脂质，与蛋白结合形成腊样的脂褐质，是细胞无法排出的废物，随年龄增长越积越多，所以老年人在皮肤上出现棕色老年斑，在眼角膜上出现老年环。如在脑细胞中大量沉积，则致记忆和智力减退；在心肌、肝脏等细胞中沉积则影响该脏器功能。2、自由基与细胞膜上脂质易发生过氧化反应，产生有毒性的反应物丙二醛和丙二双醛，此二者能与游离氨基酸的蛋白质及核酸结合，形成希夫氏碱（ShiffSbase),使生物分子之间发生交联，则变为细胞内的巨大分子，不能分解排除，形成所谓冻结代谢库（Frogenmetabolicpool),残留在细胞内，影响细胞的代谢功能，致使细胞凋亡。如果位于细胞之间的胶原蛋白出现交联，则阻碍细胞的营养供给及排除代谢物的通路，并能使胶原变短、坚韧、失去弹性，因而老年人皮肤出现干燥、皱纹。3、自由基能使细胞内的溶酶体膜变脆弱，易破坏，致溶酶体溢出，导致细胞破坏。4、自由基作用于脱氧核糖核酸，可致基因异常或突变，发生癌症和其他多种疾病。八、如何防止自由基的危害1、加强抗氧化，控制与清除内源性的自由基：科学家们发现，体内的自由基几乎都与活性较强的含氧物质有关，他们把与这些物质相结合的自由基，叫作活性氧自由基。活性氧自由基对人体的损害，实际上是一种氧化过程，因此要控制自由基的伤害i，就要从抗氧化做起。如前所说，人体内存有的一些酶类、维生素类、多芬类和某些微量原素有很好的抗氧化控制和清除自由基的作用。实际上这些抗氧化的物质，绝大多数可从食物中摄取，如蔬菜的西红柿、青红椒、胡罗卜、紫茄子、芹菜、小葱、元葱、甘蓝、黄瓜、卷心菜、生蒜、西兰花、香椿等；水果中有：苹果、黑葡萄、黑莓、蓝莓、草莓、樱桃、石榴、柑橘、橄榄等。此外，一些豆类、茶叶、红葡萄酒中也有抗氧化物质。只要我们注意多吃这些食物，就可控制体内自由基的数量，防止其危害。老年人或有需要者，也可选服一些抗氧化剂，如维生素中的E、C、P、胡罗卜素、辅酶Q10、以及微量元素的硒、锌、银杏叶的提取物等。当前还有许多有抗氧化作用的保健品类，如螺旋藻、深海鱼油、松花粉、蜂胶、灵芝孢子粉、冬虫草、番茄红素、葡萄籽提取物等。另据报导，中国科学院生物物理研究所专家们，经8年时间研制出从植物中提取的天然抗氧化剂自由基清除剂配方，能明显清除香烟中的自由基，降低吸烟的致癌率。2、注意防止外界的自由基入侵：（1）戒烟，因为在吸烟的烟雾中，不仅有数以千计的有毒化合物质，且其中有多种难以控制的自由基，也能直接或间接损伤肺和气管的粘膜，引起细胞变化，发生肺气肿、肺间质纤维化，并能损伤基因发生肺癌和其他疾病。经研究证明，二手被动吸烟者与直接吸烟者同样有害，因而认为吸烟者不仅危害自己，而且危害周围人群，是一种犯罪行为；（2）汽车尾气，工业生产的废气，烟囱冒出的烟等大气污染中，都有大量的自由基；紫外线、各种辐射线作用人体时会产生自由基，应当尽量避免；（3）日常饮食菜肴加工，尽量避免炒炸、烧烤，并少吃动物油和色拉油，色拉油是多元不饱和脂肪酸，易在人体内氧化成自由基，以食用单元不饱和脂防酸大于50%的油类为好，如