自由基与癌症的引发

1、自由基与癌症治疗 摘要近年来，随着人们生活质量的不断提高，大家对保健品的知识 和需求也不断增多， 自由基一词在生活中出现的频率也越来越高。 自 由基是机体氧化反应中产生的有害化合物， 具有强氧化性， 可损害机 体的组织和细胞， 进而引起慢性疾病及衰老效应， 甚至引发癌症等疾 病。现在一般学者认为， 已发现细胞癌变的两个阶段都有氧自由基的 参与，而致癌物质必须经过代谢， 经物理化学因素作用使之成为自由 基后才会致癌。 关键词 自由基 癌症 治疗 自由基清除剂 癌症是一大类恶性肿瘤的统称。 癌细胞的特点是无限制、 无止境 地增生，使患者体内的营养物质被大量消耗并可以释放出多种毒素， 使人体产生一系

2、列症状； 癌细胞还可转移到全身各处生长繁殖， 导致 人体消瘦、无力、贫血、食欲不振、发热以及严重的脏器功能受损等 等。长期以来， 人们一直致力于对细胞癌变的原因从不同角度进行探 索。目前的看法是： 不少致癌物必须在体内经过代谢活化形成自由基 并攻击 DNA 才能致癌，而许多抗癌剂也是通过自由基形成去杀死癌 细胞。 1. 自由基 1.1 自由基的概念 自由基，化学上也称为“游离基” ，是含有一个不成对电子的原 子团。由于原子形成分子时，化学键中电子必须成对出现，因此自由 基就到处夺取其它物质的一个电子，使自己形成稳定的物质。 1.2自由基的性质 1.2.1 自由基是客观存在的，对人类来说，无论是

3、体内的还是体 外的，自由基还在不断地， 以前所未有的速度被制造出来，与自由基 有关的疾病发病率也呈加速上升的趋势。 1.2.2 自由基是机体有效的防御系统，如不能维持一定水平的自 由基则会对机体的生命活动带来不利影响。 但自由基产生过多或清除 过慢，它通过攻击生命大分子物质及各种细胞， 会造成机体在分子水 平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤， 加速机体的衰老进程并诱 发各种疾病。 1.3 人体内自由基的产生 自动氧化 （体内一些分子，例如儿茶酚胺、血红蛋白、肌红蛋 白、细胞色素 C 和巯基在氧化的过程中会产生自由基。 ） 酶促氧化 （一些经由酶催化的氧化过程会产生自由基。 ） 呼吸带入 （吞

4、噬细胞在清除外来微生物时会产生自由基。 ） 药物 （例如某些抗生素、抗癌药物会在体内产生自由基，特别 是在高氧状态。 ） 辐射 （电磁辐射和粒子辐射会在体内产生自由基。 ） 吸食烟草 （吸烟会产生大量的自由基。 ） 非有机微粒 （吸入石棉、石英、或矽尘，吞噬细胞会在肺部产 生自由基。 ） 气体 （臭氧会产生自由基。 ） 其它 （发烧、使用大量类固醇、或甲状腺机能亢进等情况会提 高体内的代谢速率而产生较多的自由基。 空气中的工业废气、 杀虫剂、 麻醉气体、有机溶剂也会在体内产生自由基。 ） 而人体内自由基过量产生的原因主要有以下几点： 人体非正常代谢产物 有毒化学品接触 毒品、吸烟、酗酒 长时间

5、的日晒 长期生活在富氧 / 缺氧环境 环境污染因素 过量运动 疾病 不健康的饮食习惯（营养过剩以及脂肪摄入过量） 辐射污染和心理因素 2. 自由基与癌症 2.1 概述 近年来，许多学者的研究发现引发致癌基因的罪魁祸首不是别 人，正是自由基。 自由基会造成细胞突变，突变的细胞发生不正常的 增生现象，增生的细胞就称为癌细胞。癌细胞没有任何的功能，却会 在人体内四处游走，掠夺体内的养分，影响正常细胞的生长，最糟糕 的是，癌细胞会无限地复制生长，转移到身体其他的部位。要杜绝癌 症这个坏分子，对抗自由基绝对是必要的课题之一。 而一个正常细胞发生癌变必须经历诱发和促进两个阶段， 这就是 两步致癌学说。大量

6、研究证明，诱发阶段与自由基关系密切，促癌阶 段也与自由基有关， 促癌能力与其产生自由基的能力相平行。 致癌物 必须在体内以过代谢活性形成自由基并攻击 DNA 才能致癌，抗癌剂 也是通过自由形式去杀死癌细胞 2.2 自由基引发癌症的必然性 2.2.1 自由基对生命大分子的损害 由于自由基高度的活泼性与极强的氧化反应能力， 能通过氧化作 用来攻击其所遇到的任何分子，使机体内大分子物质产生过氧化变 性，交联或断裂， 从而引起细胞结构和功能的破坏，导致机体组织损 害和器官退行性变化。 2.2.2 自由基对蛋白质的损害 自由基可直接作用于蛋白质， 也可通过脂类过氧化产物间接与蛋 白质产生破坏作用。 2.

7、2.3 自由基对核酸的破坏 自由基作用于核酸类物质会引起一系列的化学变化， 诸如氨基或 羟基的脱除、 碱基与核糖连接键的断裂、 核糖的氧化和磷酸酯键的断 裂等，在体内以水分为介质环境中通过电离辐射诱导自由基的研究表 明，大剂量辐射可直接使DNA断裂，小剂量辐射可使DNA主链断裂。 2.2.4 自由基对糖类的损害 自由基通过氧化性降解使多糖断裂， 如影响脑脊液中的多糖， 从 而影响大脑的正常功能。自由基使核糖、脱氧核糖形成脱氢自由基， 导致 DNA 主链断裂或碱基破坏，还可使细胞膜寡糖链中糖分子羟基 氧化生成不饱和的羰基或聚合成双聚物， 从而破坏细胞膜上的多糖结 构，影响细胞免疫功能的发挥。 2

8、.2.5 自由基对脂质的损害 脂质中的多不饱和脂肪酸由于含有多个双键而化学性质活泼， 最 易受自由基的破坏发生氧化反应。 磷脂是构成生物膜的重要部分， 因 富含多不饱和的脂肪酸故极易受自由基所破坏。 这将严重影响膜的各 种生理功能， 自由基对生物膜组织的破坏很严重， 会引起细胞功能的 极大紊乱。 3. 自由基与癌症的治疗 3.1 两种普通治疗方法与自由基的关系 3.1.1 放疗 在放疗过程中自由基参与了杀灭癌细胞， 但也参与了杀死或损伤 正常细胞。放疗是通过放射线直接或间接地杀死癌细胞达到治疗目 的，但另一方面又会杀灭或杀伤正常细胞而引起严重的副反应。 如果 在放疗时提高正常组织中的氧自由基清

9、除剂（如SOD水平，就可保 护正常组织不受或少受影响，减轻副反应。 3.1.2 化疗 在化疗过程中， 由于药物的毒性导致细胞内产生大量的自由基这 往往会引起骨髓损伤、白血球减少，致使化疗减慢、药量减少或被迫 停止化疗。若使用自由基清除剂， 则可防止骨髓进一步受氧自由基的 破坏，加速骨髓和白血球量的恢复，有利于化疗的继续。 3.2 自由基清除系统与癌症的治疗 3.2.1 内源性自由基清除系统 大量研究已经证实，人体内本身就具有清除多余自由基的能力， 这主要是靠内源性自由基清除系统 酶促机制 酶类物质可以使体内的活性氧自由基变为活性较低的物质， 从而 削弱它们对肌体的攻击力。 酶的防御作用仅限于细

10、胞内， 而抗氧化剂 有些作用于细胞膜， 有些则是在细胞外就可起到防御作用， 主要分为 以下几个部分： (1) 超氧化物歧化酶Superoxide dismutases (SOD)催化把两个氧 气转变为过氧化氢和氧气的反应，抗氧化能力来自其所含之镁、铜、 或锌，其浓度可被诱导而提高。 (2) 过氧化氢酶(Catalase)催化过氧化氢转变为水和氧气的反应。 (3) 谷胱甘肽过氧化物酶 (Glutathione peroxidases ):大部分含硒， 也是催化过氧化氢转变为水和氧气的反应。 此外还可以把有机的过氧 化物转变为酒精。 ) (4) 除了上述酶之外，谷胱甘肽转移酶，血浆铜蓝蛋白，血红素

11、 加氧酶及其他的一些酶类可能参与非酶主导的控制自由基及其代谢 产物的过程. 非酶促机制 (1) 维生素 E (脂溶性，把细胞膜上产生的过氧自由基的电子接 收，让自己暂时成为一自由基。 ) (2) 维生素C水溶性，可让Vitamin E自由基恢复其抗氧化能力。) (3) 谷胱甘肽(细胞内最重要的抗氧化物，其巯基(SH可以接收自 由基的电子。 ) (4) 除了这三大抗氧化剂之外，机体内还存在为数众多的小分子 抗氧化剂 .如胆红素，尿酸，类黄酮，类胡萝卜素等。 3.2.2 外源性自由基抗氧化剂 3.2.2.1 外源性抗氧化剂的两种类型 预防性抗氧化剂：它可以在脂质过氧化前就将启动脂质过氧 化的自由基

12、（如超氧阴离子和羟基自由基）清除掉，这样就能预防脂 质过氧化的发生。 预防性抗氧化剂包括超氧化物歧化酶、 过氧化氢酶、 谷光甘采访氧化酶和还原酶等。 链阻断抗氧化剂：它可在脂质过氧化过程中将脂质过氧化链 式反应阻断，使其不能继续行，如维生素 C和维生素E等。 3.2.2.2 自由基清除剂发挥作用须满足的条件 自由基清除剂要有一定的浓度。 自由基清除剂必须在自由基附近，并且能以极快的速度抢先 与自由基结合。否则就起不到应有的效果。 在大多数情况下， 清除剂与自由基反应后会变成新的自由基， 这个新的自由基的毒性应小于原来自由基的毒性才有防御作用。 4. 展望 比起细菌学、病毒学等很多学术领域来说，

13、 自由基还是一门比较 年轻的学科。 人类对自由基的研究开始于二十一世纪初， 最初的研究 主要是自由基的化学反应过程，随后自由基知识渗透到生物学领域。 自从发现自由基对人类健康的危害后， 如何能更接近生命现象， 进一 步研究自由基的反应机理和损伤的分子机理就成为这个领域国际上 期待解决的前沿课题。 从国内外的大量报纸看， 很多自由基的反应规 律和损伤机理中的一些关键问题至今尚在研究中。 随着对自由基研究 的逐步深入， 科学家们越来越清楚地认识到， 清除多余自由基的措施 有益于某些疾病的预防和治疗， 而自由基清除剂的研究对人体健康的 意义便显得更为重大。因此，开发和利用高效无毒的天然抗氧化剂 自由基清除剂， 已成为当今科学发展的趋势。 我们也有理由相信， 在 21 世纪，人类一定能认识和控制自由基，使我们的生命质量再实 现一个新的飞跃。 参考文献 1丘坤元；自由基聚合进20年的发展J;高分子学报；2008年07 期 2刘朝阳；自由基与癌症研究J；医学研究通讯；1995年03期