自由基与人体健康

1、生物化学论文题目：氧自由基与人体健康院系：化学系班级：10级精细化工姓名：张永强学号：20101811410氧自由基与人体健康张永强（青海师范大学 化学系 青海 西宁 810000）摘 要 随着基础医学和生命科学的不断发展,人们对自由基的研究越来越多,其中就有大量关于氧自由基与人体健康的研究。目前,研究发现很多疾病的发生、发展都与氧自由基有关。文章就自由基的产生、氧自由基的对人体的功效、损伤及清除进行了综述。关键词 氧自由基 人体健康 清除 Free radical and human healthZhang yong qiang （Department of chemistry, Qingh

2、ai Normal University, xining, Qinghai 81000）Abstract With the basic medical and life science development, people studies free radicals more, which have a large amount of oxygen free radical and human health research. At present, the study found that many diseases, was associated with oxygen free rad

3、ical. The generation of free radicals, oxygen free radical on the human body function, damage and removal are reviewed.Key word oxygen radical; human health; eliminate 一、 自由基的定义自由基(free radicals) 指的是那些游离存在的,含有1 个或1 个以上不配对电子的分子、离子、原子或原子团。二、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

4、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了。在人体中氧自由基是最多的。氧分子可以通过单电子接受反应依次转变为、等三、氧自由基对人体的功效人一刻也不能离开空气, 没有氧人就不能生存, 在呼吸代谢过程中, 人不断地消耗氧, 并产生超氧阴离子自由基, 进而生成羟自由基、单线态、过氧化氢()等, 它们具有高活泼性和强氧化性, 统称为活性氧( ROS) , 与人体健康有着密切的关系, 是当前生命科学研究的热点. 在正常生理平衡下, 机体ROS的产生、利用、清除三者之间处于一种动态的生理平衡中, 以保持生命活动需要的低浓度水平. 虽然体内不断产生活性氧自由基,

5、 但因为体内同时存在清除自由基的酶系统, 体内过多的ROS可以依靠超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶( GSH- PX)去消除, 所以, ROS不会损伤机体, 而且还会发挥对机体的有益生物效应. 例如, ROS可以氧化碳水化合物, 为机体提供化学能和热能; 可促进细胞增殖、刺激白细胞和吞噬杀菌、解毒削炎、抑制肿瘤及增强抗生素效力等等. 四、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

6、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。1.超氧阴离子自由基 超氧阴离子自由基,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。有多种反应性, 它即可以作为还原剂, 又可以作为氧化剂, 还可以作为碱, 亲核物和配体参与反应。氨基酸是构成蛋白质的基本单元, 在重要的氨基酸中, 除半胱氨酸, 组氨酸, 胳氨酸, 苯丙氨酸外与大多数氨基酸几乎不反应, 由于在非质子性溶剂中溶解性更好, 生物膜是疏水性的, 因此在这种环境中产生的极具危害性，的损

7、伤效应主要是使核酸断裂, 多糖解聚, 不饱和脂肪酸过氧化, 造成损伤等等，不是格外活性的物种, 的毒性小,但是存在寿命长。2.羟基自由基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:其次级反应的结果使多肽链间发生交

8、联, 形成桥键或交错键, 引起蛋白质( 或酶) 的结构改变, 其生物活性受损或丧失, 还可使蛋白质大分子混乱聚合成酸且呈代谢惰性, 在细胞内聚集并排挤正常成分,引起细胞退行性变化。(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磷脂中的未饱和脂肪酸, 引发一系列自由基链

9、式反应, 生成多种脂质过氧化物。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。五、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。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)

10、、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能催化发生歧化反应,从而消除体内的。SOD合成受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 与含量的变化上, 对SOD 减少或的增加的疾病可用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, 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 消除过程中产生的, 对机体亦有损害。是一种强氧化剂, 可氧化抗坏

11、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,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, 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。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, 在膜中溶解性比在水中好, 因此脂溶性生素E 能清除、, 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, 可作的消除剂; 人体血浆中的尿酸, 它是的有力清除剂。血浆

12、中还含有血浆铜蓝蛋白, 也能消除, 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B-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0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B-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。参考文献【1】 李勇,孔令青,高洪等. 自由基与疾病研究进展. 动物医学进展, 2008， 29 (4) :85【2】 林洪. 自由基的产生、应用及与人体健康. 玉溪师范学院学报, 2006, 22(9):8