自由基学说#$%&& %’()*’+ ,-&.%/0是具有代表
性的致衰学说之一! 这一学说1" 世纪2" 年代中
期由著名学者-’%3’4 首先提出"其后得到许多学
者的共识5!6! 自由基是指能独立存在的"含有! 个
或! 个以上的不配对电子的任何原子或原子团"
是机体正常代谢的中间产物" 在机体内有很强的
氧化反应能力" 且易产生连锁反应" 对蛋白质#
核酸#脂质等产生伤害作用"从而导致机体的损
伤51786! 大量的科学实验证实596"氧自由基与机体损
伤有着非常密切的关系! 本文就氧自由基的产生"
自由基反应对机体的损害及人体抗氧化酶系进行
系统的介绍" 并在此基础上介绍一些抗氧自由基
损伤的药物!
! 氧自由基的产生
据文献报道526"人体内总自由基中约:2 ;以
上属于氧自由基"因此"氧自由基对人体有着特殊
的意义"现将常见的氧自由基列于表!!
氧自由基的来源主要有两个方面" 一是电离
辐射#某些药物#酒精#吸烟或高压氧中毒等"这些
称外源性自由基$ 二是机体在代谢过程中产生自
由基" 即内源性自由基! 内源性自由基的产生途
径% !红细胞内的氧合血红蛋白可自发转变为高
铁血红蛋白"从而铁供出电子给<1"生成&<1
=! "
细胞内有的酶促反应以<1
为受氢体">1<1
可以
与&<1
=在$&1?或@A?存在下反应生成><&! #微粒
体混合功能氧化酶催化药物等非营养性物质羟化
时"有黄素蛋白及细胞色素B92"
及<1
参加"反应中
有&<1
=生成! $体内的醌类化合物"如辅酶C 的代
谢产物可在氧化还原中生成半醌自由基" 后者将
单电子交给<1
生成&<1
=! %吞噬细胞的’呼吸爆
发(! 在补体
#@’1?#白三烯或内毒素等的刺激下! 吞
噬细胞的氧摄取量增加"其胞膜下DEFB> 氧化酶
活性增高" 将<1
还原为&<1
=! &黄嘌呤氧化酶增
多! 黄嘌呤氧化酶)G’4,-)4&
是黄嘌呤脱氢酶"存在于毛细血管内皮细胞内"正
常人只有!" ;的G< 的形式存在":" ;为GF)黄
嘌呤脱氢酶*! 缺血时由于EJB 减少"膜泵功能失
灵"@’1?依赖蛋白水解酶" 使GF 大量转变为G<"
缺血时EJB 不能用来释放能量" 而且还依次降解
为EFB#EKB 和次黄嘌呤"结果黄嘌呤大量堆集!
再灌注时"大量的分子氧随血液进入缺血组织"此
时大量增加的黄嘌呤氧化酶在催化次黄嘌呤转变
为黄嘌呤"进而黄嘌呤转变为尿酸的两步反应中"都同时以分子氧为电子接受体! 从而产生大量
的%+-
*和5-+-! 后者再在金属离子参与下形成
5+%& 因此!再灌注时组织内%+-
*等氧自由基大量
增加& #儿茶酚胺的增加& 交感*肾上腺髓质系统
是肌体在应激时的重要调节系统& 在各种应激情
况下!此系统分泌大量的儿茶酚胺!儿茶酚胺一方
面具有重要的代偿调节作用! 但另一方面过多的
儿茶酚胺特别是它的氧化产物! 往往又成为对机
体有害的产物& 实验表明!大量的异丙肾上腺素’
去甲肾上腺素’肾上腺素均能损伤细胞& 儿茶酚胺
的氧化产物会损伤心肌& 儿茶酚胺氧化能产生具
有毒性的氧自由基& 肾上腺素代谢产生肾上腺素
红的过程中有%+-
*的产生& $磷脂*花生四烯酸途
径& 胞浆%E-6激活烯脂酶9-!使膜磷脂降解!释放
花生四烯酸(99#!99 在环氧化酶的作用下依次
生成FG7-’FGH-’FGI-
等! 同时伴有自由基的产
生) 在1*脂加氧酶的作用下! 生成白三烯等!在
2-*脂加氧酶作用下生成2-*5787&
% 氧自由基反应的损伤作用
糖’ 脂肪’ 蛋白质等有机物在体内氧化分解
时!消耗氧气!最终产物为二氧化碳和水& 一分子
氧气还原成水的过程中需接受< 个电子! 如果能
够获得< 个电子就不具任何毒性! 平时我们机体
所消耗的氧大部分就是这样在线粒体呼吸链中还
原成水的& 但如果出现氧的单电子还原!也就是
说只能获得2 个电子!就会形成一系列的中间产
物J0K!包括超氧化物阴离子自由基(%+-
*#!过氧化
氢!羟自由基以及单线态氧L2+-!"M)NOD PBQND)R&
氧自由基在体内增加时! 可作用于机体细胞
的生物大分子L蛋白质’脂类’核酸R!使大分子受
损!从而引起疾病和衰老&
氧自由基对核酸的损伤*%+5 可与核酸的碱
基发生化学发应!破坏碱基!从而产生突变!%+5
和%5 可从核酸的去氧核糖%<
部位夺取氢原子!使
;A9 链断裂或碱基缺失!从而改变遗传基因&自由
基的反应产物可使核酸交联!;A9 复制受阻&
氧自由基对脂类的损伤* 自由基尤其能使生
物膜的多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化! 生成脂
质过氧化物"SF+$!SF+ 分解时产生的丙二醛
"?;9$能使;A9’蛋白质发生交联& 当;A9 的双
股螺旋同时被交联! 细胞分裂时双股螺旋无法解
开!导致细胞死亡!蛋白质被交联后形成无定形的
沉淀物& 由于蛋白质被破坏!一些酶活性降低!影
响细胞代谢& 细胞膜的脂质过氧化!可引起膜通透
性增强!线粒体膨胀!溶酶体酶的释放!酶的失活
等损伤!从而导致细胞膜的结构和功能改变!出现
细胞的变性和坏死&
氧自由基对糖类的损伤* 自由基可作用于细
胞膜上的寡糖链中糖分子的羟基碳! 使之氧化成
为不饱和碳基或二聚体!引起细胞的多糖链破坏!
造成细胞自溶&
& 抗氧化酶系
&’( 超氧化物歧化酶)"#*+在防御脂质过氧化
方面的作用
近年来!许多学者对"+; 的物化特性进行了
大量研究! 其研究结果表明!"+; 属酸性蛋白酶!
对T5’热和蛋白酶水解等反应比一般酶稳定JUK& 将
三类"+; 的主要物化特性列于表-&
由表- 可见!三类"+; 的活性中心都含有金
属离子! 是生物体内防御氧化损伤的重要的金属
酶!它的作用底物是超氧阴离子%+-
*!它催化超氧
阴离子%+-
*发生歧化反应!从而清除%+-
*& 其催化
机理是*"+;"氧化型$6%+-
*!"+;*"还原型$6%+-!
"+;*"还原型$6%+-!"+;"氧化型$65-+-!总反应
式为*
血中"+; 以不同缔合度的形式存在!铜’锌’
铁’锰是其活性的辅助因子&
,-% 谷胱甘肽过氧化物酶!."/012"与维生素! 协同抗氧化作用
;<=$>? 广泛存在人体组织细胞内! 也是一
类金属酶!微量元素硒是其辅助因子!老年人体内
硒含量缺乏!导致;<=@>? 活性降低!而脂质过氧
化作用增强!促进了机体损伤" 维生素# 是脂溶性
维生素!为结构相关的一组化合物的总称" 在氧化
过程中!维生素# 失去! 个电子!被氧化成生育酚
自由基!然后与$AB
$结合形成无活性化合物%
维生素# 和;<=$>? 可协同地保护生物膜免
受脂质过氧化损伤" 当细胞的抗氧化系统处于低
能状态时! 不论由于维生素# 含量降低或;<=$
>? 活性降低或二者兼有!补充维生素# 和应用硒
制剂都有一定的保护作用"
"#" 过氧化氢酶!$%&"的抗氧化作用
CDE 是最早受到生理学家和生物化学家注意
的抗氧化酶!其主要作用是清除=BAB
并因此保护
与
? 含量降低是一致的" 实际上!
?&CDE&维生素# 等是一个相互保护
的防御群" 在自由基代谢出现严重紊乱情况下!抗
氧化酶’剂(含量显著地降低!是引起生物机体损
伤的重要原因%
从儿童期到老年前期! 红细胞;<=$>? 一直较稳定!至老年期明显下降% 儿童期
血中H.&C8&H. 4 C8 水平最高!在青&中年及老年前
期波动不大! 老年期最低% 相关分折表明年龄与
I>A 呈正相关!与;<=$>? 呈负相关!与血H. 4 C8
呈负相关% I>A 是反映人体衰老程度的一个很好
的指标!;<=$>?&助指标% 机体内的I>A 促进衰老! 而;<=$>?&
H.&C8 含量!增加抗氧化酶活性!将有助于抑制自
由基反应!延长人类寿命%
’ 抗氧自由基损伤药物
宋俊梅JKL等人采用化学发光法研究了白首乌
对$AB
G的直接清除作用!研究结果表明白首乌能直
接清除$AB
G% 另外!她还研究了赤何首乌&西洋参&
灵芝&当归&黄芪&菊花和竹叶等!结果表明这些药
物也具有较强的清除$AB
G的作用% 此外!近年来的
研究报告还指出!红参&当归&生地&酸枣仁&阿魏
酸等中草药及其成份!均有抗脂质过氧化作用!抑
制丙二醛的生成% 从五味子提取的本脂素类化合
物! 从黄连提取的四氢原小檗碱类和灵芝孢子粉
提取物!亦均有明显的抗氧化作用JML%
( 结语
氧自由基能否对机体造成损害不仅要看体内
产生氧自由基多少! 还要看体内抗氧化酶活性和
抗氧化剂浓度!只要抗氧化保护机制正常!使活性
氧的产出和清除之间达到动态平衡! 就不会受到
氧自由基破坏)只有这种动态平衡被打破时!才会
导致机体损伤)当这种动态平衡被破坏时!可以通
过补充人工合成的抗氧化剂! 也可以通过提高体
内抗氧化酶活性来抵抗自由基对机体的损伤J!"L%
