自由基與人體健康

1、生物化學論文題目：氧自由基與人體健康院系：化學系班級：10級精細化工姓名：張永強學號：20101811410氧自由基與人體健康張永強（青海師范大學 化學系 青海 西寧 810000）摘 要 隨著基礎(chǔ)醫(yī)學和生命科學的不斷發(fā)展,人們對自由基的研究越來越多,其中就有大量關(guān)于氧自由基與人體健康的研究。目前,研究發(fā)現(xiàn)很多疾病的發(fā)生、發(fā)展都與氧自由基有關(guān)。文章就自由基的產(chǎn)生、氧自由基的對人體的功效、損傷及清除進行了綜述。關(guān)鍵詞 氧自由基 人體健康 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、 自由基的定義自由基(free radicals) 指的是那些游離存在的,含有1 個或1 個以上不配對電子的分子、離子、原子或原子團。二、自由基的產(chǎn)生自由基的形成可用無所不在來形容, 日光照射,空氣污染物質(zhì), 輻射線, 臭氧等等。都會促成自由基的生成, 在日常

4、生活中, 當你烹制美味的菜肴或當你點燃一支香煙醉心于吞云吐霧時, 自由基就悄悄地蔓延開了。在人體中氧自由基是最多的。氧分子可以通過單電子接受反應依次轉(zhuǎn)變?yōu)?、等三、氧自由基對人體的功效人一刻也不能離開空氣, 沒有氧人就不能生存, 在呼吸代謝過程中, 人不斷地消耗氧, 并產(chǎn)生超氧陰離子自由基, 進而生成羥自由基、單線態(tài)、過氧化氫()等, 它們具有高活潑性和強氧化性, 統(tǒng)稱為活性氧( ROS) , 與人體健康有著密切的關(guān)系, 是當前生命科學研究的熱點. 在正常生理平衡下, 機體ROS的產(chǎn)生、利用、清除三者之間處于一種動態(tài)的生理平衡中, 以保持生命活動需要的低濃度水平. 雖然體內(nèi)不斷產(chǎn)生活性氧自由基,

5、 但因為體內(nèi)同時存在清除自由基的酶系統(tǒng), 體內(nèi)過多的ROS可以依靠超氧化物歧化酶SOD、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶( GSH- PX)去消除, 所以, ROS不會損傷機體, 而且還會發(fā)揮對機體的有益生物效應. 例如, ROS可以氧化碳水化合物, 為機體提供化學能和熱能; 可促進細胞增殖、刺激白細胞和吞噬殺菌、解毒削炎、抑制腫瘤及增強抗生素效力等等. 四、氧自由基對人體的損傷氧自由基對細胞和組織的損傷是其致病的基礎(chǔ), 由于人體是由各種不同功能的細胞組成, 因而自由基對不同細胞損傷可導致表面看起來毫無關(guān)系的疾病, 如: 自由基摧毀細胞膜, 導致細胞膜發(fā)生變性, 使得細胞不能從外部吸收營養(yǎng), 也

6、排不出細胞內(nèi)的代謝產(chǎn)物, 并喪失了對細胞和病毒的抵御能力。自由基攻擊正在復制中的基因, 造成基因突變, 誘發(fā)癌癥發(fā)生。1.超氧陰離子自由基 超氧陰離子自由基,不僅具有重要的生物功能, 還與多種疾病有密切關(guān)系, 同時它還是生物體生成的第一個自由基,是所有自由基的前身。因此具有深刻重要意義。有多種反應性, 它即可以作為還原劑, 又可以作為氧化劑, 還可以作為堿, 親核物和配體參與反應。氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單元, 在重要的氨基酸中, 除半胱氨酸, 組氨酸, 胳氨酸, 苯丙氨酸外與大多數(shù)氨基酸幾乎不反應, 由于在非質(zhì)子性溶劑中溶解性更好, 生物膜是疏水性的, 因此在這種環(huán)境中產(chǎn)生的極具危害性，的損

7、傷效應主要是使核酸斷裂, 多糖解聚, 不飽和脂肪酸過氧化, 造成損傷等等，不是格外活性的物種, 的毒性小,但是存在壽命長。2.羥基自由基羥基自由基是化學性質(zhì)最活潑的活性氧物種,其反應特點是無專一性, 反應性極強, 在機體內(nèi)一旦形成可立即通過提取氫, 加成或電子轉(zhuǎn)移等方式與生物體內(nèi)所有物質(zhì), 如糖, 蛋白質(zhì), DNA, 堿基, 磷脂和有機酸等發(fā)生反應, 而且反應速率快, 極具破壞性, 能造成多種生物分子, 細胞和組織的氧化損傷。（1）損傷蛋白質(zhì), 使蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換增加。羥基自由基對蛋白質(zhì)的進攻, 主要是通過從蛋白質(zhì)多肽鏈的飽和碳原子上提取氫或氧化蛋白質(zhì)的巰基而進行:其次級反應的結(jié)果使多肽鏈間發(fā)生交

8、聯(lián), 形成橋鍵或交錯鍵, 引起蛋白質(zhì)( 或酶) 的結(jié)構(gòu)改變, 其生物活性受損或喪失, 還可使蛋白質(zhì)大分子混亂聚合成酸且呈代謝惰性, 在細胞內(nèi)聚集并排擠正常成分,引起細胞退行性變化。(2)損害DNA 導致細胞突變。羥基自由基既能從DNA 的戊糖部位提取氫形成戊糖自堿基自由基或戊糖自由基均可發(fā)生次級反應, 造成DNA堿基降解或缺失, 氫鍵破壞或主鏈斷裂, 從而改變核苷酸結(jié)構(gòu)或排列, 破壞其攜帶的遺傳信息, 引起細胞突變。(3)攻擊未飽和脂肪酸, 引起脂質(zhì)過氧化對于重要生物結(jié)構(gòu)之一的生物膜, 包括細胞膜或亞細胞膜( 內(nèi)膜系統(tǒng))。羥基自由基主要進攻部位是膜組分磷脂中的未飽和脂肪酸, 引發(fā)一系列自由基鏈

9、式反應, 生成多種脂質(zhì)過氧化物。生物膜脂質(zhì)過氧化的后果是使膜的結(jié)構(gòu)和功能改變, 如未飽和脂肪酸減少, 磷脂組成發(fā)生變化, 膜流動性降低, 通透性增加,膜上蛋白質(zhì)或酶損傷失活及脂質(zhì)過氧化作用的有毒產(chǎn)物對細胞與亞細胞膜的毒性效應等等。最終造成整個細胞結(jié)構(gòu)與功能的損傷。五、氧自由基的清除自由基對生物體既有必需的一面, 又有損傷的一面, 所以生物體內(nèi)的氧自由基是不斷產(chǎn)生,不斷利用,又不斷被消除的過程。但當氧自由基不斷增值至消除不掉時, 就會損害機體。因此機體內(nèi)形成了一套抗氧化防御體系, 其消除機制大致可分為酶抗氧化劑和非酶抗氧化劑。1.酶抗氧化劑生物體內(nèi)的酶保護系統(tǒng)主要包括超氧化物歧化酶( SOD)

10、、過氧化氫酶( CAT) 、谷胱甘肽過氧化物酶(CSH-PX) 等。SOD 是一種具有特定生物催化功能的蛋白質(zhì), 由蛋白質(zhì)和金屬離子組成, 主要分布于胞液如線粒體基質(zhì)中。SOD能催化發(fā)生歧化反應,從而消除體內(nèi)的。SOD合成受O2濃度影響, O2 濃度高時, SOD生物合成能力也增高, 有研究表明, 人體的一些疾病反映在SOD 與含量的變化上, 對SOD 減少或的增加的疾病可用SOD 藥物治療。另外, SOD 也有在護膚品中的成功應用, 目的是消除生物體氧化產(chǎn)生的, 起到保護細胞作用, 對抗衰老及護膚養(yǎng)顏具有重要的應用價值。SOD 消除過程中產(chǎn)生的, 對機體亦有損害。是一種強氧化劑, 可氧化抗壞

11、血酸等有機物, 并可直接使少數(shù)酶如CuZn-SOD 失活。過氧化氫酶( CAT) 可消除,但在細胞中, 它主要存在于過氧化體中, 而在線粒體及胞漿中產(chǎn)生的, ?？抗入赘孰倪^氧化物酶(GSH-Px)消除。產(chǎn)生的GSSG 在谷胱甘肽還原酶作用下又被還原為GSH, 繼續(xù)參加消除活性氧的反應。2.非酶抗氧化劑生物體內(nèi)用于消除活性氧的非酶抗氧化劑有脂溶性維生素E、水溶性維生素C, 尿酸、血漿銅藍蛋白等。由于生物膜是疏水環(huán)境, 在膜中溶解性比在水中好, 因此脂溶性生素E 能清除、, 防止脂類過氧化造成的損失; 生物體內(nèi)水溶性維生素C 濃度較高時, 可作的消除劑; 人體血漿中的尿酸, 它是的有力清除劑。血漿

12、中還含有血漿銅藍蛋白, 也能消除, 雖然其消除能力僅為SOD 的1/ 30000, 但由于它在血漿中的含量高, 其作用也不容忽視。抗氧化劑是天然的自由基殺手, 也是相當豐富且無處不在的, 許多植物中就富含抗氧化劑。植物體內(nèi)的抗氧化劑主要有B-胡蘿卜素、番紅素、維生素C、E 和黃酮類化合物等, 因此人們必須從植物中獲得足夠的抗氧化劑, 以滿足自身的需要。富含抗氧化劑的植物主要是一些有色0的蔬菜和水果。胡蘿卜、南瓜、桃、杏、橘子等橙色植物中包含的抗氧化劑主要是B-胡蘿卜素。葡萄、柚、檸檬、蕎麥等黃色植物中含的抗氧化劑主要是黃酮類化合物。菠菜、韭菜、無頭甘藍菜、空心菜、綠花椰菜、芥蘭菜等綠色植物中包含的抗氧化劑主要是維生素C 和維生素E。維生素C 能與細胞中的過氧化物利用羥基自由基反應, 使氧化連鎖反應中止進而保護細胞的完整性。蕃茄( 含番茄紅素最豐富的食物) 、葡萄柚( 紅肉) 、西瓜等紅色植物中包含的抗氧化劑主要是番茄紅素。大蒜、包心菜、洋蔥、韭菜、洋蔥等植物中包含的抗氧化劑主要是丙烯基硫化物。參考文獻【1】 李勇,孔令青,高洪等. 自由基與疾病研究進展. 動物醫(yī)學進展, 2008， 29 (4) :85【2】 林洪. 自由基的產(chǎn)生、應用及與人體健康. 玉溪師范學院學報, 2006, 22(9):8