氧自由基在生物體內(nèi)中的作用課件

1、 氧自由基在生物體內(nèi)中的作用目錄背景氧自由基的概念自由基的種類氧自由基的產(chǎn)生氧自由基生物學作用氧自由基的檢測方法氧自由基的清除背景 氧是維持人體生命活力最必需的物質(zhì)，生物氧化是生命活動的基礎(chǔ)，但氧代謝的中間產(chǎn)物各種氧自由基 ( 羥基自由基，超氧負離子自由基和脂類過氧自由基等) 對機體卻具有損傷作用，可以造成生物膜系統(tǒng)損傷以及細胞內(nèi)氧化磷酸化障礙。近年來，氧自由基在生物醫(yī)學中的作用已成為一個非?；钴S的研究領(lǐng)域,臨床觀察資料和實驗研究結(jié)果表明，不少疾病的發(fā)生或其病理發(fā)展過程與自由基、脂質(zhì)過氧化有關(guān)；人類的衰老過程也受其影響。氧自由基及其毒性已日益引起人們更多的注視。健康長壽的殺手-氧自由基自由基：

2、是指能獨立存在, 含有1個或1 個以上的不配對電子的任何原子或原子團, 分為氧自由基和脂自由基。與人類疾病關(guān)系密切的自由基, 統(tǒng)稱為活性氧或氧自由基, 占人體內(nèi)總自由基95%,是機體正常代謝的中間產(chǎn)物, 由氧分子直接或間接衍化而成。氧自由基：是具有未配對電子的氧原子、原子團或分子。生理狀態(tài)下, 機體吸人氧的98%通過一次接受4個電子與H十結(jié)合還原成水,另外2%的氧通過單價還原而成高能態(tài)不穩(wěn)定的活性氧一一氧自由基。種類氧自由基超氧陰離子自由基（O-2）羥自由基（OH.）單線態(tài)氧（1O2）氫過氧自由基（HOO.）烷自由基（R.）烷氧自由基（RO.）烷過氧自由基（ROO.）活性氧（ROS）（5）吞噬

3、細胞的“呼吸爆發(fā)”，在補體、Ga2+、白三烯或內(nèi)毒素等的刺激下，吞噬細胞的氧攝取量增加，其胞膜下NADPH氧化酶活性增高，將O2還原成.O-2 。（6）黃嘌呤氧化酶增多。黃嘌呤氧化酶（XO）的前身是黃嘌呤脫氫酶，存在于毛細血管內(nèi)皮細胞內(nèi)，正常人只有10%的XO 的形式存在，90%為XD（黃嘌呤脫氫酶）。缺血時由于ATP 減少，膜泵功能失靈，Ga2+依賴蛋白水解酶使XD大量轉(zhuǎn)變?yōu)閄O,缺血時ATP不能用來釋放能量，而且還依次降解為ADP、AMP和次黃嘌呤，結(jié)果黃嘌呤大量堆集。再灌注時，大量的分子氧隨血液進入缺血組織，此時大量增加的黃嘌呤氧化酶在催化次黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤，進而黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩岬膬刹?/p>

4、反應中，都同時以分子氧為電子接受體，從而產(chǎn)生大量的.O-2和H2O2 ，后者再在金屬離子參與下形成HO . 。氧自由基生物學作用 氧自由基是一種不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，具有活潑的化學性質(zhì)，極易發(fā)生連鎖反應，與其他物質(zhì)結(jié)合為穩(wěn)定的分子或生成新的自由基，正常情況下產(chǎn)生的氧自由基很少，且細胞內(nèi)的超氧化物氣歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶能將其迅速清除，故組織內(nèi)不會出現(xiàn)氧自由基的堆積，正常狀態(tài)下處于動態(tài)平衡。3、對糖、蛋白質(zhì)的作用 糖、蛋白質(zhì)是細胞的組成部分，氧自由基可作用于寡糖鏈中糖分子上的羥基碳， 使其氧化成不飽和的二聚體，引起細胞的多糖鏈破壞；蛋白質(zhì)在氧自由基作用下，可發(fā)生蛋白質(zhì)的交

5、聯(lián)、聚合和肚鏈的斷裂導致蛋白質(zhì)功能降低或喪失， 最終導致細胞的變性壞死。4、通過氧化反映改變關(guān)節(jié)等潤滑液粘性, 出現(xiàn)類風濕。益處1、氧自由基殺菌作用吞噬細胞殺死侵入機體的有害微生物時，通過“呼吸爆發(fā)”, 氧耗量增加10 15倍, 吞噬細胞的氧攝取量增加, 其胞膜下NADPH(還原型輔酶 )氧化酶活性增高， 將O2還原為 O-2， 通過 O-2 ，殺死細菌。2、氧自由基細胞信號傳導作用自由基是機體內(nèi)不可缺少的活性物質(zhì)，它可作為第二信使參與細胞信號轉(zhuǎn)導 。人體內(nèi)的前列腺素具有重要的生理學功能， 其合成與氧自由基的參與有關(guān)。從花生四烯酸合成前列腺素必須通過PGG2(前列腺素G2)和PGH2(前列腺素

6、H2)的生成, 在形成過程中需要氧自由基的參與, 并可通過氧自由基反饋攻擊環(huán)氧酶，使之失活, 控制前列腺素的合成。3、參與解毒 許多脂溶性藥物或毒物氧化的加氧酶系統(tǒng)要以.O-2作為中介物。如：吲哚胺-2,3-雙加氧酶、2-硝基丙烷加氧酶、多巴胺-羥化酶等作用可能是通過活性氧而發(fā)揮作用。（3）比色法：該方法主要用來測定.OH自由基，其原理是.OH自由基可以使細胞色素C從還原型轉(zhuǎn)化為氧化型。 .OH + Cyt . c(II) 還原型的細胞色素Cyt . c(II)呈淺綠色，而氧化型的細胞色素 Cyt . c(III)呈淺黃色，在此原理的基礎(chǔ)上可利用分光光度計測定一定波長下的吸光值，與空白對照，即

7、可確定體系中.OH 的量。OH- + Cyt . c(III) 與自由基有關(guān)的疾病一、心血管疾病1、高血壓病：老年人高血壓可由于體內(nèi)自由基水平增高，刺激小動脈收縮并引起成纖維細胞的增生，造成小動脈的纖維化，硬化，官腔變狹，血流阻力增加而引起。2、動脈粥樣硬化、冠心?。貉踝杂苫谘逯泻蛣用}壁引起的脂質(zhì)過氧化反應損害了血管內(nèi)皮細胞，促進了血脂的沉積。高濃度的LPO還可導致脂質(zhì)多聚體的形成，妨礙脂質(zhì)的運轉(zhuǎn)和清除。3、心肌細胞再灌注損傷：當心肌細胞缺血缺氧，自由基清除酶大量喪失，自由基增加，此時如給予再灌注，富氧輸入，自由基大量形成，導致嚴重的心率紊亂與心室收縮功能降低。氧自由基的清除 許多化合物和

8、酶與自由基反應后，可直接或間接減少氧自由基的生成，對機體產(chǎn)生保護作用，其大致分為：（一）減少氧自由基產(chǎn)生：別嘌呤醇是黃嘌呤氧化酶抑制劑，能抑制次黃嘌呤轉(zhuǎn)化為黃嘌呤和黃嘌呤轉(zhuǎn)化為尿酸的過程，阻止氧自由基的生成。（二）自由基清除劑：超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化酶（GSH-PX）是機體組織清除氧自由基的重要酶系統(tǒng)。 （三）抗氧化劑類藥物：輔酶Q10、維生素E、維生素C等抗氧化劑，作為清除氧自由基酶類的輔酶或與酶的作用有關(guān)，在氧化反應中，提供電子給氧自由基，是氧自由基還原而被清除。（四）鈣拮抗劑：鈣拮抗劑對缺血/再灌注損傷有預防性保護作用，其機理可能是間接地硬性氧自由基的代謝。總結(jié) 氧自由基的研究是現(xiàn)代生物學、生物化學和生物醫(yī)學的重要研究課題。氧自由基能否對機體造成損害不僅要看體內(nèi)產(chǎn)生氧自由基多少，還要看體內(nèi)抗氧化酶活性和抗氧