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(lèi)氧自由基的產(chǎn)生氧自由基生物學(xué)作用氧自由基的檢測(cè)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(dòng)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(fù)離子自由基和脂類(lèi)過(guò)氧自由基等)對(duì)機(jī)體卻具有損傷作用，可以造成生物膜系統(tǒng)損傷以及細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化障礙。近年來(lái)，氧自由基在生物醫(yī)學(xué)中的作用已成為一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域,臨床觀察資料和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，不少疾病的發(fā)生或其病理發(fā)展過(guò)程與自由基、脂質(zhì)過(guò)氧化有關(guān)；人類(lèi)的衰老過(guò)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(zhǎng)壽的殺手--氧自由基自由基：是指能獨(dú)立存在,含有1個(gè)或1個(gè)以上的不配對(duì)電子的任何原子或原子團(tuán),分為氧自由基和脂自由基。與人類(lèi)疾病關(guān)系密切的自由基,統(tǒng)稱(chēng)為活性氧或氧自由基,占人體內(nèi)總自由基95%,是機(jī)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(duì)電子的氧原子、原子團(tuán)或分子。生理狀態(tài)下,機(jī)體吸人氧的98%通過(guò)一次接受4個(gè)電子與H十結(jié)合還原成水,另外2%的氧通過(guò)單價(jià)還原而成高能態(tài)不穩(wěn)定的活性氧一一氧自由基。種類(lèi)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(guò)氧自由基（HOO.）烷自由基（R.）烷氧自由基（RO.）烷過(guò)氧自由基（ROO.）活性氧（ROS）氧自由基的產(chǎn)生氧自由基的來(lái)源主要有兩個(gè)方面：

一是電離輻射、某些藥物、酒精、吸煙或高壓氧中毒等，這些稱(chēng)外源性自由基；二是機(jī)體在代謝過(guò)程中產(chǎn)生自由基，即內(nèi)源性自由基。內(nèi)源性自由基的產(chǎn)生途徑：（1）紅細(xì)胞內(nèi)的氧合血紅蛋白可自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F血紅蛋白，從而鐵供出電子給O2,生成.O-2。（2）細(xì)胞內(nèi)有的酶促反應(yīng)以O(shè)2為受氫體，H2O2可以與.O-2在Fe2+或Cu+存在下生成HO.。（3）微粒體功能混合氧化酶翠花藥物等非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)羥化時(shí)，有黃素蛋白及細(xì)胞色素P450及O2參加，反應(yīng)中有.O-2生成。（4）體內(nèi)的醌類(lèi)化合物，如輔酶Q的代謝產(chǎn)物可在氧化還原中生成半醌自由基，后者將單電子交給O2生成.O-2。（5）吞噬細(xì)胞的“呼吸爆發(fā)”，在補(bǔ)體、Ga2+、白三烯或內(nèi)毒素等的刺激下，吞噬細(xì)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(xì)血管內(nèi)皮細(xì)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(shí)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(shí)ATP不能用來(lái)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(shí)，大量的分子氧隨血液進(jìn)入缺血組織，此時(shí)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(jìn)而黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩岬膬刹椒磻?yīng)中，都同時(shí)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(xué)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(xué)性質(zhì)，極易發(fā)生連鎖反應(yīng)，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(xì)胞內(nèi)的超氧化物氣歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、過(guò)氧化物酶能將其迅速清除，故組織內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)氧自由基的堆積，正常狀態(tài)下處于動(dòng)態(tài)平衡。1、對(duì)脂類(lèi)的作用由于生物膜是由脂質(zhì)組成,并且含有不飽和脂肪酸,極易受到氧自由基的侵襲而轉(zhuǎn)變成為過(guò)氧化脂質(zhì)(LPO)。LPO及其降解產(chǎn)物(醛類(lèi)及烴類(lèi))可加重生物膜的損傷,導(dǎo)致膜的流動(dòng)性降低,從而使得細(xì)胞的變形能力下降,脆性增加。膜上的受體和離子通道的功能也均受到了影響,細(xì)胞膜的通透性增加。最終導(dǎo)致了細(xì)胞代謝的紊亂和細(xì)胞的壞死。2、對(duì)核酸的作用氧自由基可以作用于DNA，與堿基發(fā)生加成反應(yīng)，而造成堿基的修飾，破壞堿基，

從而引起基因的突變；OH·可從核酸的去氧核糖C4部位奪取氫原子，使DNA鏈斷裂或堿基缺失，改變遺傳基因。氧自由基的反應(yīng)產(chǎn)物可使核酸發(fā)生交聯(lián)，使DNA復(fù)制受阻。危害3、對(duì)糖、蛋白質(zhì)的作用糖、蛋白質(zhì)是細(xì)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(xì)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)的交聯(lián)、聚合和肚鏈的斷裂導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能降低或喪失，

最終導(dǎo)致細(xì)胞的變性壞死。4、通過(guò)氧化反映改變關(guān)節(jié)等潤(rùn)滑液粘性,出現(xiàn)類(lèi)風(fēng)濕。益處1、氧自由基殺菌作用吞噬細(xì)胞殺死侵入機(jī)體的有害微生物時(shí)，通過(guò)“呼吸爆發(fā)”,氧耗量增加10～15倍,吞噬細(xì)胞的氧攝取量增加,其胞膜下NADPH(還原型輔酶Ⅱ)氧化酶活性增高，

將O2還原為·O-2，

通過(guò)·O-2

，殺死細(xì)菌。2、氧自由基細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)作用自由基是機(jī)體內(nèi)不可缺少的活性物質(zhì)，它可作為第二信使參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

。人體內(nèi)的前列腺素具有重要的生理學(xué)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(guò)PGG2(前列腺素G2)和PGH2(前列腺素H2)的生成,在形成過(guò)程中需要氧自由基的參與,并可通過(guò)氧