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1、危害人體健康的隱兇——自由基?劉振年????一、什么是自由基:在化學(xué)上當(dāng)原子形成分子時(shí),有一個(gè)特別的法則,只要有兩個(gè)以上的原子組合在一起時(shí),它周圍的電子就一定要配對(duì),也就是說(shuō),化學(xué)鍵中,電子必須配對(duì)出現(xiàn)。如果不配對(duì),它們就要去尋找和奪取其它物質(zhì)的電子,使自己成為穩(wěn)定的元素??茖W(xué)家們把那種不配電子的原子、原子團(tuán)、分子或離子稱為自由基(free?radical,FR)或游離基(liberateradical)??????二、自由基是怎樣產(chǎn)生的:過(guò)去認(rèn)為自由基只在人體內(nèi)產(chǎn)生,現(xiàn)經(jīng)研究證明,外界環(huán)境中,許多物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),也會(huì)產(chǎn)生自由基。所以自由基存在的空間非常廣泛,種類也很多,對(duì)人體造成內(nèi)外夾
2、攻的威脅。????????1、在身體內(nèi)部產(chǎn)生的:(1)人體需要經(jīng)常飲水和攝入營(yíng)養(yǎng)食物,在體內(nèi)消化吸收,分解轉(zhuǎn)化,最后在細(xì)胞核內(nèi)的線粒體進(jìn)行氧化磷酸化,生成能量。在此過(guò)程中,可有一少部分氧轉(zhuǎn)化為自由基;(2)在體內(nèi)一些細(xì)胞成分和部分氧化酶類的氧化過(guò)程中及吞噬細(xì)胞、中性白細(xì)胞、單核細(xì)胞等,吞噬細(xì)菌或異物時(shí)皆可產(chǎn)生自由基;(3)人體內(nèi)組織器官嚴(yán)重?fù)p壞及休克時(shí),缺血性疾?。ㄈ缧募」H?、腦梗塞)組織缺血,經(jīng)治療血液再灌流時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量自由基。????????2、由外界環(huán)境產(chǎn)生的:(1)過(guò)度日光照射及放射線輻射等能使體內(nèi)水的化學(xué)鍵發(fā)生均裂,產(chǎn)生自由基;(2)吸煙能直接產(chǎn)生多種自由基,它對(duì)人體的危害,超過(guò)焦
3、油和尼古??;(3)汽車的尾氣,工業(yè)生產(chǎn)中的廢氣,煙囪冒出的煙及核爆炸等大氣污染;(4)日常生活中廚房中的炸炒、燒烤產(chǎn)生的油煙中也有自由基;(5)酗酒者大量的乙醇會(huì)使人體產(chǎn)生自由基;(6)化學(xué)制劑的大量使用,如農(nóng)藥、化肥、食品加工過(guò)程中添加的色素,還有某些化妝品也能使人產(chǎn)生自由基。??????三、自由基的種類:由于自由基產(chǎn)生的途徑不一,所以種類也很多,在人體內(nèi)主要的是氧自由基(oxygenfree?radical,OFR),?即不配對(duì)的電子在氧原子上的自由基。此類約占95%,如,超氧陰離子自由基(O2·)、羥自由基(·OH)、過(guò)氧化氫自由基(HO2·)、一氧化氮自由基(NO·)、二氧化氮自由基(
4、NO2·)、單線態(tài)氧('O2)等。此外還有脂質(zhì)的氧自由基,如脂質(zhì)過(guò)氧化自由基(??LO2·),脂質(zhì)烴氧自由基(??LO·)、脂質(zhì)過(guò)氧化氫(L00H?)等。脂質(zhì)過(guò)氧化氫,即所謂的過(guò)氧化脂質(zhì),是體內(nèi)天然的多價(jià)不飽和脂肪酸,經(jīng)自動(dòng)氧化反應(yīng)或觸酶反應(yīng)而產(chǎn)生的,其化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,但如果過(guò)多時(shí),也能攻擊細(xì)胞膜和蛋白質(zhì)。?????四、自由基對(duì)人體的生理作用及人體對(duì)自由基的生理調(diào)控:在正常情況下,人體內(nèi)產(chǎn)生的少量自由基,不僅不會(huì)造成對(duì)機(jī)體的傷害,而且是生理上必須的:???????1、許多物質(zhì)的生理合成要經(jīng)過(guò)自由基反應(yīng),如三磷酸腺苷的合成與水解,均有自由基反應(yīng)階段,參與能量的轉(zhuǎn)換;???????2、幫助免疫系統(tǒng)
5、消滅入侵的細(xì)菌;???????3、保證神經(jīng)興奮傳導(dǎo)時(shí)離子鈉、鉀的主動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)等。此外,在正常情況下,人體內(nèi)也不會(huì)有很多的自由基存在,因?yàn)榇蠖鄶?shù)的自由基是反應(yīng)快,壽命短,產(chǎn)生后消失快。同時(shí),人體內(nèi)也存在著控制自由基的系統(tǒng),如超氧化物岐化酶、過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化酶等起細(xì)胞內(nèi)防御作用的酶類,可以使活性氧自由基變?yōu)榛钚暂^低的物質(zhì),削弱它們的攻擊力;維生素E、維生素C、胡蘿卜素、還原性谷胱甘肽、多酚類、黃酮類、輔酶Q10和硒等一些抗氧化物,是作用細(xì)胞膜或在細(xì)胞外起防御作用。只要體內(nèi)的這些控制系統(tǒng)正常,就能控制自由基的產(chǎn)生量和不使其游離,對(duì)產(chǎn)生過(guò)多的也能及時(shí)清除掉或減弱其活性,以保持既能利用?自由基對(duì)生
6、理的作用,又不使其對(duì)人體造成損害。?????五??自由基對(duì)人體的危害作用:由于某種原因致體內(nèi)產(chǎn)生自由基過(guò)多,或因控制系統(tǒng)失調(diào)不能清除自由基,則自由基可攻擊細(xì)胞膜、脂質(zhì)蛋白、DNA等,造成組織損害、細(xì)胞膜破壞、淋巴細(xì)胞損傷、脂質(zhì)的過(guò)氧化增強(qiáng)和促進(jìn)血小板凝集等有害機(jī)體反應(yīng),有人稱此為自身氧化損傷(auto??oxidative???damage)。其所造成的主要病理?yè)p害有: ????????1、損傷細(xì)胞的脂質(zhì)膜:細(xì)胞是由兩層脂質(zhì)膜構(gòu)成,自由基能攻擊脂質(zhì)使之過(guò)氧化,致使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能障礙,細(xì)胞內(nèi)外的離子濃度差不能維持;同時(shí)細(xì)胞內(nèi)
7、的小器官線粒體、溶媒體、微粒體等的脂質(zhì)膜也受攻擊損害,致使能量的產(chǎn)生,蛋白合成等能力降低,以致整個(gè)細(xì)胞功能喪失.。????????2、使蛋白質(zhì)變性:超氧陰離子自由基(O2·)能使蛋白質(zhì)的S——S結(jié)合鍵斷裂,致使蛋白質(zhì)變劣化。自由基過(guò)多時(shí),可使有清除自由基作用的超氧化物岐化酶、觸酶、谷光甘肽過(guò)氧化酶等也失去活性。????????3、使細(xì)胞中的花生四烯酸游離,產(chǎn)生一系列前列腺素物質(zhì),其中的血栓素A2(