自由基与延缓衰老

自由基与延缓衰老
摘要：本文着重介绍了自由基与衰老的相关性以及抗氧化与延缓衰老的关系。

自由基攻击生物膜多不饱和脂肪酸、dna、蛋白质和其他生物大分子引发的氧化损伤是导致机体老化及许多老年病
的主要因素。

关键词：自由基衰老清除剂
人类为什么会衰老，这是国内外生物学家与医学家关注的热点问题。

关于衰老有许多种学说，如dna损伤学说、交联学说等等。

研究显示：人体衰老主要是人体的修复系统有缺陷或功能的减退。

目前具有本源性解释的衰老机制是自由基学说。

人体内过多的自由基是引起老化的“元凶”。

一、自由基的概念及自由基学说
1、自由基及其种类
自由基是指含有一个或一个以上未配对电子的基团。

它可以将未配对的电子提供给另外的分子，也可以接受其他分子的电子，还可以将未配对的电子与另外分子中未配对的电子共用，因而具有很高的反应活性，在生物体内进行速度极快的链反应。

机体内的自由基主要有超氧自由基（·o2ˉ）、羟自由基（oh·）、氮氧化物自由基（no2·）、脂质过氧自由基（roo·）、过氧化氢自由基（ooh·）等。

自由基反应可产生于体内，也可由外源性物质作用于机体而产生，如空气中的no2、烟草烟雾、煤烟、汽车尾气、有毒废物、杀虫剂、除草剂、电离辐射、紫外光照射、药物和其他化
学物。

2、衰老的自由基学说
自由基生物学是最近20年来迅速发展的一门新兴学科。

衰老的自由基学说认为，随着年龄的增长，机体组织的衰退性变化是由自由基的副作用引起的。

可概括为几点：
（1）需氧生物体内的自由基是生命活动所必需的。

但当它积累过多时，将会危害细胞或亚细胞，造成生物大分子破坏和膜损伤。

（2）生物体内有一套精致的抗氧化系统来消除自由基，通过减少积累和消除过多两方面保护细胞不受伤害。

（3）自由基的产生与利用或消除之间达到动态平衡使生命活动正常进行。

一旦由于内因或外因打破这种平衡，自由基危害不能控制，就会引起衰老或老年性疾病。

二、自由基与衰老
1．自由基的生成与清除
机体在正常生命活动中会产生·o2ˉ、oh·、ooh·、roo·等。

它们在人体代谢中有着重要的作用，如线粒体和微粒体的氧化还原反应，白细胞对病原体及肿瘤细胞的杀伤作用均需·o2ˉ参与。

正常情况下，机体的防御系统—抗氧化酶（如超氧化物歧化酶sod）和抗氧化剂（如ve）可清除自由基而不会造成危害。

2．自由基在衰老发生发展中的作用
随着年龄增长,体内的sod、谷胱甘肽过氧化物酶（gsh-px）和过氧化物酶（cat）活性降低，这将导致机体清除自由基减慢。

而
许多因素如紫外线、香烟烟雾、环境污染物等都会诱发自由基的产生。

过多的的dna、蛋白质和脂类的损伤，从而导致细胞衰老或死亡。

（1）脂褐素的形成
自由基性质活泼，且极不稳定，尤其是·o2ˉ和oh·，它们是最活泼也最具危害的自由基，可以与相邻的任何生物分子起反应。

过量的·o2ˉ和oh·氧化细胞膜中不饱和脂肪酸引起脂质过氧化、交联、聚合形成脂褐素。

脂褐素在皮肤细胞中堆积，形成老年斑；在脑细胞中堆积，引起记忆减退甚至导致老年性痴呆症；在心肌细胞中堆积，心脏功能减退。

（2）线粒体dna突变
人类线粒体dna（mtdna）为一环状双链超螺旋dna，与核dna （ndna）相比，无组蛋白保护且缺乏有效的修复系统，因此其突变率比ndna高10～100倍，任何突变都可能造成重要功能的病理性变化。

·o2ˉ和oh·能与mtdna分子中的胸腺嘧啶、尿嘧啶、鸟嘌呤等发生反应，引起mtdna的碱基替换、重组或片段缺失，造成生殖细胞与体细胞mtdna突变。

（3）诱导细胞凋亡
机体细胞死亡的方式有坏死与凋亡。

坏死是指在某些因素的影响下组织细胞代谢的终止；凋亡是指细胞程序化死亡。

细胞的衰老性死亡就是细胞凋亡。

·o2ˉ和oh·等主要产生于具有重要功能、高度活性、耗氧量高的细胞如神经细胞、心肌细胞及内分泌细胞内，
并造成过量积累，它们攻击生物大分子，导致dna、蛋白质、膜的损伤，诱导细胞凋亡。

（4）蛋白质合成减少
自由基通过其强氧化作用对核酸进行氧化和交联，使dna发生断裂、突变，从而影响遗传信息的正常转录和翻译，使蛋白质表达量降低甚至消失，或者产生突变蛋白质。

而蛋白质合成减少正是老年性记忆减退、智力障碍及肌肉萎缩的重要原因。

三、延缓衰老与自由基清除剂
延缓衰老是机体发育成熟以后继续延长生命不可缺少的要素。

通过各种途径，特别是通过药物或食品营养的合理搭配，提高抗自由基的能力，对延缓衰老具有重大意义。

传统医药中的人参、三七、山楂、银杏、虫草、灵芝、丹参等均有“延年益寿”的作用。

自由基可以由很多渠道产生，同样也有很多物质可以清除，这些清除剂主要是酶和抗氧化剂。

1、酶类属于酶类的自由基清除剂有sod、cat及gsh-px等。

sod 是一大类重要的抗氧化金属酶，包括两种同工酶：cuznsod和femnsod，能使·o2ˉ歧化成h2o2而被清除。

反应式如下：2·o2ˉ+2h+→h2o2+o2cuznsod分布于胞浆中，而femnsod分布在线粒体中，分别清除胞浆和线粒体中产生的·o2ˉ，从而有效地阻止脂质过氧化，抑制脂褐素的形成，具有消除老年斑、预防癌症、延缓衰老的作用。

2、抗氧化剂抗氧化剂是指具有清除自由基能力的物质。

人体内
的ve和vc是最重要的自由基清除剂。

（1）维生素eve是真正用于人类抗衰老的药物。

在体内外均有很强的抗氧化作用，其分子中的酚羟基极易被氧化，能清
除·o2ˉ、·oh、roo·等自由基，从而保护不饱和脂肪酸、巯基化合物免遭破坏，维持膜的完整性及巯基酶的活性；抑制过氧化脂质的生成，预防低密度脂蛋白胆固醇（ldl）导致动脉硬化的作用；保护细胞内cat和gsh-px的活性，减少脑组织、心肌细胞中脂褐素的形成。

此外ve还能保护免疫细胞免受自由基的损伤，有推迟免疫系统衰退的作用。

（2）维生素cvc是一种水溶性维生素，广泛存在于新鲜果蔬中。

其作用源于它的还原性，能够有效清除·o2ˉ、·oh和h2o2，抑制脂褐素的生成，并能促进胶原蛋白的合成，增加皮肤弹性，减少皱纹。

此外vc还有促进抗体生成、胆固醇转化以及儿茶酚胺的合成等作用。

（3）β-胡萝卜素是大约600种已经确知结构的类胡萝卜素中的一种，由于其分子中存在共轭多烯结构，均有很强的抗氧化功能。

可抑制ldl的氧化进而防止动脉粥样硬化的形成。

也是单线态氧、过氧自由基的强力清除剂。

此外,自由基清除剂还包括辅酶q10、谷胱甘肽（gsh）、类黄酮、一些植物色素和其他植物多酚等。

随着科技的发展，科学家已经能够测定人体内正在进行的dna、蛋白质和脂质的氧化损伤及修复和损伤之间的平衡，从而获得适宜
膳食抗氧化剂摄入量的信息，将自由基对机体的伤害降低到最低程度，从而达到延缓衰老的目的。

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