五、六、自由基与炎症、衰老

第二个模型是用免疫复合物损伤肺，SOD 对损伤有部分地抑制作用，明显减少白细胞 的聚集
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4.将H202注入大鼠气管出现炎症损伤、气 管通透性改变，肺泡水肿、纤维蛋白沉 淀和白细胞浸入。用过氧化氢酶可以抑 制这种损伤，而SOD则无此作用。因此， 说明H202，是损伤的直接原因。
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5. H202的毒性还与肾炎有关。 将PMA注射进大鼠肾主动脉，PMA可以活化 巨噬细胞产生大量氧自由基，引起急性肾损伤， 尿蛋白和肾小球内皮细胞严重损伤。加入过氧
1.吞噬细胞释放O2-· 等氧代谢物,直接作用周围组织
细胞使之受到损伤
被激活的吞噬细胞 H2O2、HO· 、1O2、 O2-· 、HOCI、
①直接损伤细胞膜
（红细胞） ② O2
靶细胞
·阴离子通道 靶细胞内
扩散
③H2O2
靶细胞损伤
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2.吞噬细胞释放自由基可使蛋白水解酶抑制 剂失活，从而提高蛋白水解酶活性，水解 组织蛋白，使组织成分受到破坏。
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实验：
1.SOD治疗角叉菜胶诱导的胸膜炎，可减少胸
腔积液和白细胞聚集。
2. SOD还可以使角叉菜胶诱导的脚掌炎症好转，
抑制关节炎，减少lgG在肾小球的沉淀，干扰
白细胞在肾小球炎症部位的积累。
4
3. 肺急性炎症损伤模型说明了SOD的抗炎作用
第一个模型中，将黄嘌呤和黄嘌呤氧化酶 注入大鼠气管内， 导致气管通透性改变和急 性损伤，用SOD可以抑制这一损伤。
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⑶反应迟钝、行动缓慢和适应能力低：
衰老致使肌肉萎缩和神经衰弱，出现行动迟
缓、反应不灵，对环境的适应能力也降低。
⑷心、肺功能下降：
血管硬化及其他心脏疾病导致心功能逐渐
降低。肺泡萎缩或肺气肿导致肺功能下降。
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⑸代谢功能失调：
衰老器官功能下降，代谢出现失衡。酶和激
素活力下降，致使代谢功能下降，并趋于紊乱。
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人类和动物的可能寿命(年)
生物种类 成长期 最大寿命 蜉蝣 — 朝生暮死 狗 2.0 10～15 马 5.0 20～30 乌鸦 70 鹞鹰 100～120 龟 175 鳄 300 人 20～25 100～150
（125）
生物种类 成长期 最大寿命 猫 1.5 8 牛 4.0 20～28 骆驼 8.0 40 鹦鹉 117 鲤鱼 150 象 150～200 鲸 300～400
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⑵记忆力、思维能力逐渐下降： 大多数人的记忆力在70岁以后大大下降， 对新近事物容易忘记。这主要是由于衰老过程 中大脑细胞大量死亡，有人估计成人每天可能 有10万个大脑细胞死亡。 人约有140～150亿个大脑细胞，足够享用一 生。 研究指出，常用脑的人记忆力和思维能力的 衰老都比不常用脑的人慢。
丙二醛
⑵蛋白质+丙二醛
交联
聚合物
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蛋白质 不饱和脂肪酸
ROS 自由基 O2 酶
脂质过氧化物
丙二醛+蛋白质聚合物
初级溶酶体
脂褐素
次级溶酶体
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三、自由基与免疫功能降低、老年病的发生
1.自由基与免疫功能降低
测不同年龄小鼠的免疫功能随增龄而降低 体液免疫老年小鼠只是青年小鼠的10% 细胞免疫老年小鼠只是青年小鼠的25% 认为免疫力的下降与自由基有关，故在食物中加 入自由基清除剂，观察是否能阻止免疫力的下降
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⑵过多摄入脂肪或增加食物中不饱和脂肪酸的量
可影响寿命
认为食物中不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸比值
为1.25~1.5最佳
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⑶增加食物中易氧化的氨基酸可降低寿命 实验动物：小鼠
实验组 Ⅰ组饲料中加入20%酪蛋白 实验结果
Ⅱ组Ⅰ组饲料中再加入1%组氨酸 寿命比Ⅰ组降低4.8% Ⅲ组Ⅰ组饲料中再加入1%赖氨酸 寿命比Ⅰ组降低6.2% Ⅳ组饲料中加入20%黄豆蛋白 寿命比Ⅰ组延长13.6%
第五章 自由基与炎症
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炎症：是机体受到有害刺激时所表现 的一系列局部的和全身的防御
性应答反应。
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下面的一些事实说明自由基在炎症发生过程中有一定 的作用：
1.多形核白细胞在吞噬时，能释放O2-· 等氧代谢物, 引起周围组织的炎症。 2.SOD主要在细胞内，细胞外液很少，细胞外的 O 2- · 得不到及时清除造成周围组织损伤。 3.SOD具有抗炎的作用,治疗类风湿性关节炎有 明显疗效
⑴皮肤松弛皱褶：
机体衰老
皮肤弹性降低
皮肤水分减少
皮下脂肪逐渐消失
皮肤发皱
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皮肤松弛和干瘪 结缔组织收缩
皮肤胶原蛋白交联增加
⑵毛发灰白与稀疏： 毛囊组织萎缩 减少 ⑶出现老年斑： 毛发得不到足够的营养 毛发色素 毛发灰白和脱发
老年斑是一种称为脂褐素的色素物质沉积在皮下而
形成的。脂褐素是丙二醛与蛋白质、核酸等起交联反 应而形成的复合物，而丙二醛是多不饱和脂肪酸的过 氧化产物。脂褐素为褐色脂溶性物质，细胞不能排除， 随年龄增加而不断积累，导致细胞衰老。
因此，不能很好地完成对机体的修补和更新过 程，在某些条件下还会引起多种代谢病。
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⑹免疫力下降：
免疫力下降易受病原体侵袭，有的还会产 生自身免疫现象，伤害自身组织细胞。 ⑺出现老年性疾病：
老年人会逐渐出现老年病，如高血压、心脑 血管病、肺气肿、支气管炎、糖尿病、肿瘤、 前列腺肥大和老年精神病(失眠、抑郁)等。
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⑷牙齿与骨质变质：

人到中年以后，由于牙根和牙龈组织萎缩，牙齿就 会松动，脱落。 进入老年期，骨质疏松变脆，易于发生骨折。 软骨变硬，失去弹性，使关节的灵活性降低，脊柱

弯曲，以致70岁时的身高较青壮年时期减少6～10厘
米，不少老年人还会出现驼背弓腰。
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⑸性腺及肌肉萎缩：
40岁以后，内分泌腺(特别是性腺)开始逐渐退化，发生 “更年期”的各种症状。 50岁后肌纤维逐渐萎缩，肌肉变硬，肌力衰退，易疲劳 和发生腰酸腿痛、腹肌变厚、腰围变大、动作逐渐变 得笨拙迟缓等。 男性在60岁以后前列腺增大，易引起排尿困难和膀胱病 变。
活性氧 溶酶体膜损伤 释放溶酶体酶 组织细胞损伤
可从清除或抑制自由基方面研究抗炎药物的作用机制， 寻找新的抗炎药物。如SOD
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第六章 自由基与衰老
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衰老：在生命过程中，随着年龄的增
加，整个生物体的形态、结构和功能
逐渐衰退，有机体死亡的可能性增大， 这一现象称为衰老。
Hale Waihona Puke Baidu15
衰老是一个正常而又十分复杂的生物学现 象，为了阐明衰老本质，揭示内在规律，人们 进行了长期研究，提出种种学说约300多种来 阐明衰老。
如：有害物质累积学说，内分泌功能减退学说，器 官功能减退学说，免疫衰老学说、大分子交联学说、 衰老的基因学说，微量元素学说、程序衰老学说、错 误成灾学说、神经-内分泌功能减退学说、端粒学说、 细胞凋亡学说、白由基衰老学说等等。
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衰老的特征 人体衰老的特征包括形体和生理功能两个方面的变化
⒈形体特征 全身逐渐呈现衰颓萎缩现象
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二、自由基与炎症介质的形成 1.自由基与花生四烯酸的代谢 花生四烯酸
环氧化酶
（ +）
PGG2
PGH2 PGE2
Lpo
白三烯
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2.自由基与趋化因子的形成
血浆中前趋化因子
实验：
O2-·
趋化因子
在血浆中加入黄嘌呤+黄嘌呤氧化酶 如再加入SOD，血浆中趋化因子减少
大量趋化因子
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3.自由基与溶酶体酶的释放
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一、衰老的自由基学说
1954年HarmaD提出衰老的自由基理论，55年
写出实验报告，56年在老年医学杂志上发表
实验：小鼠寿命24.5±6.8月
食物中加入0.5%2-巯基乙胺小鼠寿命27.6 ±4.1月
加入1%2-巯基乙胺小鼠寿命31.6 ± 6.8月
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测定不同年龄大鼠下列物质： 随年龄的增加 大鼠心肌线粒体 O2-· 、LpO 增高 血清 丙二醛增高 呼出气 乙烯、乙烷、丙烷增高 胞浆中 SOD活性降低
除，随年龄增加而不断积累，导致细胞衰老。 1.脂褐素的形成涉及到脂质过氧化物
⑴脂质过氧化物可与蛋白质、磷脂、核酸反应形成与脂褐素
相似产物 实验：脂质过氧化物+磷脂（蛋白、核酸） 脂褐素类似物
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⑵增加食物中不饱和脂肪酸的量，减少VE含量
导致脂褐素增加 ⑶动物饲料中加入VE，脂褐素减少 2.脂褐素形成机制 ⑴不饱和脂肪酸 ROS O2 脂质过氧化物
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人类的最高寿命能达到100～150岁。但是
由于受多种因素的影响，极少数人能活到最高
寿命。事实上，目前能活到100岁的人也为数
不多。根据1993年WHO公布的调查结果，日
本人的平均寿命最长，男性为76.5岁，女性为 83岁。中国人在1980年的平均寿命，男性为 69岁，女性为71岁。 最长寿者122岁法国人
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⑹血管硬化： 构成血管组织的胶原蛋白交联增加而变性，血管变
硬，弹性降低，管腔变窄。
⑺肺和气管： 由于呼吸系统弹性组织萎缩，老年人的肺泡容易萎 缩或消失，形成肺气肿；支气管组织萎缩，弹力减弱， 容易遭细菌感染而发生支气管炎
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⑻细胞结构：
衰老细胞的细胞质基质均一性下降，线粒体
损伤且数目减少，细胞膜的酶活力下降。
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实验：饲料中加入0.25%左旋咪唑 VE
免疫力
免疫力
2-巯基乙胺 丁羟基甲苯

自由基对免疫系统的作用机制
⑴自由基可抑制免疫细胞的分裂 ⑵自由基可修饰免疫细胞的表面受体 ⑶自由基可修饰淋巴因子
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2.自由基与老年病的关系
自由基与多种老年病的发生有关，如肿瘤、动
脉硬化、糖尿病、白内障、高血压、老年性痴
呆等等。
老年细胞可出现淀粉样沉淀，认为是自由
基作用于蛋白质形成的，如用羟基茴香醚、二
甲基亚砜均可抑制淀粉样蛋白沉积。
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四、自由基与药物、饮食对动物寿命的影响
动物界:♀比♂寿命长约11.5%
人类:女性比男性寿命长约3-5岁 1.自由基与药物对动物寿命的影响
实验:小鼠从配种到断奶饲料中加入2-巯基乙胺
测定12种灵长类动物SOD活性，寿命越长，SOD活性越高 测定谷胱甘肽过氧化物酶活性，随年龄的增加而降低 测定血浆、白细胞中Vc、VE随增龄而减少
由此可见随增龄清除自由基的物质在减少，清除ROS 能力降低，ROS增多，故认为衰老与自由基有关
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二、自由基与脂褐素（脂褐质、老年色素）的形成
脂褐素：为褐色、脂溶性的、颗粒状物质，细胞不能排
⑼核酸分子：
染色体DNA交联，端粒DNA变短，某些基因
甲基化水平降低；线粒体DNA突变。
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⒉功能特征
形态变化必然导致相应的功能改变，表现为器官机 能下降，精神面貌萎靡，反应能力迟缓等。
⑴视力、听力降低： 眼和耳的功能随着全身的衰老而下降，其下降的 速度随年龄及个体差异略有不同。一般人在50岁左右 感到“眼花”，需配戴花镜，有的人在70～80岁后 眼球玻璃体(晶体)变浑浊，发生白内障。
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C57BL/6J小鼠 平均寿命：对照组：24.9±0.9个月 增加20% 实验组：29.9±1.4个月 最长寿命：对照组：31.5±0.05个月 增加21% 实验组：38.2±1.4个月
两个实验组患自发性淋巴瘤的发生率均低于对照组
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实验动物：大鼠 实验方法：青春期短期限食 实验分组：Ⅰ组为对照组自由摄食 Ⅱ组为食物限制组，摄入热量为对照组的40% Ⅲ组只在4.5~6月龄之间的1.5个月限食 Ⅳ组从6月龄开始限食 结果:与自由摄食的对照组相比，其它各组的平均寿命 和最高寿限都有所增加， Ⅱ组增加最多。 Ⅳ组与Ⅱ组结果相似 Ⅲ组平均寿命和最高寿限延长15% 青年动物短期限食也能延长寿命，可能在基因组水平被编码记忆 并保持在整个生命过程中
化氢酶可以完全抑制与白细胞有关的肾小球损 伤。说明H202直接或间接引起急性肾小球损伤。
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6.用铁螯合剂去铁敏或HO· 自由基清除剂二甲基 亚矾能明显保护免疫复合物引起的肺组织损伤， 表明HO· 自由基的产生，在炎症反应组织损伤 时发挥一定作用。

以上实验证实在炎症发生过程中有ROS参加
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一、在炎症反应中，自由基使细胞及组织损伤机制
♀ ♂小鼠寿命一样长,并且均延长. 体外培养人体肺细胞一般分裂50次均衰老死亡 如加入VE可分裂120次 由此可见,清除自由基的药物可延长寿命
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2.自由基与饮食对动物寿命的影响
⑴限食可延长寿命
实验证实减少热量摄入增加大、小鼠的平
均寿命和最高受限并降低肿瘤的发生率。
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实验动物：BIOC3F1和C57BL/6J系雄性小鼠 方法：断奶后自由摄食12~13月龄开始实验，设 实验和对照两组，实验组热量摄入为对 照组的60%~70% 结果： BIOC3F1小鼠 平均寿命：对照组：33.0±0.1个月 实验组：36.9±0.7个月 增加12% 最长寿命：对照组：40.6±0.5个月 增加11% 实验组：45.1±0.6个月