自由基生物学简史.
生物物理学：4.第四章 自 由 基 生 物 学
（7）脂类过氧化作用
自由基链锁反应的最好例子是脂类过氧化作用。 生物膜中含有多种不饱和脂肪酸。如细胞膜、线 粒体膜、溶酶体膜和内质网膜等，它们均含有种类繁 多的不饱和脂肪酸，其特点是：当有自由基和氧存在 时，就发生氧化变质，经常伴有一股难闻的酸败气味， 并且使得食物不可口。这是食品过期变质的原理。
H2O _______紫 外 线 _______H· + OH· 羟自由基可与机体内的有机物发生一系列的氧化 还原反应，导致机体损伤，突变，甚至死亡。这就 是紫外线杀菌的原理。
(4）氧化还原反应
氧化还原反应过程中产生的电子转移也可形成自由 基。
机体的生命活动离不开能量，这种能量主要由 营养物质来提供，生物体可将营养物氧化还原而自 控地提供能量，这一过程产生了大量的电子，但是 ，电子可通过生物体的电子传递链有序地传递而产 生少量的自由基中间产物，从而避免了大量的自由 基对机体本身的伤害。
（6）链锁反应
有时，一个自由基的反应产物成为另一个自由基反 应的底物，从而引起一系列的自由基链式反应，称为 自由基的链锁反应。自由基链式反应包括三个阶段， 即引发、增长和终止阶段。其过程如下：
A-A _______ 2A·
（引发）
A· + B-C ______ A-B + C·
C· + A-A ______ A-C + A· （扩展）
(2).单分子自由基反应 不稳定的自由基分子本身发生的碎裂和重 排反应.
（2）夺氢反应
这是非常普遍的自由基反应，也是自由基致衰老 的主要原因。
R·+ A-H _________R-H + A·
夺氢反应在自由基清除剂的反应中也很重要，如 硫醇类有机物（大蒜、姜、葱等具有辛辣味的蔬菜中 富有）含有-SH基团，在溶液中可与自由基发生包括 夺氢反应在内的一系列反应：
自由基与人类疾病
自由基与人类疾病
陈新民
【期刊名称】《福建医药杂志》
【年(卷),期】1990(12)5
【摘要】自由基生物学是近年来发展起来的一门新兴边缘学科。
自由基在生物体系中的作用已成为许多学科感兴趣的研究课题,现就自由基生物学、自由基与疾病以及自由基清除剂作一简要介绍。
一、自由基生物学自由基(free radical)又称游离基,具有未配对电子的原子或原子团,故未配对电子的离子、分子也是自由基。
就氧自由基而论,人体氧代谢过程中会产生一些氧自由基,也称活性氧,包括超氧阴离子自由基(O_之^-)、羟自由基(·OH)、过氧化氢(H_2O_2)和单线态氧(·O_2)4种。
首先形成的是O_之^-,
【总页数】2页(P49-50)
【作者】陈新民
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】R363
【相关文献】
1.自由基的基础与临床专辑（二）肝、胆、胰疾病与自由基 [J], 魏文汉
2.自由基的基础与临床专辑（二）肾脏疾病与自由基 [J], 魏文汉
3.自由基的基础与临床专辑（二）皮肤疾病与自由基 [J], 林洁
4.自由基的基础与临床专辑（二）抗氧化维生素对自由基诱发疾病的治疗 [J], 曾美麟
5.自由基的基础与临床专辑（二）自由基所致疾病的一般性预防 [J], 潘福堂因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
百科知识：《自由基》介绍
【导语】关注健康和长寿的⼈，应该听说过⼀帮“坏⼩⼦”的⿍⿍⼤名—⾃由基。
那么什么是⾃由基呢？下⾯就让来详细给⼤家介绍下，欢迎阅读！ ⽆处不在⾃由基 在由原⼦组成的世界中有⼀个特别的法则：只要有两个以上的原⼦组合在⼀起，它们的外围电⼦就⼀定要配对；如果不能配对，它们就只得靠“掠夺”别的电⼦使⾃⼰变得安稳。
在化学中，这种现象被称为“氧化”，这种有着不成对电⼦的原⼦或分⼦叫作⾃由基。
⾃由基的种类⾮常多，存在的空间相当⼴泛，可谓⽆处不在。
在⽣物体系中遇到的⾃由基主要是氧⾃由基，通称活性氧（ROS）。
这些活跃的⾃由基就像社会中的未婚青年⼀样，如果总也找不到理想的伴侣，就可能成为社会中的不安定因素。
如果⼀位单⾝⼩伙⼦有幸遇到了另⼀位单⾝⼥性，并最终结为夫妻稳定下来，后者就可以被称为“⾃由基清除剂”或“抗氧化剂”了。
⼈体内部就存在抗氧化剂，如性激素、辅酶Q10、超氧化物歧化酶（SOD）等酶类和维⽣素C、维⽣素E、β-胡萝⼘素和硒等；其中，维⽣素C和维⽣素E被誉为“⾃由基清道夫”，它们具有平衡⾃由基或者说清除多余⾃由基的能⼒。
每个⼈体内都免不了会产⽣⾃由基，因为⼈体新陈代谢需要通过氧化反应产⽣能量，这些氧化反应就是⾃由基的重要来源。
⼈体在运动时需要更多的能量⽀持，机体对氧的摄取和消耗都会增加，体内⾃由基也将因此成⽐例增加；⼈体在极端不良情绪下，如愤怒、紧张、恐惧时等，也会产⽣⾃由基。
另外，外界环境中的紫外线辐射、X射线、电磁波、酒精、药物、空⽓污染、农药以及吸烟等因素都会使⼈体产⽣更多的活性氧⾃由基。
总之，⾃由基可谓⽆处不在，其来源于两个渠道：⼀是在机体本⾝氧化代谢过程中不断产⽣；⼆是因环境污染、辐射和不良⽣活习惯等产⽣。
惹事的“坏⼩⼦” ⼈类⽣存的环境中充斥着不计其数的⾃由基，我们每天都要遭到⾃由基成千上万次攻击。
这种攻击的途径是多⽅⾯的，既有来⾃体内的，也有来⾃外界的。
如炒菜时产⽣的油烟中就有⾃由基，家庭主妇、厨师等患肺部疾病和肿瘤的概率因⽽远远⾼于其他⼈；此外，吸烟也是产⽣⾃由基的⼀⼤因素。
自由基学说
自由基学说又称自由基衰老理论，是由“衰老的自由基学说”之父德纳姆·哈曼(Denham Harman)在1956年提出并发布在《美国老年医学杂志》(The Journal of Gerontology)上。
他发现自由基是破坏生物大分子的原因，是导致细胞衰老和机体衰老的主要原因，他认为衰老过程中的退行性变化(指的是组织细胞发生的变性、坏死等病理改变)是由于细胞正常代谢过程中产生自由基的有害作用造成的。
起初很多科学家不愿接受他的理论，但是到了二十世纪80年代，人们认识到自由基引起的氧化应激与癌症，心血管疾病，中风和阿尔茨海默症等多种疾病有关。
关于自由基的详细介绍
自由基要点自由基理论的产生机理及来源自由基对机体活动的影响自由基清除剂的基本概念随着生命科学的飞速发展，英国人Harman于1956年提出了自由基学说。
该学说认为，自由基攻击生命大分子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因，其中的观点被越来越多的实验所证明。
自由基（Free radical）是人体生命活动中各种生化反应的中间代谢产物，具有高度的化学活性，是机体有效的防御系统，若不能维持一定水平则会影响机体的生命活动。
但自由基产生过多而不能及时地清除，它就会攻击机体内的生命大分子物质及各种细胞器，造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。
近年来，国内外对自由基及自由基清除剂的研究十分活跃，在各类食品科学、生命科学及医学书籍上都有许多关于自由基及其清除剂的研究报道，自由基清除剂作为功能性食品的重要原料成分之一，通过人们日常消费的食品来调节人体内自由基的平衡，已受到食品营养学家的广泛重视。
第一节自由基理论一、自由基的产生机理及来源自由基又叫游离基，它是由单质或化合物的均裂（Homdytic Fission）而产生的带有未成对电子的原子或基团。
它的单电子有强烈的配对倾向，倾向于以各种方式与其他原子基团结合，形成更稳定的结构，因而自由基非常活泼，成为许多反应的活性中间体。
人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。
氧自由基占主导地位，大约占自由基总量的95%。
氧自由基包括超氧阴离子（O2－·）、过氧化氢分子（H2O2）、羟自由基（OH·）、氢过氧基（HO2－·）、烷过氧基（ROO·）、烷氧基（RO·）、氮氧自由基（NO·）、过氧亚硝酸盐（ONOO－）、氢过氧化物（ROOH）和单线态氧（1O2）等，它们又统称为活性氧（reactive oxygen species，ROS），都是人体内最为重要的自由基。
自由基的发现和发展
自由基的发现和发展
自由基是一种高度反应性的分子或原子，它们具有一个不成对电子。
自由基可以通过化学反应或辐射等方式产生。
在过去的几十年中，科学家们对自由基进行了广泛的研究，发现自由基在生物学、化学和环境科学中都具有非常重要的作用。
自由基的研究起源于化学领域，最初是为了探索自由基反应和机理。
后来，研究人员发现自由基在生物学中也是非常重要的。
自由基可以通过氧化反应损伤细胞和组织，从而导致许多疾病的发生，如癌症、心血管疾病和老年痴呆等。
因此，许多研究都致力于研究如何通过抗氧化剂来抵消自由基对人体的损害。
自由基还对环境科学具有重要意义。
自由基能够参与空气污染和水污染的形成和分解过程。
科学家们正在研究如何利用自由基技术来净化水和空气，以改善环境质量。
自由基的研究也推动了许多技术的发展。
例如，MRI技术利用自由基来产生信号，从而得到人体内部的图像。
此外，自由基技术还被应用于化学合成、材料制备和能源储存等领域。
总之，自由基的发现和发展对多个领域都产生了深远的影响，它们的研究成果也将继续推动科学和技术的进步。
- 1 -。
自由基的基本知识PPT课件
LOO· + L·→ LOOL（过氧化脂质）
LOOL → LO· + ·OL（氧化脂质自由基）
↓
可以损伤蛋白质、核酸、糖类、生物膜
-
22
抑制
L· + O2 → LOO·
LOO·+ LH → LOOH（脂质氢过氧化物）
LOOH 歧化 酮 + 醇
反应终止
在反应体系中加入氧可判断是否为自由基反应
① 测速度
H+ +OH-
H2O - H·+ ·OH
12
2.自由基的特征：具有未配对的电子 自由基的表示方法： 在分子式右上角加一个黑点 ． 如H· ·OH
3.自由基的特点：极不稳定、寿命很短、 性质活泼
-
13
二、 自由基的产生
1.共价键的热分解 如：过氧化二苯甲酰 △
2苯甲酰自由基
易进行热分解的共价键：
过氧化物 ROOR ROOH
是一门内容丰富的交叉学科，它涉及物理、化 学、生物、医学等多种学科领域．
-
3
一、自由基生物学的诞生
自由基（游离基）：具有未配对电子的原
子、原子团或分子。
如：H· 氢自由基
·OH 羟自由基
·CCI3 三氯甲烷自由基 L· 脂质自由基
LO· 氧化脂质自由基
LOO· 过氧化脂质自由基
-
4
1900年 三苯甲基自由基 确定了自由基的概念 1929年 寿命更短的甲基自由基和乙基自由基 1937年 认识到白由基作为化学实体参加化学反应
-
6
二、自由基的生物学意义
在正常的生命过程中自由基是维持生命所必需 的，但它对生物大分子具有损伤作用。故机体在 不断产生自由基的同时又在不断清除，维持动态 平衡。如果平衡失调就会导致细胞衰老活细胞损 伤，引起疾病。
自由基
氧化应激与抗氧化治疗一、自由基生物学研究的历史自由基是含有未成对电子的原子、原子团或分子。
自由基是维持正常生命所必需的物质，自由基反应是能量代谢的基础，部分自由基是细胞内重要信号分子，自由基也是生物大分子、细胞的危险杀手[23]。
生理情况下，体内自由基不断产生，也不断被清除，使之维持在一个正常生理水平上，自由基过多或过少均会给机体造成不利影响甚至伤害。
生物体内自由基类型有很多，例如半醌类、氧、碳和氮自由基等，其中研究比较多的是氧自由基和氮自由基。
氧自由基包括超氧阴离子、单线态氧和羟自由基，因过氧化氢等在生物学作用上与氧自由基类似，常把氧自由基和过氧化氢等共称为活性氧。
从自由基被发现到进入医学生物领域，先后经历了几个重要阶段。
1775年，英国化学家发现了氧气，人们知道氧气是人体所必需的物质，后来人们逐渐认识到氧气的毒性作用，但没有认识到自由基存在。
1900年以前，人们对自由基的认识很局限，认为是化学反应过程可能存在的一类活性分子，但也只是停留在理论推测上。
1900年Gomberg成功制备出可以独立存在的自由基三苯甲基，才真正认识到自由基是可以独立存在的物质。
但这个阶段人们并没有把自由基与生物学联系起来。
上个世纪五六十年代，辐射生物学的研究，证明自由基可导致机体损伤，才启动了自由基生物学。
但此时仍没有意识到机体内存在自由基。
1969年，美国学者McKord和 Fridovich发现了SOD，才使人们认识到自由基是机体的组成成分。
1973年，Babior等证明了炎症反应与自由基的关系。
1981年，Granger等证明了缺血再灌注损伤与自由基的关系，才引起了自由基生物学的研究高峰。
这时，人们普遍认为，自由基是造成组织细胞损伤的元凶，能清除自由基的物质可以治疗各类自由基引起的损伤。
一直到现在，仍有一些人坚持这样的错误观点。
随着研究的深入，人们逐渐认识到，自由基不仅可引起机体损伤，也是生物活性物质，具有重要的生理作用。
自由基概论——精选推荐
前言§1.1 自由基概论自由基学说是英国学者Harman[1-4]于1956年最早提出的，该学说认为自由基攻击生物大分子造成组织损伤，是引起机体衰老的主要原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要原因。
自由基（free radical）具有高度的化学反应活性，是人体生命活动中多种生化反应的中间代谢产物。
在正常情况下，人体内自由基处于不断产生和消除的动态平衡中。
适量自由基的存在对机体正常代谢的维持是必不可少的，其主要作用如下：[5]1.增强白细胞的吞噬作用，提高杀菌效果;2.参与肝脏的解毒作用;3.参与多种物质的合成，如前列腺素，凝血酶原等;4.参与核糖核苷的还原。
但在自由基产生过多或消除过慢时就造成自由基在体内的积累，它通过攻击大分子物质及各种细胞器，从而造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体衰老进程并诱发各种疾病。
§1.1.1自由基的产生细胞在正常的代谢过程（如细胞内酶的催化活动、电子的传递过程、细胞成分的自动氧化以及杀死微生物的吞噬作用）中，或者受到高能辐射，以及由于高压氧、药物（抗癌药、抗菌素、杀虫剂和麻醉剂等）、香烟烟雾和光化学空气污染物等作用，都会刺激机体产生活性氧自由基，表1概括了机体内活性氧自由基的产生途径[5]。
表1 自由基产生途径物理因素 A. X-ray→水解裂→H·+OH→+O2→O2· -B. 光电离→R·→+O2→O2· - +H+→+O2→O2· -+RC光激发→+O2→O2·化学因素 A. 无机的：M+ +O2→M2++O2· -B. 有机的：RH +O2→R·+O2· - +H+→+O2· -+R生化因素 A. 酶催化(正铁血红蛋白Fe2+) +O2→(正铁血红蛋白Fe3+) +O2· -B. 酶催化（1）膜酶：线粒体，微粒体和脂膜（2）可溶酶：胞外酶（如血浆铜蓝蛋白酶）胞内酶（如黄嘌呤氧化酶、过氧化物酶等）机体内自由基的产生以酶催化反应最为重要。
第一讲 自由基概述
1、超氧化物歧化酶（SOD）作用
• SOD属于金属酶，理化性质不仅取决于 蛋白质部分，还取决于结合到活性部分 的金属离子。 • 生物体中的 SOD 有三种 Cu，Zn-SOD， Mn-SOD Fe-SOD。 • 这些酶都催化O2·¯ 歧化为H2O2与O2，有 重要的生物学意义。
• SOD是催化O2-歧化反应的酶类，这 种歧化反应属于自身氧化还原反应， O2-的歧化反应在H-存在下，经SOD 催化，一半 O2 - 氧化为O2，O2- 的另 一半还原为O22-。
• 同时科学家也认为，维生素Ｃ在 保护ＤＮＡ的同时，也具有伤害 ＤＮＡ的能力。
新的研究表明维生素C也具 有可怕的化学副作用
• 在破坏自由基的过程中，维生素C转变成 了维生素C自由基。如果附近有某种金属 离子，那么维生素C自由基就能将脂类氢 过氧化物转变成基因毒素（genotoxins）。 基因毒素会改变DNA的碱基对，从而破坏 DNA精细的密码。 • 研究人员发现每日补充进200毫克的维生 素C就能刺激可疑的基因毒素的形成。
自由基研究历史
• 1900年Gomberg发现稳定自由基三苯甲基， 以这一发现为标志，人类开始了自由基的 研究。 • 1931年，卡拉斯克(Kharasch)即 Mago发 现自由基导致的连锁反应，揭示了其多变 性及破坏性。 • 1982年国际自由基研究医学会在伦敦成立， 每年召开年会，为 医学揭开疾病之谜。
• 用 SOD 胶囊一个疗程后的人群：有针对性的疗 效结果除外,99% 以上人员有如下反应效果.
• 1、感冒症状基本消失，无须服药，休息即恢复。
• 2、饭量增加、精力旺盛。
• 3、便通，改善睡眠。
• 4、皮肤洁白光亮，富有弹性。 • 5. 基本没有感觉疲劳的存在. • SOD是一种新型的蛋白类药用酶，其大剂量对人 体也无负作用，是很有潜在的实际价值价。
自由基的相关资料
超氧化物歧化酶(SOD)近年来，随着中国人民物质生活水平和对生活质量的要求不断提高，人们对保健知识的需求也与日俱增，近一段时间内，在有关保健知识的传播中，一个新的名词--自由基出现的频率越来越高，保健用品中、化妆品中、烟草中、日常食品中等…..那么，究竟什么是自由基，它与我们人类的健康有什么关系呢？简单的说，在我们这个由原子组成的世界中，有一个特别的法则，这就是，只要有两个以上的原子组合在一起，它的外围电子就一定要配对，如果不配对，它们就要去寻找另一个电子，使自己变成稳定的物质。
科学家们把这种有着不成对的电子的原子或分子叫做自由基。
自由基非常活跃，非常不安分。
就象我们人类社会中的不甘寂寞的单身汉一样，如果总也找不到理想的伴侣，可能就会成为社会不安定的因素。
那它是如何产生的呢？又如何对人的身体产生危害的呢？早在上个世纪末90年代初期，中国大陆对自由基的认知来自于北京卷烟厂在出口产品定单中外方产品的要求，外方，尤其是日本提出，吸烟危害人体健康，不仅仅是尼古丁、焦油，还有一种更厉害的物质是自由基。
当一个稳定的原子的原有结构被外力打破，而导致这个原子缺少了一个电子时，自由基就产生了。
于是它就会马上去寻找能与自己结合的另一半。
它活泼，很容易与其他物质发生化学反应。
当它与其他物质结合的过程中得到或失去一个电子时，就会恢复平衡，变成稳定结构。
这种电子得失的活动对人类可能是有益的，也可能是有害的。
一般情况下，生命是离不开自由基活动的。
我们的身体每时每刻都从里到外的运动，每一瞬间都在燃烧着能量，而负责传递能量的搬运工就是自由基。
当这些帮助能量转换的自由基被封闭在细胞里不能乱跑乱窜时，它们对生命是无害的。
但如果自由基的活动失去控制，超过一定的量，生命的正常秩序就会被破坏，疾病可能就会随之而来。
所以说自由基是一把双刃剑。
认识自由基，了解自由基对人体的作用，对健康十分必要。
编辑本段存在空间自由基与疾病(3张)这种缺少了一个电子，而又非常活跃的原子或分子的自由基，存在空间相当广泛。
自由基生物学
统，让O2·-再产生另一个便于检测的反应， 通过检测SOD对这个反应的抑制程度间接 计算SOD活力。
6.2 活性氧
概念 O2的代谢产物及其衍生的活性物质，
统称为活性氧 (reactive oxygen species,ROS 或OFR) 。如:、·OH、H2O2、氢过氧基 (HO2·-)、烷氧基(RO·)、烷过氧基(ROO·)、 氢过氧化物(ROOH)等。
氧及其衍生物
天然存在的氧分子是自由基，含有2个不配对 的电子，分别位于不同的π*反键轨道上，有 相同的自旋量子数（自旋平行），这是氧的最 稳定的状态，称为基态氧（ground state）;
活泼形式的氧称为单线态氧，是基态氧接受了 能转变成的，有2种形式，1ΔgO2状态比基态 氧的能量高93.7kJ，1Σg+O2更活泼，比基态氧 的能量高156.9kJ；这两种单线态氧都已不存 在自旋限制，氧化能力大大增加。
当共价键异裂时，一个原子接受了成对电子， 如水异裂生成H+和OH-，由于都不存在不配对的电
子，故不是自由基。
6.1.1 自由基的产生
自由基可以通过共价键均裂产生，也可以通过 电子俘获产生。例如：CH4、CCl4
共价键化合物解离有两种方式：一是异裂；二 是均裂，其产物是自由基。 共价键解离的供能方法：热解、光解、辐射作 用、氧化还原偶联反应等。
利用这些方法系统地研究了氧自由基 和一氧化氮自由基的性质、生物功能和疾 病的关系，特别是在炎症、心脑缺血再灌 注损伤和神经退行性疾病中的作用。
4.自由基与医学的关系
从射线产生自由基及其具有顺磁性和 近年来对活性氧的研究得出结论：许多病
理过程，包括辐射损伤、衰老、毒物作用 及心血管疾病中的一些环节等，都和自由
06.1自由基1
● 2003年2月28日，中国上海科学院上海有机化学研究所的蒋锡夔院士率
领的科研小组获得了连续4年空缺的中国自然科学界科研成就最高奖 项——中国国家自然 科学 界认为是导致宇宙间生命现象形成的基本作 在 生命过程中和人类的疾病、衰老等息息相关。 用力之一：“自由基” 科学一等奖。奖项项目是：有机分子簇集和自
(六)自由基与炎症
关于机体发炎的机理，有人认为局部氧量过少或某些外来物
质(包括病原菌和能量)引起溶酶体酶的释放而造成细胞死亡，
这些白细胞由于特殊代谢剌激物的作用而激活。自由基一方 面破坏病原菌和病变细胞，另一方面又进攻白细胞本身造成
其大量死亡，结果引起溶酶体酶的大量释放而进一步杀伤或
杀死组织细胞，造成骨、软骨的破坏而导致炎症和关节炎。 由此可见，发炎过程与此关系密切。有科学家认为自由基诱 发关节炎的原因在于导致了透明质酸的降解，因为透明质酸 是高粘度关节润滑液的主要成分。
(七)自由基与其他疾病
自由基攻击动脉血管壁和血清中的不饱和脂肪酸使之发生氧化反应而生成 过氧化脂质：后者能刺激动脉壁增加粥样硬化的趋势。动脉硬化的程度与
硬化斑中脂质过氧化程度呈正相关，血管内壁的蜡样物质就是脂质发生过
氧化反应的直接证明。粥样硬化症随年龄增大而增多，这与老年人动脉壁 不饱和脂肪酸含量高、血清中Fe2＋和Cu2＋含量高有直接的关系。过氧
3、自由基与人类疾病：
(一)自由基与衰老
从古至今，依据对衰老机理的不同理解，人们提
出各种各样的衰老学说多达300余种。自由基学说就 是其中之一。反映出衰老本质的部分机理。 （1）、生命大分子的交联聚合和指褐素的累积 （2）、器官组织细胞的破坏与减少
（3）、免疫功能的降低
(二)自由基与癌症
身体里的致病因子——自由基，你了解多少？
⾝体⾥的致病因⼦——⾃由基，你了解多少？我们常听到某某产品具有“清除体内⾃由基，延缓衰⽼...”的功效，可以推测⾃由基是⼀种对⾝体有害的东西，⽽且还会加速衰⽼，其实⾃由基与我们的⾝体健康有着千丝万缕的关系，赶快了解⼀下吧！早在20世纪40年代，科学家就发现⽣物体内存在⾃由基信号。
1956年美国⼈哈曼提出衰⽼⾃由基机理，认为⾃由基是衰⽼与疾病的元凶，被⼴泛接受。
1969年美国⼈McCord和Fridovich发现了SOD，证实活性氧⾃由基存在于⽣物体内。
1998年美国⼈菲希⼽特、穆拉德、伊格纳罗三个⼈因发现氮氧⾃由基⼀起获得诺贝尔奖，更加扩⼤认识了各种不同⾃由基对机体的伤害。
迄今历经数⼗年研究，⼈们已经证实，⼈类备受衰⽼和疾病折磨的真正原因是⾃由基对⼈体的侵害。
它是危害⼈类健康的天然杀⼿。
1、⾃由基是氧化的副产品“氧化”，就像⼀把原本锃亮的⼩⼑变得锈迹斑斑⼀样，这个⽣锈的过程就是氧化。
⽣锈-氧化...我们⼈也在时刻经历着氧化。
只有经过这个过程，才能制造出我们⾝体必需的能量。
但是，就像⼯⼚排放的污⽔、废⽓⼀样，氧化的同时也会产出新陈代谢的副产品——⾃由基。
⾃由基是⼀类⾮常活跃的化学物质，是个有不成对（奇数）电⼦的原⼦、原⼦团、分⼦和离⼦。
其中最重要的是氧⾃由基，它可聚集体表、⼼脏、⾎管、肝脏和脑细胞中。
如果沉积在⾎管壁上，会使⾎管发⽣纤维性病变，导致动脉管硬化，⾼⾎压，⼼肌梗塞；沉积在脑细胞时，会引起⽼年⼈神经官能不全，导致记忆、智⼒障碍以及抑郁症，甚⾄⽼年性痴呆等，是造成⼈类衰⽼和疾病的元凶。
其实，我们的⾝体也具有专门的清洁功能，有专门的系统、专门的武器来对付⾃由基，但如果⾃由基数量太多了，我们的⾝体就不堪重负了，表现出“上⽕”和炎症不断，甚⾄引起器官病变，产⽣重⼤疾病，夺⾛我们的⽣命。
2、⾃由基从哪⾥来？导致⾃由基增⽣的幕后⿊⼿汽车尾⽓、⼯业废⽓等环境污染⽇晒（紫外线）、X射线、电磁波、致癌物质、⼀些药物、酒精和污染物质等，也会导致⾃由基的产⽣；精神压⼒、情绪突变（失恋、丧亲、失业等）过度疲劳、睡眠不⾜等也会导致体内产⽣⼤量⾃由基；年龄越⼤新陈代谢减慢，⾝体内会产⽣⼤量的氧⾃由基，氧⾃由基侵⼊⾝体的各种腺体细胞，使细胞死亡。
自由基生物学
引言概述：自由基生物学是一门研究自由基在生物体内作用和反应机制的学科。
自由基是指电子不成对的原子或分子，具有不稳定性和高度活性。
在生物体内，自由基的和清除维持了生物体的正常代谢，在一定程度上也与多种疾病的发生和发展密切相关。
本文将通过对自由基生物学的探讨，详细阐述自由基的机制、生物体对抗自由基的防御机制、自由基与疾病的关系等内容。
正文内容：1.自由基的机制1.1氧化还原反应1.1.1自由基链反应1.1.2金属离子催化反应1.1.3光化学反应1.2其他途径1.2.1游离基离子化1.2.2鸟嘌呤氧化反应1.2.3脱质子化反应2.生物体对抗自由基的防御机制2.1抗氧化酶系统2.1.1超氧化物歧化酶(SOD)2.1.2过氧化氢酶(CAT)2.1.3谷胱甘肽过氧化物酶(GPx) 2.2非酶抗氧化剂2.2.1维生素C2.2.2维生素E2.2.3谷胱甘肽2.3氧化型还原对2.3.1NADH/NADPH2.3.2GSH/GSSG3.自由基与疾病的关系3.1心脑血管疾病3.1.1动脉硬化3.1.2心肌梗死3.1.3脑卒中3.2肿瘤3.2.1氧化蛋白酶与肿瘤转移3.2.2抗氧化剂与肿瘤发生3.3炎症性疾病3.3.1氧化应激与炎症反应3.3.2自由基对炎症细胞的影响3.4神经退行性疾病3.4.1阿尔茨海默病3.4.2帕金森病3.4.3老年性视网膜退化4.自由基与抗衰老4.1氧化应激与细胞老化4.2抗衰老相关基因与自由基4.3谷胱甘肽与抗衰老5.自由基与环境污染物的关系5.1大气污染物5.1.1空气中的颗粒物5.1.2汽车尾气5.2水污染物5.2.1重金属污染5.2.2农药残留总结：自由基生物学的研究内容涉及自由基的机制、生物体对抗自由基的防御机制、自由基与疾病的关系、自由基与抗衰老以及自由基与环境污染物的关系等。
了解自由基的生物学作用及相关机制对预防和治疗疾病、保护环境以及延缓衰老过程具有重要意义。
未来的研究中，应继续深入探索自由基的和清除机制，寻找更有效的抗氧化策略，提高自由基研究的应用价值。
高中生物自由基学说内容
高中生物自由基学说内容
自由基学说是生物学中的一门分支学科，主要研究自由基的产生、结构、性质、活性、代谢及其对生命活动的影响等方面的问题。
在高中生物中，自由基学说主要包括以下内容：
1.自由基的产生和种类：自由基是一种极不稳定的化学物质，具有高度的活性和反应性。
它们可以通过各种途径产生，如氧化反应、辐射、光照、热等。
2.自由基的结构和性质：自由基是一种带有未成对电子的分子或原子，其活性和反应性主要取决于未成对电子的数量和位置。
自由基的结构和性质的研究对于深入理解其活性和反应机制具有重要意义。
3.自由基的代谢和作用：自由基可以参与细胞代谢过程中的氧化还原反应，如细胞呼吸和氧化脂肪酸等。
同时，它们还可以引起细胞的氧化损伤，如脂质过氧化、DNA氧化等，从而导致细胞和组织的损伤和衰老。
4.自由基与健康的关系：自由基与健康密切相关，一方面它们参与了正常细胞代谢过程中的氧化还原反应，从而维持了正常的生理功能；另一方面，当自由基产生过多或清除不及时时，就会引起氧化应激，导致机体的炎症、衰老和各种疾病的发生。
总的来说，自由基学说的研究对于深入理解生命活动的机制和维护健康具有重要意义，对高中生物的学习也有一定的参考价值。
1/ 1。
自由基生物学
自由基生物学
《自由基生物学》是一门研究自由基对生物系统的影响的科学。
自由基是一类单细胞的物质，它们在自然界中广泛存在，其中包括氧、氢气、氯、氟和氧化氢等。
自由基可以与细胞内的蛋白质、脂质和核酸等发生反应，从而改变细胞的结构和功能。
自由基生物学研究了自由基对生物系统的影响，以及如何抵抗自由基的毒性。
它还研究了自由基对疾病发展的影响，以及自由基在某些疾病中的作用机制。
此外，自由基生物学还研究了自由基的抗氧化作用，以及如何利用自由基来保护细胞免受损害。
自由基生物学的研究已经为我们了解自由基的作用和影响提供了重要的见解，并且为研究疾病的发展提供了有用的信息。
它的研究也为我们提供了一种新的抗疾病的策略，即利用自由基的抗氧化作用来保护细胞免受损害。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自由基生物学简史已有1188次阅读2014-6-2407:47|个人分类:自由基简史|系统分类:科普集锦一、从化学到生物学1900年，俄裔学者有机化学教授Gomberg在密歇根大学博士后工作期间，证明了三苯甲基自由基能稳定存在，奠定了自由基化学的基础。
也是人类第一次知道，自由基是可以独立存在的物质形式之一。
但是发现自由基和生物之间也存在关系要等待半个世纪。
20世纪最伟大的科学进展主要是在物理学领域，尤其是量子力学和相对论的提出，称为20世纪科学史的标志。
在20世纪初，伦琴发现的X射线是一个传奇，给随后的物理和化学研究带来重要影响。
X射线是波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射。
X射线是一种波长很短的电磁辐射，其波长约为0.01~10nm之间。
由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。
伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。
1895年11月8日晚，伦琴陷入了深深的沉思。
他以前做过一次放电实验，为了确保实验的精确性，他事先用锡纸和硬纸板把各种实验器材都包裹得严严实实，并且用一个没有安装铝窗的阴极管让阴极射线透出。
可是现在，他却惊奇地发现，对着阴极射线发射的一块涂有氰亚铂酸钡的屏幕（这个屏幕用于另外一个实验）发出了光。
而放电管旁边这叠原本严密封闭的底片，现在也变成了灰黑色—这说明它们已经曝光了！这个一般人很快就会忽略的现象，却引起了伦琴的注意，使他产生了浓厚的兴趣。
他想：底片的变化，恰恰说明放电管放出了一种穿透力极强的新射线，它甚至能够穿透装底片的袋子。
不过目前还不知道它是什么射线，于是取名“X射线”。
随后，伦琴开始了对这种神秘的X射线的更多研究。
他先把一个涂有磷光物质的屏幕放在放电管附近，结果发现屏幕马上发出了亮光。
接着，他尝试着拿一些平时不透光的较轻物质—比如书本、橡皮板和木板—放到放电管和屏幕之间去挡那束看不见的神秘射线，可是谁也不能把它挡住，在屏幕上几乎看不到任何阴影，它甚至能够轻而易举地穿透15毫米厚的铝板！直到他把一块厚厚的金属板放在放电管与屏幕之间，屏幕上才出现了金属板的阴影，看来这种射线还是没有能力穿透太厚的物质。
实验还发现，只有铅板和铂板才能使屏不发光，当阴极管被接通时，放在旁边的照相底片也将被感光，即使用厚厚的黑纸将底片包起来也无济于事。
接下来更为神奇的现象发生了，一天晚上伦琴很晚也没回家，他的妻子来实验室看他，于是他的妻子便成了在照相底片上留下痕迹的第一人，当时伦琴要求他的妻子用手捂住照相底片。
当显影后，夫妻俩在底片上看见了手指骨头和结婚戒指的影像。
伦琴发现X射线后仅仅几个月时间内，它就被应用于医学影像。
1896年1月5日，在柏林物理学会会议上展出了很多X射线的照片，同一天，维也纳《新闻报》也报道了发现X光的消息。
这一伟大的发现立即引起人们的极大关注，并很快传遍全世界。
在几个月的时间里，数百名科学家为此进行调查研究，一年之中就有上千篇关于X射线的论文问世。
1896年2月，苏格兰医生约翰·麦金泰在格拉斯哥皇家医院设立了世界上第一个放射科。
伦琴虽然发现了X射线，但当时的人们——包括他本人在内，都不知道这种射线究竟是什么东西。
直到20世纪初，人们才知道X射线实质上是一种比光波更短的电磁波，它不仅在医学中用途广泛，成为人类战胜许多疾病的有力武器，而且还为今后物理学的重大变革提供了重要的证据。
正因为这些原因，在1901年诺贝尔奖的颁奖仪式上，伦琴为世界上第一个荣获诺贝尔奖物理奖的人。
人们为了纪念伦琴，将X射线命名为伦琴射线。
现在，我们都了解许多射线包括紫外线、X射线α射线和γ射线都可以对生物和人类产生严重伤害，进行非常短时间X射线检查都可以诱发基因突变。
但这样的知识在100多年前，就连最聪明的科学家都一无所知。
很显然，伦琴发现了X射线，但丝毫没有意识到X射线可以对人体产生危害，否则他不可能让其妻子暴露在X射线中。
不仅X射线，甚至此后发现的对人体危害更恶劣的射线，例如γ射线和α射线，科学家发现并研究了许多年才意识到问题的严重。
这里顺便要说一下另两位超牛科学家。
一位是卢瑟福，伟大的物理学家和伟大的物理学导师最著名的发现是证明了原子的中心存在原子核，在进行这一著名实验中，他采用的工具是用α射线，1910年，卢瑟福带领学生用α射线轰击金属片，本来过去人们认为原子是一种质量均匀的颗粒，结果神奇的结果发生了，按照原来的估计，α射线应该随机穿越金属片，但是并不是这样，似乎很少一部分α射线遇到了一些坚硬的核，根据计算这种分布在原子中心部位的核体积很小，但质量很大，于是他根据这个实验提出了原子核的概念。
不过在他的学生回忆这个实验中，有一个细节，因为但是但观察手段需要用肉眼，每个观察者很短时间就无法承受观察对眼睛导致的疲劳感觉，其实他们正是眼睛受到了射线的伤害，也是早起记录到关于射线有害的文献。
居里夫人是伟大的物理学家，她最著名的科学发现是她与丈夫皮埃尔居里共同发现了放射性元素钋，之后又发现了元素镭。
我们知道放射性元素可以自动发射出射线，而且这些射线可以导致机体危害。
2011年，日本核电站爆炸留给我们的最重要记忆就是人们担心放射性元素污染对人体健康的威胁。
但是上个世纪初期，科学家丝毫不知道放射性物质的危害，正是由于居里夫人长期接触放射性物质，1934年7月4日因恶性白血病逝世。
1903年，法国物理化学家Victor Henri发现，酶催化活性主要决定于酶和反应底物之间的结合强度。
他的工作后来被德国生物化学家Leonor Michaelis和加拿大物理学家Maud Menten通过对蔗糖水解成葡萄糖和果糖的酶催化过程进行研究，证明了Victor Henri的发现，1913年，他们提出该酶反应动力的数学模型。
这种酶催化模型在生物化学领域被称为Michaelis–Menten动力学模型。
就是这个德国Michaelis教授，在1931年提出生物体内某些酶催化的氧化还原反应并不是一步完成，应存在中间过程或者存在中间产物，这种中间产物带有不成对电子，显示出自由基的特征，他将中间产物自由基定名为半醌，许多研究证明，他的这种观点是正确的。
也就是说，早在1931年Michaelis教授已经根据自己的研究和研究证据证明生物体内存在自由基，不过这种观点只收到酶学研究领域的注意。
关于生物体内是否存在自由基，或者自由基是否具有重要生物学效应，在很长时间内并没有受到生物医学领域的丝毫重视。
由于早就注意到高压氧和放射线存在毒性，通过对氧和放射线对人和动物的毒性，有人提出，氧中毒和放射毒性存在一个共同的病理基础，那就是自由基的增加导致了机体的氧化损伤。
这正是上个世纪50年代Rebbeca Gershman等根据前人和自己的研究总结出的推论。
这个时代，大多数生物医学领域的学者都不清楚正常情况下人体和动物体内是否存在自由基。
虽然有从事酶学研究的学者提出一种观点提示机体内本来就存在自由基，但一方面没有直接证据，另一方面大家不太容易接受将自由基这种有毒成份作为机体的成份。
这种重要发现没有受到人们的重视。
自由基与衰老的关系是自由基研究领域的重要内容，也是最为系统的一个分支。
1956年，著名衰老学家Harman D教授提出衰老的自由基理论。
他的主要依据之一就是上世纪中叶，Rebbeca Gershman等提出，氧中毒和放射毒性都是自由基增加引起。
另一个依据是寿命和代谢率有关，而代谢率和耗氧量有关，氧气消耗越多，寿命越小。
衰老一直是科学家非常有兴趣的课题，尤其是随着人口老龄化时代的到来，使得科学家对如何控制衰老的兴趣不断增加。
早年有学者把生命定义为抗死亡能力的总和，现在有学者提出，衰老是伴随年龄增加，机体发生的各种改变的积累，年龄增加是线性的，但衰老的速度随着年龄的增加呈现指数增加，也就是说，年龄越大，衰老的速度越快。
目前普遍认为，衰老是由引起细胞损伤和死亡的各种内在和外界因素共同作用的结果。
关于衰老的理论有300多种，衰老的程序性和自由基理论最为公认。
在众多关于衰老的理论中，有的理论是其他理论的一部分，有一些只是描述衰老的现象，如基因突变、蛋白质糖化氧化、激素合成障碍、端粒缩短学说等，几乎所有上述变化都是继于自由基损伤。
自由基理论的前提是认为衰老是一个受到遗传和环境因素共同负责的过程，衰老的许多具体改变，如不利环境因素、疾病和内源性衰老过程等，都是由自由基反应引起的。
通过大量对自由基引起生物大分子氧化损伤的研究，以及各种抗衰老动物实验研究，均显示氧化损伤确实是各类衰老的共同原因。
Harman教授提出自由基衰老理论后不久，1972年，为了说明线粒体损伤在机体衰老过程中的重要性，Harman认为线粒体的能量代谢是自由基产生的最主要来源，自由基产生引起生物大分子的氧化损伤是导致细胞老化并最终导致机体衰老。
这个时期，人们对自由基的基本看法是，自由基是有毒的，是放射线和氧气毒性引起机体损伤的基础，随着损伤的增加，人会逐渐衰老。
自由基虽然是衰老的重要因素，但肯定不是全部因素，无论是否正确，但确定的事实是自由基衰老理论大大推动了自由基生物医学的快速发展，更重要的是，后来的许多发现存在许多和自由基理论完全相违背的证据，并逐渐让科学家认识到自由基是生命过程中十分重要的物质，没有自由基的参与，生命活动根本无法正常完成，这显然是自由基理论开始没有预料到的后果。
随着自由基生物医学研究的发展，人们逐渐把自由基引起衰老的研究逐渐扩展到更多领域，例如各种伴随衰老的疾病，如老年性痴呆、动脉硬化和糖尿病都和自由基损伤存在密切关系。
后来的研究逐渐深入到细胞水平，证明和许多疾病相关的细胞凋亡和坏死都是自由基损伤的结果。
二、抗氧化之争对自由基衰老理论最严重的挑战是关于抗氧化剂的临床研究结果。
人体属于需氧生物，体内存在自由基大多数呈现出氧化性，因此推测使用抗氧化剂如维生素C、A和E等应该能产生预防氧化损伤，甚至提高寿命的作用。
这方面最著名的例子是获得两个诺贝尔奖的美国化学家和社会活动家莱纳斯卡尔鲍林（Linus Carl Pauling）。
鲍林教授是量子化学和分子生物学奠基人，他用量子力学理论对化学键的研究使他获得了1954年诺贝尔化学奖，1962年由于在推动人类和平方面的贡献，他获得诺贝尔和平奖，从而成为惟一一位先后两次获得诺贝尔奖的科学家。
1994年8月19日，美国著名化学家鲍林以93岁高龄在他加利福尼亚州的家中逝世。
鲍林曾被英国《新科学家》周刊评为人类有史以来20位最杰出的科学家之一，与牛顿、居里夫人及爱因斯坦并肩。
爱因斯坦都曾由衷地称赞鲍林是真正的天才。
在美国，有一场围绕维生素C延续了20多年的大论战，至今余波未了。
论战一方的当事人就是鲍林，论战的主要焦点就是他长期他极力主张超大剂量服用维生素C。