病理生理学考试-- 病理生理学考试--自由基生成增多的机制和损伤机制

自由基生成增多的机制和损伤机制

目前主要认为与氧自由基生成、钙超载和白细胞激活有关。一、自由基作用

（一）自由基概念、类型

自由基：是在外层电子轨道上含有单个不配对电子的原子、原子团和分子的总称。

类型：非脂质氧自由基—超氧阴离子和羟自由基（OH·），NO。

脂质自由基--氧自由基与多不饱和脂肪酸作用后产生的中间代谢产物，如脂氧自由基（LO·）、脂过氧自由基（LOO·）活性氧：一类由氧形成、化学性质较基态氧活泼的含氧代谢物质，包括氧自由基和非自由基物质，如单线态氧（1O2）和H2O2。H2O2氧化能力很强，易接受一个电子生成OH·。

（二）自由基代谢

生理状态下，98%的氧通过细胞色素氧化酶系统接受4个电子还原成水，同时释放能量，仅1%-2%的氧经单电子还原成超氧阴离子，这是其他自由基和活性氧产生的基础。

Fenton反应：超氧阴离子可在Fe3+或Cu2+的催化下与H2O2反应生成OH·，这种由金属离子催化的反应称为Fenton反应。

自由基参与体内的电子转移、杀菌和物质代谢。

（三）缺血-再灌注时氧自由基生成增多的机制

1、黄嘌呤氧化酶途径：

黄嘌呤氧化酶及其前身黄嘌呤脱氢酶主要存在于毛细血管内皮细胞内。

组织缺氧时，黄嘌呤脱氢酶在Ca2+的存在下，转变为黄嘌呤氧化酶。黄嘌呤氧化酶在催化次黄嘌呤转变为黄嘌呤并进而催化黄嘌呤转变为尿酸的两步反应中，释放出大量电子，生成大量自由基（超氧阴离子和H2O2。H2O2经过Fenton反应转变成活性更强的OH·。

2、中性粒细胞：中性粒细胞在吞噬活动增加时耗氧量增加，其摄入O2的大部分在NADPH氧化酶和NADH氧化酶催化下，接受电子形成氧自由基，杀灭病原微生物。

呼吸爆发：再灌注期组织重新获得O2供应，激活的中性粒细胞耗氧量显著增加，产生大量氧自由基，称为呼吸爆发（respiratory burst）或氧爆发，造成细胞损伤。

3、线粒体：再灌注时，线粒体氧化磷酸化功能障碍，损伤的电子传递链成为氧自由基的重要来源。

（四）自由基的损伤作用

1、膜脂质过氧化增强：

膜损伤是自由基损伤细胞的早期表现。

自由基对磷脂膜的损伤作用主要表现--与膜内多价不饱和脂肪酸作用，形成脂质自由基和过氧化物，造成损害。

膜脂质过氧化的主要损害表现：

（1）破坏膜的正常结构：使膜不饱和脂肪酸减少，不饱和脂肪酸/蛋白质比例失调，细胞外Ca2+内流增加

（2）间接抑制膜蛋白功能：使脂质之间形成交联和聚合，间接抑制膜蛋白功能，导致胞浆Na+，Ca2+浓度升高，造成细胞肿胀和钙超载。还可以影响细胞信号转导。

（3）促进自由基及其他生物活性物质生成：激活磷脂酶C、D，进一步分解膜磷脂，催化花生四烯酸代谢反应，并形成多种生物活性物质—前列腺素等

（4）减少ATP生成。损伤线粒体。

2、抑制蛋白质功能：自由基使蛋白和酶的巯基氧化，形成二硫键。血中氧化性谷胱甘肽含量升高，是氧自由基攻击蛋白质巯基的代谢标志。

3、破坏核酸及染色体：自由基对细胞的毒性作用主要表现为染色体畸变、核酸碱基改变或者DNA断裂。80%是由OH·所致。

通过检测丙二醛的含量可以反映脂质过氧化的程度。

除了直接造成多种物质氧化，还可以通过改变细胞功能引起组织损伤。