自由基损伤

子，不是自由基，但其具有强烈的生物活
性，也被与自由基同等看待。例如H2O2不 是自由基，但在生化反应中极易生成羟自 由基（OH· ），故被称为活性氧。
（三）自由基的性质 1. 自由基在机体生化反应中不断生成， 机体对体内的自由基有一套完整的调控系 统。 2. 自由基具有高度的化学活泼性，极 易与相邻的物质发生电子的得、失交换，参 与生化反应，自由基是一把双刃剑。
2.自由基对蛋白的损伤 蛋白质是自由基 攻击的主要目标，特别是肽链中的蛋氨酸、酪 氨酸、色氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸 等残基，更易受到攻击，引起氨基酸残基的修 饰、交联、肽链断裂、蛋白质变性等等。 3.自由基对脂质的损伤 油脂久存以后会 酸败，其本质即是脂质的过氧化。生物体内含 有大量的脂质，特别是各种膜相结构含有丰富 的不饱和脂肪酸，更易遭受自由基攻击，引起 体内的脂质过氧化，从而造成一系列的生理、 生化过程的紊乱。
（六）自由基与疾病 1.自由基与放射损伤 放射损伤效应的
主要机制即自由基损伤，因为各种分子的辐
射分解是产生自由基的主要化学途径之一。
自由基不仅在急性放射病的过程中起重要作
用，而且在假愈期后的放射病极期内继续造
成组织的损伤。
2.自由基与缺血-再灌注损伤 组织经 历一定时间的缺血后恢复血流供应，可能 出现缺血性损伤进一步加重的现象，被称 为缺血-再灌注损伤。再灌注损伤机的主 要机制之一，既在于一定时间的缺血后再 灌注会使氧自由基的生成明显增加。 缺血-再灌注损伤常发生在严重创伤、 溶栓治疗、体外循环、休克等治疗过程中， 它可引起心、脑、肾、肠等多脏器的损伤， 成为影响缺血治疗效果的一个重要因素。
5.自由基与其他疾病 自由基与肿瘤、 炎症和细胞凋亡关系也十分密切。如许多化 学致癌物在体内经酶转化生成自由基而致癌； 吞噬细胞呼吸爆发产生的O2· 是杀灭病原微 生物的关键因子，但氧自由基产生过度也可 以损伤组织；氧自由基也是引起细胞凋亡的 病理性信号等。
(七)机体的抗氧化防御机制 需氧生物离 不开氧,也就不得不面对活性氧的威胁和损 伤,因此,需氧生物都有一整套抗氧化防御机 制。人类的两大主要防御机制为：清除各种 活性氧和自由基的酶系统，和提供还原当量 的各种脂溶性、水溶性化合物。
3. 自由基参与许多生命活动中的生化 反应，如氧化还原反应、光合作用等，在维 持生命正常活动中起着重要作用。 4. 当自由基生成的数量或时空定位出 现异常，超出机体的调控能力时，自由基将
造成组织的损伤，核酸、蛋白wenku.baidu.com、脂质等大
分子物质最易受自由基破坏和攻击。
（四）自由基的生理意义 1. 参与重要化学反应：氨基酸的氧化 脱氨，胶原蛋白合成过程，前列腺合成过 程等，都有自由基反应。
随着对氧自由基生理功能和氧自由基 损伤认识的深入,调节机体氧化-还原平衡、 抗氧化损伤的药物正越来越多的进入临床， 在本领域的进展必将对增进人类的健康发 挥越来越大的作用。
1. 活性氧和自由基的清除酶系统 超氧 化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽 过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽转硫酶(GST)、 同蓝蛋白等酶内物质，均显示出重要的抗氧 自由基特性。 2. 非酶性抗氧化剂：维生素E、葫萝卜 素、维生素C等非酶性抗氧化剂，在基体的抗 氧化防御机制中也起了重要作用。
2.自由基作为独立“分子”行使生理功能 （1）对蛋白质活性的调控：还原/氧化 型谷胱甘肽（GSH/GSSG）起重要作用。 （2）作为信号分子对基因转录的调控： 自由基调控转录因子AP-1的激活，从而调 控基因转录。 （3）氮自由基（NO· ）对血管松驰因子、 神经信使分子、免疫效应分子进行调控。
（五）自由基损伤 自由基的生成通常是 在机体的严格调控下进行的，当自由基的生 成超出了机体的抗氧化防卫能力时，则会造 成细胞的损伤。自由基损伤被认为是组织损 伤的主要分子机制之一。 1.自由基对核酸的损伤：造成DNA损伤 的主要自由基是OH· ，它对碱基、脱氧核糖、 磷酸二酯键骨架都能造成损伤，依据损伤程 度的不同，可引起突变、凋亡或坏死等。据 有关专家估计，DNA的氧化损伤频率可达： 1000次/每个基因组· 每个细胞· 每天。
3.自由基与动脉粥样硬化 长期以来被 认为是一种老年性、退行性疾病，但近年来 对此有了全新的认识。现在认为本病实质上 是大、中动脉内膜的慢性炎症性病变。炎症 病变的主要原因之一是脂蛋白的氧化修饰和 氧化应激对血管内皮细胞的损伤。
4.自由基与氧中毒：O2虽为生命活动所必 需，但0.5个大气压以上的氧却对细胞有毒性作 用，引起氧中毒（oxygen intoxication）。一 般认为氧中毒时细胞受损的机制与活性氧的毒性 作用有关。氧中毒的发生取决于氧分压而不是氧 浓度。吸入气的氧分压（PiO2）与氧浓度（FiO2) 的关系为：PiO2=（PB－47）×FiO2，式中PB为吸 入气压力（mmHg），47mmHg（6.27kPa）为水蒸 气压。潜水员在深50m（PB≈4560mmHg）海水下 作业时，虽然FiO2正常（0.21），PiO2却高达 948mmHg，因而可导致氧中毒；相反，宇航员在 1/3大气压环境中工作，即使吸入纯氧（FiO2=1)， PiO2也仅206mmHg，不会出现氧中毒。
§10 自由基
吴钟琪
（一）定义 自由基指含有未配对电子的 原子、原子团或分子。 （二）自由基种类 1. 只要附合“定义”条件者都是自由 基。 2. 人体内有许多种类的自由基，氧自 － 由基O2是存在最多的一种，其它还有氮中心 · 自由基（NO· ）、半醌自由基等多种自由基。
3. 某些分子中虽然不存在不配对的电