自由基及其在疾病发生中的作用

自由基及其在疾病发生中的作用

第三章自由基及其在疾病发生中的作用

第一节概述

自由基（free radical，FR）是机体正常代谢产物，参与许多生理和病理过程。当自由基

在体内大量堆积时，往往产生一系列病理过程。

(一)自由基概念

自由基，又称为游离基，是指能独立存在，其外层轨道上含有一个或一个以上不配对

电子的任何原子、原子团和分子。自由基与离子不同，前者是具有共价键的化合物发生均裂

（homolytic fission）后的产物，后者是化合物的共价键发生异裂（heterolytic fission），即解离的产物。如水分子中的一个共价键均裂，则生成氢自由基（H?）和羟自由基（OH?）；若异裂，则生成氢正离子（H—+ ）和氢氧根负离子（OH）。用式表示如下：

—+ 由于H和OH都不存在未配对电子，因此不是自由基。

自由基的特点是：在体内存在时间短，化学性质极其活泼，极易和其他物质反应形成

新的自由基。在生理和病理情况下，体内可产生多种自由基，其中最重要的是氧自由基

（oxygen free radical，OFR）。

活性氧（reactive oxygen species，ROS）是指由氧化还原反应（reduction-oxydation reaction）产生，并在其分子上含有氧的一类化学性质非常活泼物质的总称。包括以自由基

形式存在和不以自由基形式（如HO）存在的两种。 22

（二）自由基类型 ____11.非脂性自由基包括超氧阴离子（O?）、羟自由基（OH?）和单线态氧（O）。HO2222

虽分子组成并非自由基，但也是一种氧化作用很强的活性氧。

2.脂性自由基包括烷自由基（R?）、烷氧基（RO?）和烷过氧基（ROO?）等。

3.一氧化氮（nitric oxide, NO）是动物体内产生的一种氮自由基，具有广泛而活跃的

生物学性质。NO既是一种弱氧化剂，具有自由基的性质；同时又是一种抗氧化剂，能保护____机体对抗某些病理性损害。能与其他氧自由基反应，产生多种毒性代谢产物。如NO与O?2—反应生成过氧亚硝酸阴离子（ONOO），其氧化性比NO更强。

____ 生物体内产生的自由基主要有：O?或氢过氧基（HO?）与OH?及其活性衍生物如221HO、O、RO? 、ROO?及ROOH等。 222

生理情况下，O一般通过细胞色素氧化酶系统接受4个电子还原为水，并释放能量，2____只有l%~2％的氧接受一个电子生成O?，或再接受一个电子生成HO。由于细胞内存在超222氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathion peroxidase, GSH-px）等抗氧化酶类可及时清除之，所以对机体并无有害影响。

病理情况下，当活性氧产生过多或抗氧化酶类活性下降时，自由基的产生增多以及清除

功能降低，导致自由基在体内蓄积，进而产生某些病理学变化。

（一）体内自由基的产生

____ 自由基可在正常或异常代谢过程中产生，也可以由外来物质作用于机体产生。体内主要?，这是其2____自由基的产生：活性氧产生的基础。氧获得一个电子被还原生成O?，获得二个电子生成HO，获得三个222体内分子氧在线粒体细胞色素氧化酶作用下，接受一个电子而被还原生成O电子生成?OH，获得四个电子生成HO。用式表示如下： 2

____1. O?产生途径 2____1 O?可在还原型细胞色素C、血红蛋白、肌红蛋白、儿茶酚胺、甲状2____2+3+腺素等自然氧化过程中生成。如，HBFe——HBFe＋O?。2____2 在黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶等氧化过程中生成O?。反应式如下： 2

____3 在线粒体呼吸链中，还原型辅酶Q是生成O?的主要部位。黄素蛋白、

2____细胞色素C等也可产生O?。 12

4 某些毒性物质（如CCl、百草枯等）作用于细胞后，可引起4____O?的生成。 2

5 电离辐射常可引起共价键化合物均裂。如HO经辐射分解后可产生2____O?和HO。 22

2. OH?产生途径 OH?是体内最活跃作用最强的氧自由基，寿命极短，但对机体危害____最大，产生部位经常为发挥作用的部位。OH?为O?和HO相互作用的产物，尤其是在222____3+Fe存在下， OH?生成加速。即O?使铁还原，还原的铁再使HO还原成OH?。但即使222____3+2+2+没有Fe与O?，只要有Cu代替Fe，也可与HO反应产生OH?，甚至某些还原剂，如222抗坏血酸也可起到类似作用。 ____＋

3. HO产生途径 O获得一个电子可生成O?，于H存在下获得两个电子可转变为2222____HO，但实际上O很难同时接收一对电子。尽管通过O?或ＨO?自动歧化反

应可以产生22222________HO，但在pH7.4的生理条件下，主要产生O?。O?的歧化反应速度较低，因此，在生物2222体内，通过非酶反应产生HO的可能性很小。故生物体内HO的产生是通过酶促反应。2222如黄嘌呤氧化为尿酸，D-氨基酸氧化为酮酸，D-葡萄糖氧化为D-葡萄糖酸内酯，胺类化合____物氧化为醛类以及O?歧化反应等均可产生 HO。 222

在上述酶促反应中，除SOD催化歧化为HO外，其他酶均直接使O转变为HO。线22222____粒体与内质网产生的O?是HO产生的主要来源。 222

4. 11O产生途径生物体内O的来源主要有： 22

1

RO 22

2ORO

3 如眼角膜中柱细胞含有视黄醛就是一种光敏剂，在光敏反应中可产生

1O。 2

（二）体内自由基的清除

生理情况下，体内不断产生自由基，同时也在体内不断地被清除。体内清除自由基的物

质可分为两类。

1.天然抗氧化酶系统主要有SOD，各种过氧化物酶，如GSH-px、过氧化氢酶（catalase，CAT）和其他血红蛋白过氧化物酶。抗氧化酶的特点是：细胞含量的高度特异性，有专门亚

细胞定位；含有专门的金属，特别是Cu、Mn、Fe、Se等；分布的广泛性，表明其在防止

氧代谢物的损伤中具有重要作用。

1SOD SOD按金属辅助成分可分为 CuZnSOD、MnSOD和FeSOD3种。动物组

________织中不含FeSOD。SOD是主要清除O?的抗氧化酶。O?最重要的化学反应是通过歧化而22________生成HO。O?虽可自然歧化，但因O?为阴离子而互相排斥，故反应速度缓慢。如有SOD2222

存在，可使歧化反应速度增加100多倍。反应式如下：

式中E为SOD，M为该酶活性部位的金属。

2 主要有还原型GSH-px和CAT。是针对活性氧的重要抗氧化酶。

GSH-px可分为含硒GSH-px（SeGSH-px）和不含硒GSH-px（non-SeGSH-px）两种。GSH-px一般指SeGSH-px，是哺乳动物中目前所知的唯一含硒酶，主要分布在胞浆及线粒体内。而

CAT主要分布在过氧化物酶体（peroxisome）内。GSH-px和CAT互相协同，主要催化分解体内的HO，以防染色体的损伤和基因突变。但CAT只有在HO浓度较高时才发挥作用，2222因此，一般认为GSH-px在抗HO、各种氧化作用和维持自由基代谢平衡比CAT更为重要。22

GSH-px还可清除体内的OH?。反应式如下：

2.天然抗氧化剂主要包括维生素E、类胡萝卜素和泛醌（辅酶Q，coenzyme, CQ）O

以及固醇类激素。

1Eα-VitE 是脂溶性抗氧化剂，绝大部分位于细胞膜，细胞

中VitE主要存在于线粒体和微粒体，是自由基很重要的清除剂。VitE可直接

与蛋白巯基自

由基偶联，使蛋白巯基恢复，或作为脂质过氧化反应链的阻断剂，清除LOO，

间接防止蛋

白巯基丧失。

________?。O?在水溶液中既是还原剂，又是很弱的氧化剂，它可通过氧化

22____2CVitC 是水溶性小分子抗氧化剂，在清除细胞外自由基反应，而被清除。O?使 VitC氧化生成半脱氢VitC自由基。反应式为： 2____起主要作用，能清除OVitC + O? 半脱氢VitC自由基 + HO 222

辅酶Q无论在结构上，还是其作用上均与VitC相似。

自由基是机体正常代谢产物，参与多种生理和病理过程，因此，自由基对机体的作用

具有双重性，既有有利的一面，也有不利的一面。

（一）自由基对机体的有益方面

体内某些酶反应，特别是产生电子转移、氧化还原反应的酶系统中，一般均有自由基

中间体的参与。某些药物药理作用的发挥，可能是以自由基中间体作为其活性形式。中性粒

细胞被激活后氧耗量明显增加产生的呼吸爆发，所摄取的氧绝大部分经细胞内的还原型辅酶

?(NADPH)和还原型辅酶?(NADH)的作用形成氧自由基，用以杀灭被吞噬的微生物等。

（二）自由基对机体的有害方面

许多疾病和病理过程的发生，均与自由基的产生密切相关。如动脉粥样硬化、心脑血

管疾病、糖尿病、癌症、肌萎缩、急性呼吸窘迫综合征、休克、炎症等，都与自由基直接或

间接产生损伤有关。

第二节自由基对机体的损害作用自由基在体内水平增高时，其可作用于细胞的生物大分子，如核酸、脂质和蛋白质等，

使生物大分子受损，从而引起许多疾病或病理过程。

（一）自由基对核酸的破坏

60许多实验表明，自由基可以破坏核酸，产生严重的不良后果。如用Co的γ射线作用含有甲酸盐的噬菌体Φx-174DNA溶液，可使DNA受到损伤。如果加入SOD和CAT，可____使DNA受到保护。表明DNA的破坏与O?和HO有关。自由基通过以下反应可直接作用222

于核酸，引起核酸破坏。

1.碱基修饰主要是由于自由基与碱基发生加成反应。如OH?可在胸腺嘧啶的5、6-

双键位进行加成，形成胸腺嘧啶自由基，如图所示：

OH?加成位置，既可在嘧啶环的5位，也可在6位。

又如尿嘧啶，?OH也可在其5，6-双键位进行加成，从而产生尿嘧啶自由基。其中，5

位加成大约占82％，6位约18％。

2.链断裂主要是由于自由基从其戊糖夺取氢原子，使之形成Ｃ具有未配对电子的自4

由基，然后，该自由基又在β-位发生链断裂。具有未配电子的自由基，从而使DNA链断裂。 4

用γ射线照射实验表明，大部分OH?可在碱基双键进行加成，只有10%～20％的OH?可碱基是核酸的重要组成成分，其改变可导致在基因控制下进行的许多过程受到破坏；

从其糖的部分夺取氢原子，使之形成在C核酸分子断链，可使核酸分子的完整性和构型受到破坏，导致细胞死亡。

（二）自由基对染色体的破坏

染色体是遗传物质的主要载体，DNA是染色体的主要成分。因此自由基对DNA 的破坏必然使染色体出现变异。

电离辐射可使受损细胞染色体断裂，加入SOD到培养基中可使染色体受到保护。表明

____电离辐射引起的染色体断裂，与O?的作用有关。 2

总之，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DNA断裂，其作用的80％为OH?所致。OH?与脱氧核糖及碱基反应并使其发生改变。

蛋白质种类繁多，其广泛分布于细胞内外，故极易受自由基的攻击，当其中具有催化

活性的酶或具有信息转导作用的受体受到损伤后，还可将自由基损伤效应放大。（一）自由基氧化损伤后成酶活性降低或丧失

同一自由基作用于不同酶其失活机制不同，不同自由基所致同一种酶的失活机制也不

同，在自由基所致蛋白质损伤中，过渡金属离子（Fe3+2+2+或Fe、Cu等）发挥着重要作用。自由基首先攻击连接金属离子的氨基酸，因此，金属离子介导的氧化损伤被称为“定点损伤”。

（二）蛋白质肽链断裂

自由基使蛋白质肽链断裂的形式有两种，即肽链水解和从α碳原子处直接断裂。究竟采取何种方式，取决于自由基和蛋白质的类型、浓度及两者之间的反应速率。

（三）蛋白质交联

自由基可使蛋白质分子中半胱氨酸的-SH被氧化为二硫键，酪氨酸氧化形成三酪氨酸，

从而造成蛋白质交联。交联形式可分为：分子内交联和分子间交联。对某一种蛋白质而言，

究竟以哪种形式交联，主要与其分子中半胱氨酸和酪氨酸的数目有关。

（四）氨基酸转化及电荷改变

自由基能使蛋白质分子中的某些氨基酸的数量发生改变，如组氨酸、精氨酸、脯氨酸、

赖氨酸、苏氨酸及丝氨酸含量常降低；而谷氨酸、天冬氨酸和甘氨酸含量常增加。减少的氨

基酸不是从肽链中脱落丢失，而是其侧链基团经自由基攻击发生了转化，从而转化为其他类

型氨基酸。氧化型蛋白质中碱性氨基酸（如精氨酸、组氨酸、赖氨酸）的减少及酸性氨基酸

（如谷氨酸、天冬氨酸）的增加，使蛋白质分子中正电荷减少，而负电荷增加，使蛋白质等

电点降低。

另外，自由基还能使蛋白质分子的高级结构，即构象发生改变，免疫学性质发生变化

以及被自由基损伤的蛋白质很容易被蛋白水解酶水解，即自由基可“标记”蛋白质使之易被

蛋白酶识别并将其降解。

细胞中的脂类受自由基作用后，很容易发生脂质过氧化。脂质过氧化是指脂肪酸，尤

其是不饱和脂肪酸经自我催化的链式自我氧化反应（autoxidation reaction），产生大量自由基的过程。脂质过氧化可分为触发、扩增和终止3个阶段。不饱和脂肪酸的碳链上常含有位于

两个双链之间的亚甲基，而亚甲基的氢原子比较活泼，自由基可以夺取其氢原子，使之形成

脂质自由基，引发脂质过氧化反应。脂质过氧化可使细胞受到多方面损害，其机制很复杂，

至今尚未完全阐明。其最基本的损害机制，可归纳为以下3方面：

（一）脂质过氧化可使细胞的脂质受破坏，从而导致细胞膜功能障碍及膜酶损伤

细胞膜的主要成分是极性脂质（磷脂和胆固醇等）和膜蛋白。膜磷脂中的不饱和脂肪

酸发生脂质过氧化反应，可使不饱和脂肪酸减少，引起膜的流动性降低，脂质过氧化还可导

致膜通透性增强、线粒体膨胀、溶酶体酶释放、酶失活等损伤。如红细胞膜中含有大量不饱

和脂肪酸，而且又直接暴露于氧，很容易发生脂质过氧化反应，使红细胞膜受破坏，发生溶

血。

（二）脂质过氧化过程中生成的氧自由基对酶及其他成分的损伤

脂质过氧化反应中可产生多种活泼自由基，其可攻击细胞中的酶和其他成分，使之丧

失功能。如脂质过氧化反应中产生的过氧自由基（ROO?），可从蛋白质分子中夺取氢原子，使蛋白质分子变为自由基，发生自由基反应，导致蛋白质变性、酶失活。

（三）可扩散性醛的毒性效应

脂质过氧化产物中醛类化合物，对细胞也有毒性作用。如脂质过氧化产物中的丙二醛，

是1个双功能基化合物，可作交联剂，能与蛋白质、核酸、脑磷脂等含氨基化合物反应，使

之发生交联，丧失其功能。

脂质过氧化对机体的损害，可引起多方面病变（图3-l）。

图3-l 脂质过氧化与某些疾病的关系

细胞内产生的脂质过氧化物，可破坏相关细胞，使局部组织损伤；脂质过氧化物逸出

细胞，引起血清过氧化脂质含量升高，使末梢组织受损害；脂质过氧化物抑制PGI生物合成，引起血小板聚集和血管痉挛收缩；通过形成脂褐素，使细胞老化。因此衰老、肿瘤、炎

症、血栓形成、动脉硬化、溶血及某些肝、肺疾病，可能均与脂质过氧化有关。

第三节自由基与某些疾病

生理情况下，动物体内约有l%～5％分子氧通过多种途径产生氧自由基，但其生成与清

除两者处于动态平衡。当某种因素使自由基生成过多或超过清除能力或／和清除功能减弱

时，则自由基在体内增多。过多的自由基通过损伤生物大分子，破坏细胞结构与功能，促使

疾病发生与发展。其中仅氧自由基引起的疾病，目前确认的已超过100余种。本节仅就自由

基在某些疾病发生中的作用作一简要介绍：

（一）自由基与心力衰竭

引起心力衰竭的原因很多，其发生机制也很复杂，多是几种因素综合作用的结果。近

年研究表明，氧自由基（OFR）及其脂质过氧化物（LPO）可能参与心力衰竭的发生发展过

程。

心力衰竭时，OFR的产生与心肌缺血缺氧有关。由于长期的压力负荷及（或）容量负

荷过重，使心肌张力升高，心肌肥厚，在代偿机制中由于交感神经-肾上腺髓质功能加强，儿茶酚胺分泌增多，均可加重心肌缺血。心肌缺血，首先使细胞内一系列催化OFR产生的酶激活，包括黄嘌呤氧化酶和磷脂酶。黄嘌呤氧化酶激活，可催化氧分子与次黄嘌呤、黄嘌

呤反应产生OFR；磷脂酶活化，可促进花生四烯酸代谢，PG合成增加，同时产生OFR；其次，补体系统激活，可加强白细胞的趋化性、聚集性和脱颗粒作用，使之释放OFR；另外，儿茶酚胺经单胺氧化酶催化分解过程也可产生OFR。

一般认为OFR及其LPO通过下面途径影响心脏功能：首先，OFR作用于心肌细胞膜2+2+浓度增高，导致细胞内Ca超负荷，影响心脏功能；的不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化损伤，影响膜的液态性、流动性及通透性，造成膜容量调

其次，OFR及其LPO可使心肌细胞线粒体肿胀、崩解、ATP合成障碍，导致心肌收缩力下节及离子转运功能障碍，细胞内Ca

降；其三，OFR可破坏溶酶体膜，使其释放磷脂酶，并激活膜旁磷脂酶，破坏膜磷脂，严

2+重时心肌收缩能源外溢，直至细胞自溶；最后，OFR可以使肌浆网膜上Ca-ATP酶失活，

2+肌浆网摄取和释放Ca的能力减退，从而影响心脏的收缩与舒张功能。

（二）自由基与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是动脉发生了非炎症性、退行性和增生性病变，

导致血管壁增生变硬，失去弹性和管腔变小而致的动脉硬化血管病。因在动脉内膜积聚的脂

质外观呈黄色粥样，故称为AS。

AS的病因及发病机制未完全明了，近年来OFR及LPO在AS发病机制中的作用受到普遍关注。许多实验表明，AS发生发展的某些病理过程和环节与脂质过氧化有关。高血压、

高血脂、糖尿病等致病因素均可以增加机体细胞的脂质过氧化损伤，从而促进AS的形成。LPO可以改变内皮细胞（EC）结构及其功能，损伤EC生物膜系统，使其通透性增加，单

核－巨噬细胞黏附并易于穿入动脉内膜，继之血管平滑肌细胞（SMC）增生，动脉内膜局灶增厚并形成纤维斑块。

OFR与细胞膜不饱和脂肪酸（PUFA）反应生成脂质自由基或LPO，可以与邻近PUFA发生链锁反应，改变细胞膜不饱和脂肪酸与磷脂的比例，降低其流动性；通过膜蛋白与磷脂

之间的交联，破坏膜蛋白功能。此外，OFR还可直接与膜内的巯基结合，致使EC肿胀甚至坏死。OFR还可通过血浆低密度脂蛋白和高密度脂蛋白的氧化修饰影响EC的形态及其功能，导致AS形成和发展。

OFR介导的脂质过氧化反应损伤EC后，其合成、分泌PGI

、内皮源性舒张因子（EDRF）、2

组织纤溶酶原激活剂（t-PA）的能力减退，调节血管舒缩和抗血栓形成等功能受损，从而促

进AS形成：首先，PGI合成酶活性受抑制，前列腺素内过氧化物不但不能被该酶转化成2

PGI，反而被血小板中的TXA合成酶转化成TXA，从而引起血小板聚集并释放活性因子，222

加重受损部位的病理变化；其次，EDRF分泌减少，促使EC和SMC由收缩表型向合成表型转变，最终引起内膜增生以及AS形成。

综上所述，在致病因子作用下，OFR造成EC脂质过氧化损伤以及血浆脂蛋白的氧化修

饰，破坏EC的形态及功能，致内膜屏障作用减弱，血脂浸润；PGI合成减少；血小板聚集，2

释放生长因子；SMC迁移、增生，形成泡沫细胞，变性坏死，导致AS形成。因此AS的发生发展与自由基脂质过氧化损伤密切相关。

（一）自由基与消化道溃疡

消化道溃疡的病因和发病机制较为复杂，一般认为保护因素减弱或／和损伤性因素增

强会产生溃疡。近年研究发现消化道溃疡的发生与OFR损伤有关。实验表明，消化道溃疡

发展期动物，其血清中丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量明显升高，而且CuZnSOD活性降低，随着溃疡愈合，动物血液中CuZnSOD活性均有程度不同的回升。用二乙基二硫代

氨基甲酸钠（DDC）抑制胃黏膜内源性SOD，可造成鼠溃疡。用五肽胃泌素可以诱发鼠发

生十二指肠溃疡，但是给予二甲亚砜、别嘌呤醇可以防止溃疡发生。同时发现给予动物自由

基清除剂可以预防难治性溃疡复发，促进其愈合。OFR生成体系亚铁离子／维生素C黏膜内注射可以诱发胃溃疡，并伴有脂质过氧化终末产物MDA含量增加，当给予SOD可缩小溃疡面，降低MDA含量，说明OFR可能参与消化道溃疡的发生及发展。

（二）自由基与肝硬化

肝硬化是一种常见的慢性、进行性、弥漫性肝病，是不同病因长期或反复作用的结果。

病理特点是广泛肝细胞变性坏死、肝细胞结节性再生，结缔组织增生及纤维化，导致正常肝

小叶结构破坏和形成假小叶。肝脏逐渐变形、变硬，而发生硬化。目前认为，肝硬化的发生

除一般常见因素（如病毒感染、慢性乙醇中毒、肝淤血、营养障碍等）外，还与自由基的损

害有关。肝硬化时，动物体内LPO增加，表明脂质过氧化作用增强。其可能与下列因素有

关：?肝硬化时肝脏纤维组织增生，压迫正常组织引起缺血缺氧，通过黄嘌呤氧化途径产生

大量OFR；?缺血缺氧时肝脏合成SOD减少，OFR清除能力下降；?肝硬化时肝脏解毒能

力减弱，造成体内毒性物质积聚，吞噬细胞激活，引起呼吸爆发，OFR产生增强。同时，诱发产生LPO，随血流到达远隔脏器，造成其损伤。红细胞受OFR和LPO攻击，膜渗透脆性增加，易被脾脏清除，因SOD被消耗或由于LPO使蛋白质交联而失活，故SOD下降。

用自由基清除剂对雄性大鼠进行肝纤维化预防和保护实验发现，自由基对肝细胞的毒

性作用主要通过两种方式，其一是活化分子氧，产生氧自由基使内质网膜上的多价不饱和脂

肪酸发生脂质过氧化，从而破坏肝细胞膜性结构，导致肝功能障碍；其二是自由基易和膜蛋

白及酶蛋白结合，使肝内抗氧化物和蛋白含量下降，从而影响物质在肝细胞内代谢。另外，

过氧化物刺激肝细胞合成胶原纤维加速肝纤维化，而SOD对肝纤维化有预防作用。综上可

见，OFR是造成或加速肝硬化发展的主要因素之一。

各种因素，如辐射、病毒和化合物等可诱导自由基生成酶活性增强或／和抑制抗氧化

系统功能，导致细胞内自由基增多。增多的自由基除可直接与细胞内许多重要生物分子（如

核酸、脂、糖和蛋白质等）作用，造成细胞结构和功能改变外，还可通过影响细胞信号转导

系统，使细胞丧失正常接触抑制而不断地增殖，同时自由基及其代谢产物还可作用于免疫系

统，使其功能减弱或丧失，从而引起和促进肿瘤发生与发展。

（一）促癌过程中自由基的产生及其作用

目前认为，自由基中活性氧在促癌过程中起重要作用。许多促癌剂都可通过直接或间

接方式产生活性氧，而活性氧再通过对生物大分子的作用发挥促癌效应。

某些促癌剂可刺激细胞内产生一系列活性氧产物。如佛波醇肉豆寇醋酸酯（PMA）可刺激多形核粒细胞产生超氧化物阴离子，其浓度与PMA剂量成正相关。另外，促癌剂对细

胞内抗氧化酶活性的抑制，造成活性氧浓度增加，可能是促进肿瘤发生发展的重要因素之一。

（二）脂质过氧化与肿瘤形成

—脂质过氧化参与了肿瘤形成的两个不同阶段，即起始阶段和促成阶段。脂质过氧化所）氧化巯基引起膜脂质过氧化，呈现细胞毒性，其分解产物OH?和NO比2产生的各种自由基和醛类都可能参与癌的起始阶段，从而造成DNA损伤。如过氧亚硝酸阴NO更活泼，毒性更大。OH?可氧化DNA，造成键断裂，交叉联结和碱基修饰等。此外，

1离子（ONOONO可直接氧化成NO导致DNA损伤。NO和HO反应生成具有细胞毒性的O。 2222

脂质过氧化除本身促癌作用外，也能促使一些其他致癌物产生，对肿瘤有间接促成作

用。如加入过氧化脂质可促使某些氨基酸、单糖及肌酐相互作用而产生2-氨基-3，4-二甲基异吡唑喹啉和2-氨基-3-甲基异吡唑喹啉等，而这些物质均具有致癌性。

（三）肿瘤组织的抗氧化作用

肿瘤细胞具有比一般细胞更高的抗氧化能力。

实验动物肿瘤研究发现，肿瘤细胞中MnSOD、CuZnSOD和CAT活性降低，而谷胱甘肽硫转移酶（GST）和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PD）活性在许多肿瘤细胞中增高。SOD

____和CAT活性降低，可能造成O?和HO的堆积，GST和G-6-PD增加可以消除某些HO22222的毒性。上述变化的真正原因和意义以及机制目前均不十分清楚。

有学者认为，脂质过氧化可能在细胞分裂中起调控作用。氧刺激、脂质过氧化、基因

突变及表达改变、抗氧化水平变化，数者之间存在着以脂质过氧化为中介的互为条件的双向

关系。

（四）慢性感染和炎症是不同肿瘤发生的重要因素

炎症时，单核－巨噬细胞被激活，生成NO及其衍生物在致癌中起重要作用。

1.活化巨噬细胞（M）介导亚硝基化反应体内二价胺与NO衍生的亚硝基化合物反Φ

应，直接生成致癌性强的亚硝胺。体外实验表明，脂多糖（LPS）和IFN-γ诱导M生成Φ——NO、NO等亚硝基化合物。另外，在M杀瘤机制研究中发现，TNF-α与NO有协同作23Φ

用，NO促进TNF-α杀伤原来对其不敏感的肿瘤细胞，提示NO是一种介导M杀伤肿瘤细Φ胞的细胞毒性效应分子。

2.NO促进内源性亚硝胺形成实验证明，LPS和胺类前体物引起大鼠内源性亚硝酸盐

如N-亚硝基噻唑烷-4-羧酸（N-nitorsothiazolidine-4-carboxylicacid，NTCA）和N-亚硝基吗啡啉增多。亚硝胺也是肝硬化发展成肝癌的重要因素之一。

3.NO诱导DNA损伤 NO可诱导DNA的氧化、脱氨基、碱基化、键断裂和突变修复

错误，或基因表达失控，使癌基因激活和抗癌基因失活，从而促进肿瘤的发生发展。如抗癌

基因P突变，可能与NO诱导有关。 53—总之，慢性感染使M激活产生NO增多，NO通过形成ONOO和OH?以及N-亚硝Φ

基化合物，引起DNA脱氨基或／和碱基化而损伤。

（一）红细胞易受自由基损害

由于红细胞经常接触高分压氧，同时红细胞膜富含不饱和脂类及铁，以及红细胞所处

的环境，使其经常与细胞内外的自由基接触，在红细胞内氧化HB转化为高铁HB的过程中，

____随之也产生了O?；但是，红细胞自身也具有一套抗活性氧体系，其中包括CAT、GSH-px、2

SOD等酶系，以及足够的G-6-PD、VitE、C和蛋白水解酶等以清除被氧化的蛋白质。

（二）氧化损伤促进红细胞的破坏

在许多红细胞异常疾病中，氧化损伤可起着促进红细胞破坏的作用。脂质过氧化可使