活性氧自由基与疾病的关系研究进展

中英文摘要 (2)

1 前言 (3)

2氧自由基 (3)

2.1氧自由基的种类 (3)

2.1.1 超氧化物自由基[O2-] (4)

2.1.2 过氧化氢自由基源 (4)

2.1.3 羟基自由基[HO.] (4)

2.1.4 单线态氧 (4)

2.1.5 过氧化脂质 (4)

2.2氧自由基的相互作用原理 (5)

3氧自由基对人类造成的危害及防治手段 (5)

3.1氧自由基会造成什么样的危害 (5)

3.2活性氧自由基的清除和对疾病的减缓 (6)

3.2.1 微量元素对活性氧自由基的清除 (6)

3.2.2 药用植物中存在的天然抗氧化剂 (6)

3.2.3 具有抗氧化作用的植物 (7)

3.2.4 具有抗氧化性的酶 (7)

3.2.5 化学合成药作为抗氧化剂 (7)

4总结 (8)

参考文献 (9)

声明................................................................................................ 错误！未定义书签。致谢 ........................................................................................................ 错误！未定义书签。

活性氧自由基与疾病的关系研究进展

摘要：氧本是一种生命体赖以生存的物质，自然界中无处不在，当它参与反应转化成活性氧自由基时，对人类乃至各种生命体都造成了严重的危害，从而导致各种疾病。诸如：心脑血管疾病、糖尿病、白内障、炎症、衰老，以及我们谈虎色变的癌症等等。本文将简单的探讨活性氧自由基的成因，造成的疾病和怎么去预防氧自由基的给我们带来的危害。

关键词：氧，氧自由基，疾病，预防

The Research Progress of the Relationship of the Oxygen free

Radicals and Disease

Abstract：Oxygen is a kind of substance to survive for organisms and it is ubiquitous in nature, but When it was transferred in reactions into active oxygen free radicals, that are capable of inflicting fatal injuries and caused disease to humans and all living organisms. Such as cardiovascular disease, diabetes, cataract, inflammation, aging, cancers and so on. The article will be discussed the formation of the active oxygen free radicals, the mechanism of pathopoiesia and how to prevent its harm to organisms by reducing oxygen free radicals.

Key word: Oxygen, Oxygen radicals, Disease, Prevent

活性氧自由基与疾病的关系研究进展

1 前言

众所周知人类的衰老与氧化过程有关，而真正的造成这一情况的因子就是氧自由基。人类生活在饱含氧气的空气中，是我们维持生命的不可或缺的一种物质，一旦离开氧气，人类的生命就不会存在，但氧气也会对人类造成危害，并且有某些情况下能杀死我们健康的细胞有更甚者会导致死亡。说到这里令人毛骨悚然，然而我们要知道的是直接杀死细胞的并非氧气本身，而是我们前面提到的由它变化产生的代谢产物氧自由基。它会直接造成生命体的细胞膜的损伤和细胞内某些功能性的障碍，所以它是人体疾病、衰老和死亡的始作俑者，它的存在直接关系到我们人类生活和生存。为此人类做了大量的实验工作来研究它，人类生命过程中发生的许许多多的重要反应( 如新陈代谢中最常见的氧化还原反应等等) 多与活性氧自由基有关。并且近些年来，对活性氧自由基的研究在医学、生物学、生物化学及生命科学等领域受到了高度重视，国内外许许多多的科研工作者和团队对活性氧自由基的产生与表征也相继进行了多方面的研究和探索[1-4]。

2 氧自由基

活性氧自由基，指的是含有一个不成对电子的氧原子或者含氧基团。因为如果原子要形成分子，原子里的电子必须配对，并且原子和原子之间如果形成化学键，那么化学键中电子也必须要成对出现，因此氧自由基就必须去夺取其他的物质中的一个电子，从而使得自己形成以稳定的性质存在。根据化学中的定义，把这一类行为现象称之为“氧化”。而人类生物体系常遇到的氧自由基也无时无刻不在发生着这样的反应。然而像这些羟自由基、脂氧自由基、超氧阴离子自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基再加上单线态氧、过氧化氢和大气中常见的臭氧，我们通称为活性氧。我们体内存在的活性氧自由基也具有如免疫和信号传导过程的功能和作用，但是过多的活性氧自由基对生命体就会造成危害，造成人类正常细胞组织的损坏，从而引发各种疾病的出现。如心脏病、心脑血管疾病、老年痴呆症、炎症、帕金森病和肿瘤等等。另外，外界环境中的自然界的各种辐射、空气污染、烟尘、化学药物的大量使用等都会促使人体产生更多的氧自由基，使我们最本源的核酸发生突变，归根结底这就是人类衰老和疾病的根源。

2.1 氧自由基的种类

科学界对自由基的研究表明，自由基的种类较多，大多转瞬即逝，迅速的发生反应而消失，并且瞬间再次的产生。根据它的特性，主要将其分为如下五种[5]:

2.1.1 超氧化物自由基[O2-]

它是最早同时也是最多的自由基，广泛的存在生命体中，在生命体中无论是在非酶反应或酶参与的反应中都可能通过接受电子的方式氧化生成超氧化物自由基, 而该自由基又可诱导体内超氧化物歧化酶使其及时得到清除。

2.1.2 过氧化氢自由基源

俗名双氧水，日常生活中在极稀的浓度下用于创口和其它的消毒，可见它的氧化性强弱。它是自然界中能稳定存在的一种氧化性物质，能产生破坏性极大的羟基自由基。

2.1.3 羟基自由基[HO·]

它是最为活跃的自由基，能与大多数的有机物或无机物快速的发生反应，且迅速的产生和消失。而它主要的危害是会使得生命体内脂质的过氧化而造成细胞的破坏，同时也会和核酸、糖类、氨基酸类、磷酸酯类等大多数生物体内的活性本源物质发生反应，特别是和我们常说的遗传因子DNA中的嘌呤和嘧啶的作用，从而导致细胞的突变和死亡。

2.1.4 单线态氧

也叫激发态氧分子，它在生命体内会不断生成与消失，且在多种生理活动和病理机制中起作用，不论出现好的或者坏的作用。比如说在光敏化氧化条件下，各种生物的活性成分（如蛋白质、氨基酸、核酸等等）都很容易与其发生反应而使得有机体遭受损坏，如发生在动物和人体中时会引发蛋白质光氧化疾病。

2.1.5 过氧化脂质

脂肪类物质中的不饱和脂肪酸能为氧化，从而产生这一类物质。因此它们是许多有机反应后必然产生的产物，并且大多发生于细胞膜上，从而导致细胞膜失去其生命作用和功能或者造成死亡，另外它也会直接的与生命物质蛋白质和核酸发生作用，也造成细胞、组织更甚者是器官的病变或衰竭。

2.2 氧自由基的相互作用原理

生命体经细胞从自然界获取的氧是分子态的单质氧，这些获取的氧大部分被人体吸收利用与生命体的一系列复杂的反应，以维持生命体各自的均衡，它促使生成新的我们身体需要的物质，同时也产生能量维持人体的正常运转。另外有少数的氧被转化成自由基形态，因为这种物质非常活泼，以致能与各种生命物质发生反应和作用，从而造成一系列对细胞乃至生命体具有破坏性的连锁反应。

这里我们认为氧自由基的危害如此之大及其可怕。但是正常情况下，我们的细胞是不会遭受这种分子杀手的毒害，为什么呢？这是因为在我们人体细胞内存在着大量的抗氧自由基的物质，抗氧化剂。例如常见的维生素E、维生素C以及一些酶等等，这些天然存在的抗氧化剂被人体吸收和利用就能够与氧自由基发生反应，使的氧自由基被彻底清除，从而消除它的危害。

3 氧自由基对人类造成的危害及防治手段

3.1 浅谈氧自由基产生的危害及机制

要谈到的是活性氧自由基会对人类造成什么样的危害呢？当人体受创伤或者是手术流血过多时，我们的身体组织就会处于缺氧的状态，而机体在这种状态下就会出现代谢上的紊乱，原本顺利的生命运动过程受到阻碍，即所谓的能量代谢发生障碍，此时细胞色素氧化酶没有能力把氧代谢成水，那么这时氧原子便会被脱去一个电子，而使得其从无害的氧变成具有杀伤性的活性氧自由基。由此造成细胞膜的结构和功能的破坏，破坏线粒体，切断细胞能源的供应，毁掉溶酶体，使得细胞自溶而消亡。不仅仅如此，它同时也会对人体的非细胞的组织体和结构形成危害，如破坏细胞的粘合作用，使得完整的血管组织变得破败不堪，从而发生血液上的疾病，发生血崩，组织液渗漏，更有可能导致组织的水肿和紫癜等情况的出现。进一步的情况也会影响到我们的重要的一个控血器官—心脏，如冠状动态的痉挛，心肌细胞缺血缺氧造成的一系列代谢的改变，打破了原有的平衡，细胞里面的抗氧化剂也随之减少，从而再次使得氧自由基的生成作用加快，当心脏从新恢复正常状态的时候，新的血液的注入，此时由于抗氧化剂的不足，不能够有效的清除产生的氧自由基，由此对人体造成高度的杀伤力，大量的离子从心肌细胞中溢出，扰乱心脏正常的搏动，引起心室颤动，从而导致死亡。

除了对心血管的影响外，还会造成糖尿病、白内障、炎症、衰老、中风、癌症等等疾病。

上面谈到活性氧自由基对生命体尤其是人类造成的影响和危害，针对这些影响和危害我们该怎么对待和应付呢？

3.2 活性氧自由基的清除和对疾病的减缓

正常生命体特征下，体内产生的活性氧自由基虽然不断的产生，同时也不断被抗氧化系统清除掉，至始至终保持一种动态平衡。虽然自由基中的大多数被抗氧化剂所清除，但依旧会有逃逸的氧自由基可能造成细胞及脱氧核糖( DNA) 的损伤。外源性抗氧化剂能够加强淬灭这些逃逸的自由基，从而减缓氧化损伤的速率[6]。抗氧化剂通常分为酶类和非酶类抗氧化剂，有些文献也把区别于这两类之外出现频率相对较低者称之为相关抗氧化剂。将固有的清除剂称为内源性抗氧化剂，而从外界摄入的抗氧化剂如食品或药品称为外源性抗氧化剂。内源性抗氧化剂又可根据它的特性被分为水溶性、脂溶性以及金属络合物三类。

3.2.1 微量元素对活性氧自由基的清除

人们也常说多食用含硒的食物能美容，这里我们要阐明的是这种说法是有根据的，学术界认为硒是若干抗氧化酶的必需组分，它组成的这些物质能消除脂质氢过氧化物，掐断活性氧自由基的致病起因，从而起到防病的作用。因此生命体中硒水平的高低直接关系到对相关疾病的抵抗能力，和生命体所表现的抗氧化能力的强与弱［7］。

锰也是某些重要酶的形成体，经实验［4］证实，锰可以消除在脂质代谢中产生的氧自由基，同时还表现一定程度的抗癌作用，常用于临床诊治。

3.2.2 药用植物中存在的天然抗氧化剂

多糖类的物质。如：藻类多糖，从海带中提取的含单糖和硫酸基的水溶性杂多糖；菌类多糖；其它植物多糖，如金线莲多糖、沙棘多糖、南沙参多糖等均具有清除氧自由基与抗老化的作用，为多糖的药理应用开拓了新的研究方向[8-10]。

黄酮类化合物，研究表明，如黄芩甙、柚皮甙等可以有效的清除羟自由基HO，可参与治疗一些因HO增加而引起的炎症、衰老和肿瘤等疾病［9］。

酚类，如诃子多酚能有效清除活性氧自由基，对卵磷脂脂质过氧损伤有显著的抑制作用[11]。

萜类化合物及其甙。人参总皂甙，人参总皂甙是从人参中提取物的主要成分，可延缓衰老，增加SOD和过氧化氢酶在血液中的含量，具有明显的抗氧化作用和延缓衰老[12]。

冬凌草甲素,冬凌草甲素为四环二萜类化合物，是从冬凌草中分离提取而得到的。在临床上应用中可作为一种抗氧化剂而用于癌症的治疗[13]。

蒽醌类化合物。现代医学分析中证实芦荟内含有大量的蒽醌类化合物，芦荟的主要药用成分是芦荟素和大黄素，具有抗炎、抑菌和杀菌作用，能够达到清除活性氧自由基，促进细胞再生和伤口愈合的作用，还可防止和避免血管狭窄造成的疾病[14,17-20]。

3.2.3 具有抗氧化作用的植物

根据学术界对人类营养的探索以及流行病学的研究发现，常食用新鲜时令的蔬菜与水果，有延缓衰老的作用，不仅可以降低肿瘤，特别是消化道肿瘤的发病率，这是因为蔬菜和新鲜的水果可以清除掉能产生氧自由基的原发物质，也就是所谓的超氧负离子，随着超氧负离子的减少，生成氧自由基的本源也就相应的减少，由此而达到延缓人类衰老的目的。通过对营养方面的研究发现，生活中常见的水果、蔬菜大多数都具有清除超氧负离子的作用。而蔬菜中尤其以荠菜、青菜、蒜头、黄芽菜的抗氧化效果最强[21-24]。再者，常吃那些富含维生素A的胡萝卜、菠菜、花菜和甘薯，富含维生素C的葡萄、桔子和青椒，含维素E的豌豆、柠檬和未加工的麦胚芽、葵花籽、花生仁，还有富含硒的卷心菜、洋葱、燕麦片，海产品和一些常见的野草野菜[25-27]，如马齿苋[15]等等。

3.2.4 具有抗氧化性的酶

巴曲酶。科研人员用巴曲酶进行体外清除氧自由基的实验证实了巴曲酶可以极为有效的清除超氧阴离子自由基，说明它是一种优良的抗氧化剂，具有极广的应用前景[16]。

超氧化物歧化酶。SOD是一种具有抗氧化性能且能清除氧自由基金属离子的蛋白质，常人的血液中SOD含量一般维持在90 mg.L-1，由此可以看到SOD 对生命体尤其是人类的重要性。

3.2.5 化学合成药作为抗氧化剂

4-氧和4-羟四甲基哌啶氮氧自由基和它的衍生物具有明显的抗脂质过氧化物的作用，可以较好的清除活性氧自由基[28]。

吲达帕胺和维拉帕米均具有护理心肌和清除活性氧自由基的功效，可用于治疗冠心病[9]。

抗氧化剂的群体是相当庞大的，它包括:机体组织中本来就含有的胆红素、组氨酸蛋白、还原性谷胱甘肽、牛磺酸、胱氨酸、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧

化物酶等；食物中能够摄入获得的各种维生素、氨基酸、矿物质和植物还原性物质等。后者主要来源是自然界中本身存在的天然抗氧化剂。自然界中的天然抗氧化剂种类繁多，譬如维生素中的Va、Vc和Ve、胺氨酸、含硒的化合物、前花青素等等，矿物质中的硒、锰、锌、铁等等，植物中的黄酮类、多酚类、类胡萝卜素类等等。除此之外，还包含动物肉类中的酶类和肽类等[29,30]。

4 总结

综上所述，人类在与疾病的斗争中，不断的研究和寻找出多种多样的药物食物以达到祛病强身，维持自身的健康和养颜延缓衰老的作用。那么人类要生活的更好，该怎么处理和应对呢？

烟熏火燎的环境对人类乃至任何生命体都是有危害的，近些年国家也大力整治烟尘的污染，已取得了显著的效果。研究同样也证实吸二手烟和直接吸烟对机体造成的伤害是一样的。所以尽量少食煎炸食物和处在油烟较重的环境中。

是药三分毒，这句话不无道理。无论中药西药，治疗的疾病越顽固，毒性自然就越大。常用的抗生素，消炎痛剂到抗癌的化疗药物都是会产生自由基的，千万不要荒唐的认为药物可以有病治病，无病保身。这里建议有病求医，谨遵医嘱，该服药才可服药，切不可滥用药物。

农产品的丰产与农药的使用是密不可分的，残留农药的农作物当人体食用后会产生大量自由基从而造成危害。当我们避无可避是，可将蔬果放入冰箱一至二天，这样可以分解掉80 - 90%的残留农药，极大的减少对人体的危害。

水是生命之源，在人的一生中都是不可或缺的，每个人每日应饮用1200毫升以上的水以保证身体的正常供给。但是这里说到的是，必须是干净的饮用水。

机体维持正常的生命运作，与食物是密不可分的。经常食用新鲜的蔬菜和水果能较好的帮我们清除自由基，减少疾病的发生。同时还得适当的食用如鱼、蛋、奶、豆类含有丰富蛋白质的食物，加强身体营养的供给，多方均衡。在食品加工过程中也得加强注意，对添加剂严格的控制，尽量以新鲜的食材为主。譬如腌制过的食品中含有亚硝酸盐，在机体内也会诱导而产生致癌物。

总而言之，随着科学界对氧自由基认识的逐渐深化，也形成了一套比较行之有效的人类自我调理方法。当加强身体的自身锻炼，规律性的生活，服药需谨慎，摒弃恶习恶俗多食用新鲜的时令果蔬，多补水，让我们最大程度的减少氧自由

基给我们带来的伤害，让我们更加的健康。

参考文献

[1] 王崔平. 活性氧自由基的检测及其清除研究[D], 首都师范大学, 硕士毕业论文, 2007.

[2]左玉. 自由基活性氧与疾病[J], 粮食与油脂, 2011, (9): 9-11.

[3]Wang F.H, Ogata T, Ito T. Hydroxyl Radical Scavenging Ability of Chinese Herbal Medicines Determined by an ESR Spin-Trapping Technique [J] . ITE-IBA Letter on Batteries, New Technologies & Medicine, 2009, 2( 1) : 24-28．

[4] Zhong Ji Qian, Won Kyo Jung, Se Kwon Kim. Free radical scavenging activity of a novel antioxidative peptide purified from hydrolysate of bullfrog skin, Rana catesbeiana Shaw [J]. Bioresource Technology, 2008, 99: 1690-1698．

[5]黄元乔,黄元汛, 宋高晴等. 活性氧化自由基特性及对衰老过程的作用[J], 湖北体育科技, 1995, (4): 61-63.

[6]王福海, 黄成华. 活性氧自由基的研究进展[J], 广州化工, 2013, 41(16): 10-12.

[7] 中国营养学会.中国居民膳食营养素参考摄入量[M].北京: 中国轻工业出版社, 2008: 210-225.

[8]林丽清, 黄丽英, 郑艳洁等.金线莲多糖的提取及清除氧自由基作用的研究[J].福建中医学院学报, 2006, 19(5): 37-39

[9]孙亚捷,李新芳.南沙参多糖对小鼠的抗衰老及清除氧自由基作用研究[J].中国药师，2005, 7(9): 713-716．

[10] 孔靖. 清除氧自由基药物的研究进展[J]. 包头医学, 2009, 33(3):156-159.

[11]贝玉祥, 郭英, 范逸平等.诃子多酚清除活性氧自由基及体外抗氧化作用研究[J],云南民族大学学报(自然科学版), 2009, 18(1):51-54.

[12] 王榆.人参皂甙对自由基的清除作用[D]. 重庆大学硕士论文, 2003．

[13] 张予,工筠,楼丽广等. 冬凌草甲素对活性氧自由基的清除作用[J] . 河南医学研究, 1999, 8(2):

100-101．

[14] Pin Der Duh. Antioxidant Activity of Burdock ( Arctium lappa Linné) : Its Scavenging Effect on Free- Radical and Active Oxygen[J]. JAOCS, 1998, 75( 4) :455-461．

[15] 曾小玲.马齿苋水提物对氧自由基清除作用的研究[J] . 湖南医科大学学报, 1999, 24(2): 133-136．

[16] 钱加强. 巴曲酶体外清除超氧自由基的研究[J] .中风与神经杂志, 1998, 15(5): 274-277．

[17]钟秀倩.氧自由基与疾病[J] .韶关学院学报.自然科学, 2006, 27(6): 87-90．

[18] 郑荣梁, 沈文梅, 刘凯勋等.自由基生命科学进展(第六集)[M].北京:原子能出版社, 1998:38．

[19] 高斌, 高洪. 氧自由基与细胞损伤[J] .动物医学进展, 2002, 23(5): 34-36．

[20]胡小璐. 青络锗和青络铜对清除氧自由基的研究[J] .广东微量元素科学, 2000, 7(3): 26-29．

[21] 彭斌, 黄峙, 郭宝江. 富硒螺旋藻清除氧自由基的初步研究[J] .营养学报, 2005, 31(1): 61-65．

[22]杨立红, 黄清荣, 冯培勇等, 榛蘑多糖的分离鉴定及其清除氧自由基作用研究[J] .食品科学, 2007, 28(1): 309-312．

[23]杨立红, 刘林德, 姜华等. 野生元蘑多糖的分离鉴定及其清除氧自由基作用[J]. 食品科学, 2007, 28(11): 81-85．

[24]张海容. 沙棘果皮多糖清除氧自由基的活性研究[J] .植物学通报, 2005, 22(6): 703-707．

[25]何桂霞, 杜方麓, 杨伟丽等. 藤茶总黄酮清除氧自由基与抗脂质过氧化作用[J] .中药材, 2003,

26(5): 388-390．

[26]郝庆红, 陈冠华, 冯雅琪等. 厚朴中清除氧自由基主要有效成分的确定[J] .河北大学学报(自然科学版), 2005, 25(2): 164-169．

[27]黄丽英, 林新华, 陈伟等. 芦荟大黄素、芦荟素清除氧自由基作用的研究[J].中国医院药学杂志, 2006, 26(1): 12-15．

[28]苏军华. 4-氧和4-羟四甲基哌啶氮氧自由基及衍生物对氧自由基的清除作用[J] .中国公共卫生, 1999, 15(3): 179-181．

[29] Seifried HE, McDonald SS, Anderson DE et al. The antioxidant conundrum min cancer[J]. Cancer Research, 2003, 63(15): 4295-4298．

[30] 赵雪, 董诗竹, 孙丽萍.海带多糖清除氧自由基的活性及机理[J] .水产学报, 2011, 35(4): 531-537．