(2)人體內(nèi)自由基種類 人體內(nèi)重要的自由基包括 1.超氧陰離子自由基(·O2) 2.羥自由基(·OH) 3.羧自由基(ROO·) 4.脂氧自由基 5.一氧化氮自由基(NO·) 6.硝基自由基(·ONOO-) 由于特殊的電子排列結(jié)構(gòu),氧分子(O2)極容易形成自由基。這些由氧分子(O2) 形成的自由基統(tǒng)稱為氧自由基。上述的氧自由基,H2O2,單線態(tài)氧(1O2)和臭氧,統(tǒng)稱為活性氧(ROS)。 常見活性氧自由基簡(jiǎn)介 (1) 超氧化物陰離子自由基 O2若只得到一個(gè)電子,則成為帶一個(gè)負(fù)電荷的離子,但仍有一個(gè)電子未配對(duì),用O2-·表示,稱之為超氧化物陰離子自由基(Superoxide Anion Radical),或簡(jiǎn)稱為超氧化物自由基(Superoxide radical),它在生物體內(nèi)不僅具有重要的生物功能,還與多種疾病有密切關(guān)系,同時(shí)它還是生物體生成的第一個(gè)氧自由基,是所有氧自由基的前身,經(jīng)過一系列反應(yīng)可生成其它氧自由基,因此它具有特別重要的意義。 人的體液生理pH為6.5~7.5,在生理?xiàng)l件下,體內(nèi)生成的主要是超氧化物陰離子自由基。它在水溶液中及油溶性介質(zhì)中的存活時(shí)間分別約為1秒和1小時(shí)。與其它活性氧相比,它不很活潑,因此曾經(jīng)有人認(rèn)為其毒性可能較??;后來研究表明,正是由于其壽命較長(zhǎng),可從其生成位置擴(kuò)散較長(zhǎng)的距離,到達(dá)較遠(yuǎn)處的作用靶標(biāo)而具有更大的危險(xiǎn)性。(參考文獻(xiàn)1,P7)O2-·的毒性是機(jī)體發(fā)生氧中毒的主要原因,由它引起的損傷主要表現(xiàn)在使核酸鏈斷裂、多糖解聚和不飽和脂肪酸過氧化,進(jìn)而造成膜損傷、線粒體氧化磷酸化作用的改變及其他一系列的變化。 超氧化物陰離子自由基可受超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)作用生成過氧化氫(H2O2),H2O2可被過氧化氫酶(Catalase,又稱觸媒)或谷胱甘肽過氧化物酶(Gluta hione Peroxidase)作用而除去。所以,正常情況下體內(nèi)雖有自由基生成,但因有這些酶的保護(hù)作用,細(xì)胞成分不致遭到破壞,然而當(dāng)機(jī)體因故不能及時(shí)將超氧化物陰離子自由基清除掉時(shí),H2O2能與另一分子的超氧化物陰離子自由基在鐵離子或鐵的復(fù)合物催化下,生成氧化性更強(qiáng)的羥基自由基。 超氧化物陰離子自由基還可作用于其周圍的生物大分子,發(fā)生連鎖反應(yīng),使自由基反應(yīng)蔓延下去,它本身雖然消失了,但卻產(chǎn)生許多其它自由基,如脂類自由基、脂類過氧自由基、嘧啶自由基、嘌呤自由基等,引起生物大分子的損傷,從而造成機(jī)體的傷害。(參考文獻(xiàn)6,P41) (2) 羥基自由基 羥基自由基(又稱氫氧自由基,可表示為·OH、HO· 、·HO或OH)是已知氧化性最強(qiáng)和毒性最大的氧自由基,其氧化性比高錳酸鉀和重鉻酸鉀還強(qiáng),它幾乎可以和所有細(xì)胞成分發(fā)生反應(yīng),對(duì)機(jī)體危害極大;但它的作用半徑小,僅能和它的鄰近分子反應(yīng)。 過氧化氫 (H2O2),即人們熟知的雙氧水,原本是水(H2O),但卻多了一個(gè)氧原子(O),這個(gè)氧原子極不穩(wěn)定,總想從別的物質(zhì)分子中再奪取一個(gè)氧原子,形成 O2,平時(shí)我們用H2O2殺菌消毒就是因?yàn)榧?xì)菌遭到H2O2的破壞而死亡,消毒時(shí)起泡是產(chǎn)生氧氣的結(jié)果。H2O2可穿透大部分細(xì)胞膜,因此比超氧陰離子自由基(不能穿透細(xì)胞膜)具有更強(qiáng)的細(xì)胞毒性,穿透細(xì)胞膜后可與細(xì)胞內(nèi)的鐵發(fā)生反應(yīng)生成羥基自由基。 (4) 單線態(tài)氧(1O2) 單線態(tài)氧((1O2)是氧氣的激發(fā)態(tài),雖不是自由基,但由于沒有自旋限制,因而具有極強(qiáng)的反應(yīng)性。 (5) 脂質(zhì)過氧化物(Lipid Peroxide, LPO) LPO指脂類中的不飽和脂肪酸與自由基發(fā)生的過氧化過程中生成烷氧自由基(RO·)、過氧自由基(ROO·)、有機(jī)氫過氧化物(ROOH)和激發(fā)態(tài)羰基 (RO*)等產(chǎn)物的總稱。Bors 等認(rèn)為L(zhǎng)PO中的RO·和ROO·對(duì)機(jī)體的損傷作用更應(yīng)值得重視。(參考文獻(xiàn)6,P233) (5) 臭氧(O3) 大家熟知的臭氧(O3)是光化學(xué)污染的重要成分,雖然在動(dòng)、植物體內(nèi)無法制造,嚴(yán)格來講并不屬于活性氧,但它亦與生命物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生自由基,因?yàn)楦街?O2上的那個(gè)O極不安定,有與H2O2類似的反應(yīng)特性,因此也是進(jìn)攻生物分子的強(qiáng)氧化劑,可氧化蛋白質(zhì)的胱氨酸和組氨酸,氧化不飽和脂肪酸導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化,這正是O3有殺菌作用的原因。 (6) NO自由基 NO自由基也是近年來倍受關(guān)注的自由基之一,1992年美國(guó)著名的科學(xué)雜志將其選為明星分子,關(guān)于它的某些作用機(jī)理雖未搞清楚,但是人們已發(fā)現(xiàn)NO自由基具有多方面的重要作用。NO是內(nèi)皮細(xì)胞松弛因子,能夠松弛血管平滑肌,防止血小板凝聚,是神經(jīng)傳導(dǎo)的逆信使,在學(xué)習(xí)和記憶過程中發(fā)揮著重要作用;研究表明白細(xì)胞,特別是巨噬細(xì)胞在吞噬異物或受到外界刺激時(shí),不但產(chǎn)生活性氧自由基,同時(shí)還釋放大量NO自由基來殺傷入侵的微生物和腫瘤細(xì)胞;NO也可損傷正常細(xì)胞,在心肌和腦組織缺血再灌注損傷過程中起著重要作用。 除此以外,還有烷氧基(RO·)、烷過氧基(ROO·)等。 存在于體內(nèi)的非氧自由基主要有氫自由基(Ho)、有機(jī)自由基(Ro)等。 |
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