自由基与衰老
11检验3班 吕琰卿
[摘要]:自由基是一个不成对电子的原子团，易夺取其他物质的一个电子，而氧是易得电子的元素，在生物体内主要是活性氧自由基在破坏人体健康。在人体正常代谢下自由基有一定的免疫和传递信号的功能，但过量的自由基就会严重影响人的身体健康，引发多种疾病如心脏病、老年痴呆症等。因此降低自由基对人体危害已势在必行，科学家已经发现许多天然抗氧化剂能清除过量的自由基。目前，研究更有效的自由基清除剂已成为当今科学发展的趋势。
关键词：自由基 氧化损伤 衰老 抗衰老
什么是自由基？
自由基，化学上也称为“游离基”，是含有一个不成对电子的原子团。由于原子形成分子时，化学键中电子必须成对出现，因此自由基就到处夺取其他物质的一个电子，使自己形成稳定的物质。在化学中，这种现象称为“氧化”。由于未成对电子总是有成对的趋向，因此自由基很容易发生失去或得到电子的反应而显示出较活泼的化学性质。在生物体系中，电子转移是一个基本变化。机体内从一开始就时刻在产生着自由基，但同时又具有有效的自由基清除系统，维持体内自由基的正常水平。我们生物体系主要遇到的是氧自由基，例如超氧阴离子自由基、羟自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。加上过氧化氢、单线态氧和臭氧，通称活性氧。体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏行为，导致人体正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。此外，外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源
经过世界各国研究表明自由基的种类很多，并且大多数是瞬间产生的。对人体产生重大影响的有5种：
①超氧化物自由基：最早也是最多的自由基；
②过氧化氢：产生破坏性极大的羟基自由基；
③羟基自由基：最活跃的自由基；主要会造成体内脂质过氧化而破坏细胞，也会和糖类、氨基酸、磷脂质、核酸、有机酸等任何生物体内的物质反应，特别是和DNA中的嘌呤、嘧啶作用，导致细胞死亡或突变；
④单腺态氧：体内稳定的氧受紫外线照射后会产生大量不稳定的单腺态氧，单腺态氧和氯反应，造成自由基物或脂质氧化；
⑤过氧化脂质：是许多自由基物反应后的产物，且多半发生在细胞膜上，导致细胞膜失去功能或死亡，另外也会直接和蛋白质核酸作用，导致细胞甚至器官的病变或死亡。
自由基使人体衰老表现在以下几个方面：
1、 形成脂褐素
自由基作用于脂质发生过氧化反应，氧化终产物丙二醛等会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，该现象是衰老的一个基本因素。脂褐素是丙二醛与蛋白质等生命大分子的交联聚合物，由于它不溶于水故不易被排除，这样就在细胞内大量堆积，颗粒大小会随年龄增加而增大。脂褐素在皮肤细胞的堆积，即形成老年斑，这是老年衰老的一种外表象征。
而它在脑细胞中的堆积，则会出现记忆力减退或智力障碍，甚至出现老年痴呆症。脂质的过氧化导致眼球晶体状体出现老年性视力障碍（如眼花、白内障等）。
2、 破坏蛋白质结构
自由基对人体的另一种危害性是使蛋白质，特别是使胶原蛋白变性和交联，从而使细胞组织的功能下降，皮肤衰老的显著特征是因弹性与柔软性的丧失而出现皱纹。结缔组织的胶原蛋白与人体衰老的关系尤为密切，它占人体蛋白质量的25%—30%，其溶解性随年龄增高而下降，老人皮肤起皱纹，即由于胶原蛋白的收缩所致。自由基还引起弹性纤维的降解，使皮肤失去了弹性和柔软性。胶原蛋白、透明质酸和弹性纤维是真皮的三种主要组成成分，它们的变化是皮肤出现皱纹的结构基础。
另外，骨质疏松易骨折，也是胶原蛋白结构改变的结果。
3、 器官组织细胞的破坏与减少
器官组织细胞的破坏与减少，是机体衰老的症状之一。例如神经细胞数量的明显减少，是引起老年人感觉与记忆力下降，动作迟钝及智力障碍的又一重要原因。器官组织细胞被破坏或减少主要是由于自由基引起的脂质过氧化而造成对细胞膜与细胞器膜的损害。另外，自由基作用于核酸引起基因突变改变了遗传信息的传递，导致蛋白质与酶的合成错误以及酶活性的降低，这些结果的积累，造成了器官组织细胞的老化与死亡。
生物膜的主要成分是多不饱和脂肪酸，生物膜上的不饱和脂肪酸极易受自由基的侵袭发生过氧化反应,氧化终产物丙二醛会使生命大分子发生交联作用,出现各种代谢障碍。过氧化作用还使膜不饱和脂肪酸含量减少，因不饱和脂肪酸为保持膜流动性与柔软性所必需，所以过氧化结果改变了膜的结构与功能，影响膜的流动性与通透性导致了膜功能的紊乱。另外，自由基还可以与膜上的酶发生作用，影响细胞正常功能的发挥。因此，脂质的过氧化作用对衰老有重要影响，自由基通过对脂质的侵袭加速了细胞的衰老进程。
4、免疫功能的降低
自由基作用于免疫系统，或作用于淋巴细胞膜使其受损，引起老年人细胞免疫与体液免疫功能减弱，并使免疫识别力下降，出现自身免疫性疾病。
所谓自身免疫性疾病，就是免疫系统不仅攻击病原体和异常细胞，同时也侵犯了自身正常的健康组织，将自身组织当作外来异物来攻击。如系统性硬结、溃疡性结肠炎、局部性回肠炎等。研究表明，自身免疫病的病变过程与自由基有很大的关系，它的致病机理是由于特殊血清断裂因子的作用或细胞的氧化代谢而产生大量氧自由基和羟自由基所致。
5、使酶失活
酶是一切代谢反应的媒介，其活性与它们的主体结构密切相关。自由基使酶分子起交联反应，改变其主体结构，从而使其丧失活力，或为无用的酶，甚至成为妨碍代谢的物质，使机体的重要环节发生异常，引起衰老。
6、破坏激素
自由基在机体内引起的交联反应，对激素起破坏作用，老年人的性激素和胸腺激素水平都比青壮年的低，这与自由基对有关腺体激素的破坏作用有关。
7、自由基对线粒体的破坏
自由基对人体内各种器官的损害，其中关键的问题是对线粒体的损害。那么，什么是线粒体呢？线粒体是人体真核细胞中最重要的细胞器，它是细胞有氧呼吸的主要场所，线粒体在细胞代谢和能量产生的过程中扮演着重要的角色。细胞的新陈代谢过程是细胞中的氧与细胞食物在细胞的线粒体中经
酶促降解作用而产生能量的过程
线粒体也被称为一个生物钟，当线粒体总体功能或中枢神经系统要害部分的线粒体功能下降到临界点以下时，生物的死亡即随之而来。
人体内摄取氧的90％在线粒体内消耗，由于机体细胞对高能量的要求，线粒体内需要提供高浓度的分子氧，易导致线粒体内氧自由基的产生量超过细胞本身的保护水平。在衰老过程中，线粒体呼吸链的各种自由基的代谢副产物，无法及时清除，所以线粒体特别容易受到自由基的损伤，导致线粒体衰老。
随着年龄的增长，人体内自由基水平呈增长趋势，同时自由基清除机制却呈退化趋势，结果造成体内自由基大量积聚。所以自由基对机体健康的危害作用渐趋严重，引发了机体多种生理功能的障碍，促进了多种老年疾病(如动脉粥样硬化、心脑血管疾病、脑神经细胞变性、糖尿病以及肿瘤等)的发生、发展，导致机体的衰老，直至死亡。
那么我们应该如何消除和减少自由基对人体的伤害呢？
氧自由基的损伤效应与机体的年龄，生理状态，饮食，甚至与饮食中的维生素，微量元素，抗氧化剂和不饱和脂肪的量都有关系。在某些病理条件下，氧自由基产生与消除失去平衡，或者氧自由基产生量增加，或者机体对氧自由基消除能力减弱。或二者兼而有之，其结果都会造成损害， 加速老化，引发各种疾病。最新的一项研究显示，百岁老人同比他们年轻20－30岁的老人的人相比，血液含有相当高水准的抗氧化剂和低水准的自由基。研究表明，许多物种氧离子自由基的产生速率与其衰老密切相关，那些氧离子自由基和羟自由基产生速率低而氧离子自由基和羟自由基清除机制完备的有机体存活时间明显较长。
要降低自由基的损害，就要从抗氧化做起。自由基的产生有两种途径：1.外源性自由基
2. 内源性自由基，而自由基 的清楚系统也有两种：抗氧化酶类和抗氧化剂。既然自由基不仅存在于人体内，也来自于人体外，那么，降低自由基危害的途径也有两条：一是，利用内源性自由基清除系统清除体内多余自由基；二是发掘外源性抗氧化剂——自由基清除剂，阻断自由基对人体的入侵。
大量研究已经证实，人体内本身就具有清除多余自由基的能力，这主要是靠内源性自由基清除系统，它包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等一些酶和维生素C、维生素E、还原型谷胱甘肽、β-胡萝卜素和硒等一些抗氧化剂。酶类物质可以使体内的活性氧自由基变为活性较低的物质，从而削弱它们对肌体的攻击力。酶的防御作用仅限于细胞内，而抗氧化剂有些作用于细胞膜，有些则是在细胞外就可起到防御作用。这些物质就深藏于我们体内，只要保持它们的量和活力它们就会发挥清除多余自由基的能力，使我们体内的自由基保持平衡。
要降低自由基对人体的危害，除了依靠体内自由基清除系统外，还要寻找和发掘外源性自由基清除剂，利用这些物质作为替身，让它们在自由基进入人体之前就先与自由基结合，以阻断外界是自由基的攻击，使人体免受伤害。
根据营养流行病学的研究发现，经常食用新鲜的蔬菜与水果，有延缓衰老的作用，可以降低肿瘤，特别是消化道肿瘤的发病率，就是因为蔬菜可以清除氧自由基的主要前身产物，也就是超氧负离子，超氧负离子减少，氧自由基也就相应减少，由此也就可以延缓人的衰老。营养学家研究发现，日常的水果、蔬菜大多数都具有清除超氧负离子的活动，蔬菜当中以荠菜、青菜、蒜头、黄芽菜为最强，另外，经常吃富含维生素A的花菜、胡萝卜、菠菜、甘薯，
富含维生素C的葡萄、桔子、青椒，含维素E的柠檬、豌豆、未加工的麦胚芽、葵花籽油和含硒的卷心菜、洋葱、燕麦片、海产品等等都是大有帮助的。
[参考文献]:
1. 师绣章 自由基导致衰老与抗自由基防老的研究 中华老年医学杂志 1985.4（2）
2. 方允中、郑荣梁 自由基生物学的理论与应用 北京 科学出版社 2002 3. 陈瑾、李荣亨 衰老的自由基机制 中国老年学杂志 2004.24（7）
4. 顾景范、杜寿玢、査良锭等 现代临床营养学（J）第1版.北京：科学出版社，2003:320□33
自由基与衰老
11检验3班 吕琰卿
[摘要]:自由基是一个不成对电子的原子团，易夺取其他物质的一个电子，而氧是易得电子的元素，在生物体内主要是活性氧自由基在破坏人体健康。在人体正常代谢下自由基有一定的免疫和传递信号的功能，但过量的自由基就会严重影响人的身体健康，引发多种疾病如心脏病、老年痴呆症等。因此降低自由基对人体危害已势在必行，科学家已经发现许多天然抗氧化剂能清除过量的自由基。目前，研究更有效的自由基清除剂已成为当今科学发展的趋势。
关键词：自由基 氧化损伤 衰老 抗衰老
什么是自由基？
自由基，化学上也称为“游离基”，是含有一个不成对电子的原子团。由于原子形成分子时，化学键中电子必须成对出现，因此自由基就到处夺取其他物质的一个电子，使自己形成稳定的物质。在化学中，这种现象称为“氧化”。由于未成对电子总是有成对的趋向，因此自由基很容易发生失去或得到电子的反应而显示出较活泼的化学性质。在生物体系中，电子转移是一个基本变化。机体内从一开始就时刻在产生着自由基，但同时又具有有效的自由基清除系统，维持体内自由基的正常水平。我们生物体系主要遇到的是氧自由基，例如超氧阴离子自由基、羟自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。加上过氧化氢、单线态氧和臭氧，通称活性氧。体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏行为，导致人体正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。此外，外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源
经过世界各国研究表明自由基的种类很多，并且大多数是瞬间产生的。对人体产生重大影响的有5种：
①超氧化物自由基：最早也是最多的自由基；
②过氧化氢：产生破坏性极大的羟基自由基；
③羟基自由基：最活跃的自由基；主要会造成体内脂质过氧化而破坏细胞，也会和糖类、氨基酸、磷脂质、核酸、有机酸等任何生物体内的物质反应，特别是和DNA中的嘌呤、嘧啶作用，导致细胞死亡或突变；
④单腺态氧：体内稳定的氧受紫外线照射后会产生大量不稳定的单腺态氧，单腺态氧和氯反应，造成自由基物或脂质氧化；
⑤过氧化脂质：是许多自由基物反应后的产物，且多半发生在细胞膜上，导致细胞膜失去功能或死亡，另外也会直接和蛋白质核酸作用，导致细胞甚至器官的病变或死亡。
自由基使人体衰老表现在以下几个方面：
1、 形成脂褐素
自由基作用于脂质发生过氧化反应，氧化终产物丙二醛等会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，该现象是衰老的一个基本因素。脂褐素是丙二醛与蛋白质等生命大分子的交联聚合物，由于它不溶于水故不易被排除，这样就在细胞内大量堆积，颗粒大小会随年龄增加而增大。脂褐素在皮肤细胞的堆积，即形成老年斑，这是老年衰老的一种外表象征。
而它在脑细胞中的堆积，则会出现记忆力减退或智力障碍，甚至出现老年痴呆症。脂质的过氧化导致眼球晶体状体出现老年性视力障碍（如眼花、白内障等）。
2、 破坏蛋白质结构
自由基对人体的另一种危害性是使蛋白质，特别是使胶原蛋白变性和交联，从而使细胞组织的功能下降，皮肤衰老的显著特征是因弹性与柔软性的丧失而出现皱纹。结缔组织的胶原蛋白与人体衰老的关系尤为密切，它占人体蛋白质量的25%—30%，其溶解性随年龄增高而下降，老人皮肤起皱纹，即由于胶原蛋白的收缩所致。自由基还引起弹性纤维的降解，使皮肤失去了弹性和柔软性。胶原蛋白、透明质酸和弹性纤维是真皮的三种主要组成成分，它们的变化是皮肤出现皱纹的结构基础。
另外，骨质疏松易骨折，也是胶原蛋白结构改变的结果。
3、 器官组织细胞的破坏与减少
器官组织细胞的破坏与减少，是机体衰老的症状之一。例如神经细胞数量的明显减少，是引起老年人感觉与记忆力下降，动作迟钝及智力障碍的又一重要原因。器官组织细胞被破坏或减少主要是由于自由基引起的脂质过氧化而造成对细胞膜与细胞器膜的损害。另外，自由基作用于核酸引起基因突变改变了遗传信息的传递，导致蛋白质与酶的合成错误以及酶活性的降低，这些结果的积累，造成了器官组织细胞的老化与死亡。
生物膜的主要成分是多不饱和脂肪酸，生物膜上的不饱和脂肪酸极易受自由基的侵袭发生过氧化反应,氧化终产物丙二醛会使生命大分子发生交联作用,出现各种代谢障碍。过氧化作用还使膜不饱和脂肪酸含量减少，因不饱和脂肪酸为保持膜流动性与柔软性所必需，所以过氧化结果改变了膜的结构与功能，影响膜的流动性与通透性导致了膜功能的紊乱。另外，自由基还可以与膜上的酶发生作用，影响细胞正常功能的发挥。因此，脂质的过氧化作用对衰老有重要影响，自由基通过对脂质的侵袭加速了细胞的衰老进程。
4、免疫功能的降低
自由基作用于免疫系统，或作用于淋巴细胞膜使其受损，引起老年人细胞免疫与体液免疫功能减弱，并使免疫识别力下降，出现自身免疫性疾病。
所谓自身免疫性疾病，就是免疫系统不仅攻击病原体和异常细胞，同时也侵犯了自身正常的健康组织，将自身组织当作外来异物来攻击。如系统性硬结、溃疡性结肠炎、局部性回肠炎等。研究表明，自身免疫病的病变过程与自由基有很大的关系，它的致病机理是由于特殊血清断裂因子的作用或细胞的氧化代谢而产生大量氧自由基和羟自由基所致。
5、使酶失活
酶是一切代谢反应的媒介，其活性与它们的主体结构密切相关。自由基使酶分子起交联反应，改变其主体结构，从而使其丧失活力，或为无用的酶，甚至成为妨碍代谢的物质，使机体的重要环节发生异常，引起衰老。
6、破坏激素
自由基在机体内引起的交联反应，对激素起破坏作用，老年人的性激素和胸腺激素水平都比青壮年的低，这与自由基对有关腺体激素的破坏作用有关。
7、自由基对线粒体的破坏
自由基对人体内各种器官的损害，其中关键的问题是对线粒体的损害。那么，什么是线粒体呢？线粒体是人体真核细胞中最重要的细胞器，它是细胞有氧呼吸的主要场所，线粒体在细胞代谢和能量产生的过程中扮演着重要的角色。细胞的新陈代谢过程是细胞中的氧与细胞食物在细胞的线粒体中经
酶促降解作用而产生能量的过程
线粒体也被称为一个生物钟，当线粒体总体功能或中枢神经系统要害部分的线粒体功能下降到临界点以下时，生物的死亡即随之而来。
人体内摄取氧的90％在线粒体内消耗，由于机体细胞对高能量的要求，线粒体内需要提供高浓度的分子氧，易导致线粒体内氧自由基的产生量超过细胞本身的保护水平。在衰老过程中，线粒体呼吸链的各种自由基的代谢副产物，无法及时清除，所以线粒体特别容易受到自由基的损伤，导致线粒体衰老。
随着年龄的增长，人体内自由基水平呈增长趋势，同时自由基清除机制却呈退化趋势，结果造成体内自由基大量积聚。所以自由基对机体健康的危害作用渐趋严重，引发了机体多种生理功能的障碍，促进了多种老年疾病(如动脉粥样硬化、心脑血管疾病、脑神经细胞变性、糖尿病以及肿瘤等)的发生、发展，导致机体的衰老，直至死亡。
那么我们应该如何消除和减少自由基对人体的伤害呢？
氧自由基的损伤效应与机体的年龄，生理状态，饮食，甚至与饮食中的维生素，微量元素，抗氧化剂和不饱和脂肪的量都有关系。在某些病理条件下，氧自由基产生与消除失去平衡，或者氧自由基产生量增加，或者机体对氧自由基消除能力减弱。或二者兼而有之，其结果都会造成损害， 加速老化，引发各种疾病。最新的一项研究显示，百岁老人同比他们年轻20－30岁的老人的人相比，血液含有相当高水准的抗氧化剂和低水准的自由基。研究表明，许多物种氧离子自由基的产生速率与其衰老密切相关，那些氧离子自由基和羟自由基产生速率低而氧离子自由基和羟自由基清除机制完备的有机体存活时间明显较长。
要降低自由基的损害，就要从抗氧化做起。自由基的产生有两种途径：1.外源性自由基
2. 内源性自由基，而自由基 的清楚系统也有两种：抗氧化酶类和抗氧化剂。既然自由基不仅存在于人体内，也来自于人体外，那么，降低自由基危害的途径也有两条：一是，利用内源性自由基清除系统清除体内多余自由基；二是发掘外源性抗氧化剂——自由基清除剂，阻断自由基对人体的入侵。
大量研究已经证实，人体内本身就具有清除多余自由基的能力，这主要是靠内源性自由基清除系统，它包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等一些酶和维生素C、维生素E、还原型谷胱甘肽、β-胡萝卜素和硒等一些抗氧化剂。酶类物质可以使体内的活性氧自由基变为活性较低的物质，从而削弱它们对肌体的攻击力。酶的防御作用仅限于细胞内，而抗氧化剂有些作用于细胞膜，有些则是在细胞外就可起到防御作用。这些物质就深藏于我们体内，只要保持它们的量和活力它们就会发挥清除多余自由基的能力，使我们体内的自由基保持平衡。
要降低自由基对人体的危害，除了依靠体内自由基清除系统外，还要寻找和发掘外源性自由基清除剂，利用这些物质作为替身，让它们在自由基进入人体之前就先与自由基结合，以阻断外界是自由基的攻击，使人体免受伤害。
根据营养流行病学的研究发现，经常食用新鲜的蔬菜与水果，有延缓衰老的作用，可以降低肿瘤，特别是消化道肿瘤的发病率，就是因为蔬菜可以清除氧自由基的主要前身产物，也就是超氧负离子，超氧负离子减少，氧自由基也就相应减少，由此也就可以延缓人的衰老。营养学家研究发现，日常的水果、蔬菜大多数都具有清除超氧负离子的活动，蔬菜当中以荠菜、青菜、蒜头、黄芽菜为最强，另外，经常吃富含维生素A的花菜、胡萝卜、菠菜、甘薯，
富含维生素C的葡萄、桔子、青椒，含维素E的柠檬、豌豆、未加工的麦胚芽、葵花籽油和含硒的卷心菜、洋葱、燕麦片、海产品等等都是大有帮助的。
[参考文献]:
1. 师绣章 自由基导致衰老与抗自由基防老的研究 中华老年医学杂志 1985.4（2）
2. 方允中、郑荣梁 自由基生物学的理论与应用 北京 科学出版社 2002 3. 陈瑾、李荣亨 衰老的自由基机制 中国老年学杂志 2004.24（7）
4. 顾景范、杜寿玢、査良锭等 现代临床营养学（J）第1版.北京：科学出版社，2003:320□33