眼睛中线粒体和自由基调控的危害
摘要神经元细胞的死亡可能是由活性氧(ROS)的总负荷水平决定的，ROS是由非固有成分和固有物质联合产生的，作为氧化磷酸化的副产物。ROS固有成分的关键控制者是线粒体的解耦联蛋白（UCP S）。通过控制质子穿过线粒体内膜激活蛋白能够减少ROS并且使细胞存活。患帕金森的灵长类和患癫痫的小鼠体内，UCP2活性明显增加使得存活的神经细胞数量明显增加。在视网膜中UCP2在许多神经细胞和胶质细胞中都有表达，但在杆状感光感受器中却没有检测到。视网膜神经节细胞的存活伴随着刺激性危险是由于UCP2的过表达，传统的中药，比如茎肉苁蓉，也许可以通过改变线粒体的新陈代谢带来更多利益。
关键词氧化磷光体，视网膜神经节细胞，UCP2，氧化胁迫
一、简介
1、线粒体
线粒体在所有真核细胞中都是非常重要的细胞器，在许多过程中起到关键的调控作用，包括调控钙离子平衡，控制氧化还原以及许多合成反应。然而，线粒体最重要的作用是，它们通过氧化磷酸化产生ATP，而ATP是细胞主要的能源物质。线粒体内膜是一层具有高渗透压，可维持高电化学梯度的膜，膜中间嵌入了由一系列转运蛋白和酶组成的呼吸链，这条链是由五个独立的复合物组成的并且拥有超过80个蛋白组分。
有机物氧化使得携带FADH和NADH（减少的辅助因子）的氢载体数量减少，减少的辅助因子将电子传递给电子传递链的五个复合物中的三个，氧化还原电位释放的能量传递给这些复合物，使得其质子被泵出线粒体基质并形成了一个质子跨膜梯度，为电子传递链的五个复合物耦合成ATP提供能量。
这些反应所产生的结果是所产生的活性氧对细胞有潜在的破坏力，在细胞平衡时产生的活性氧具有各种各样的抗氧化能力，当活性氧与抗氧化之间的平衡被
打乱时就会出现氧化胁迫，活性氧的增加通常来自外部机制，但决定是否对细胞造成损害是由活性氧的总负荷决定的，通过这一机制细胞可以减少内在活性氧的产生，因而更能抵抗外在的活性氧，这样的解耦联可以通过非偶联蛋白来完成。
2、线粒体解耦联蛋白
解耦联蛋白（UCPs）是线粒体阴离子载体基因超家族中的成员，基于序列同源性解耦联蛋白在植物、原生动物、真菌和许多脊椎动物。已经有五种解耦联蛋白在哺乳动物中被确定，并且拥有一些共同的组成部分（Fig.1）这五种蛋白是由核基因编码的，它们的蛋白产物是构成线粒体内膜的组蛋白。这些蛋白拥有三个由大约100个氨基酸组成的重复序列，每一个又拥有两个跨膜区，每一个蛋白有一个作为能量转运蛋白信号的序列标签。
在哺乳动物的规范的解耦联蛋白是UCP1，仅仅发现于棕色蛋白中，一个利用它的能量储存来产热的组织，UCP1是这一过程的关键分子，因为它能够允许质子通过电位梯度从线粒体内膜到达基质，并且通过散热的方式释放能量。
仍然有辩论是关于存在于其他组织中的解耦联蛋白及功能范围，其他UCPs 伴随着UCP2作为神经组织中最普遍的一个各自有着其分布特点。UCP2和其它一些解耦联蛋白能够像UCP1一样控制质子穿越线粒体内膜。其中的一个作用是减少内源性活性氧的产生，从而减轻整个氧负荷。UCP2可能对ATP产生的调控和其代谢偶联水平的有一个更直接的作用。由于对总体能量代谢，特别是活性氧产生的调控，UCPs是理想的治疗目标。由于UCPs在整个几体内都有分布它们也为整体目标的特点，替代了医学上的许多形式。
3、解偶联蛋白与神经细胞的死亡
(1) UCP2能够保护抵抗氧化胁迫
在我们第一个实验中，我们想知道UCP2在神经细胞系中的过表达是否能够保护抵抗氧化胁迫，GFP标记的UCP2进入了许多不同细胞系，使得这些细胞对H2O2抵抗能力更强[5]。若在使用了能杀死30%细胞的低剂量H2O2的细胞中转入UCP2，就能完全消除这种过氧化物的毒害作用，类似的，NO能杀死40%的细胞的毒害作用也被降低到不到15%。我们后来又研究了在不同物种和不同大脑区域的许多不同型号。例如，被辅酶Q活化的UCP2可以保护神经元细胞免受毒素MPTP的侵害[6]。在其他试验中，我们发现小鼠的遗传体系可以产生过量的UCP2使得它们自身可以更有效的抵抗癫痫毒素造成的影响[5]。从这些研究中我们得到的结论是物质和代谢的条件是线粒体偶联可以保护神经元以及延缓神经性疾病的发生。
(2) UCP2在视网膜中有所表达
经PCR技术和免疫标签技术显示UCP2在视网膜中有表达[7]。有趣的是，我们找不到任何证据证明感光感受器有表达这种蛋白。杆是体内代谢最活跃的细胞之一，并且如果它们的线粒体表现出任何耦合减少现象它们就无法正常的行使功能。大多数情况下，不是全部，内视网膜细胞能够表达UCP2。用PCR分析人工培养的Müller细胞可以检测到UCP2的RNA，这表明神经元细胞和胶质细胞都能够表达这种分子。
为了扩大我们对中枢神经系统其它部分的研究，我们要知道UCP2是否能抵抗兴奋剂的刺激。我们将NMDA(160nmol)或红藻氨酸（20nmol）分别注入到野生型的眼睛、UCP2会过表达的转基因小鼠或UCP2基因被敲除的小鼠眼睛中。
24h后我们检查了视网膜及神经节细胞层（GCL）的细胞数目,注入了NMDA的野生型小鼠和UCP2被敲除的小鼠眼睛内GCL减少了36%的细胞。而UCP2过表达的转基因小鼠仅丢失了17%的细胞。而注入红藻氨酸的结果不是很明显但也表现出相似的趋势。野生型和UCP2被敲除的动物在GCL内丢失78%的细胞然而UCP2转基因的动物却仅丢失68%。
(3) UCP2可以调控细胞的程序性死亡
在产后一周内小鼠的视网膜神经节细胞（RGC）完成成熟，在这一阶段不同品系小鼠的RGC细胞数目出生时减少数量由131，000到224，000，成熟时减少数量由45，000到76，000[8,9]。对RGC细胞的程序性死亡的调控还没有弄明白，但有联系的部分，以适当的功能联系到靶细胞。神经性营养因子可以延缓或减少RGC的死亡而且从突触细胞中衍生出的因子也可以在这一过程中起到调控作用[10-12]。尽管负责控制细胞生存或死亡的信号现在还没有弄清楚，但这时已经确立的细胞凋亡机制。我们审查通过第一个星期的产后在C57B l凋亡细胞数1/ 6小鼠。野生型动物表现出了育PN4高峰类似的产后几天内衰退细胞数目大量增加现象，并且在接下来的两天衰退迅速加快。另一方面UCP2转基因小鼠表现出在每个时间点有60%的细胞衰退。正如所料，这个细胞死亡减少，最终的结果是视网膜的甚至到成年较厚的神经节细胞上的补丁细胞层。
4、草药治疗也许可以作用于这一水平的线粒体
茎肉苁蓉属植物，是一种常见的中药，并已被命名为“沙漠人参”。它的作用最早是被记载在公元前100年的神农本草经上面，现在仍用于治疗各种不同的病症。肉苁蓉有四个主要品种，它们属于同一个属，但这四个的分子印迹有很大的不同[13]。管花肉苁蓉第一次被描述在眼科方面是在1644年。这种植物的一种提取物已经商业化并且经中国的FDA证明它在治疗痴呆上有显著作用。已经从茎肉苁蓉中分离出构型多样的苯基乙醇配糖，而且其中一些具有药理活性。
一个确切的C.tubulosa的哺乳动物细胞的治疗会导致线粒体膜电位的增加和改变与线粒体相关的基因的表达，包括改变ATP的代谢合成、酵素参与三羧酸循环和与线粒体相关的热激蛋白的合成。未来的工作是需要剖析这一影响并且决定有多少影响是直接作用于电子传递链的零部件的，有多少是关于调控蛋白的，比如偶联蛋白。
二、讨论
通过以上的观点可以很清楚的是UCP2的活性可以在很多方面提供保护，可以导致细胞程序性死亡。尽管我们还没有在很多视网膜退行性疾病中测试UCP2的作用，但我们可以预测UCP2的活性可以延缓任何疾病的进程即那些参与凋亡或线粒体功能障碍的过程。另一个来自这些及许多其它研究的结论是线粒体是决定细胞死亡或生存的关键。它们的作用是将各种信号整合在一起，并直接地通过转换孔的张开和释放细胞色素或间接地通过改变氧化还原状态和细胞质钙离子的水平使细胞死亡。
目前我们只有少量的化合物来改变UCP2的活性。包括核苷酸、一些脂肪酸以及辅酶Q。越来越多关于如何使这些分子激活UCP2的方法，毫无疑问将会有一个模仿这些活化过程的化学实验。再多一点时间凭借中药已有的实验和改进的治疗，那么有药物能够作用于细胞的主要新陈代谢场所如线粒体已不为奇怪了。传统药物也代表着更全面的途径，我们不应对有效药物可以以分散在不同组织中的各种细胞或细胞器为靶细胞而感到奇怪。
现在的挑战是决定是否能提高传统药物现在的作用或是否去尝试和剖析它们的活性材料以及试着去说明它们的混合物也有着相同额作用。
羟基自由基(.OH)是最活跃的一种活性分子，也是进攻性最强的化学物质之一，几乎可以与所有的生物分子、有机物或无机物发生各种不同类型的化学反应，并伴有非常高的反应速率常数和负电荷的亲电性。羟基自由基是目前所知活性氧自由基中对生物体毒性最强、危害最大的一种自由基，可以通过电子转移、加成以及脱氢等方式与生物体内的多种分子作用，造成糖类、氨基酸、蛋白质、核酸和脂类等物质的氧化损伤，使细胞坏死或突变，羟基自由基还与衰老、肿瘤、辐射损伤和细胞吞噬等有关。羟基自由基由于其寿命短，反应活性高，存在浓度低，目前尚未有专一、有效的方法可以精确测定羟基自由基的含量，其测定方法也成为一项国际性的难题。本文对近几年出现的羟基自由基检测方法进行了综述。 1电子自旋共振法 电子自旋共振法或电子顺磁共振法主要研究对象为未成对的自由基或过渡金属离子及其化合物。自旋捕捉(spin trapping)技术的出现为化学反应中自由基中间体及生命活动过程中短寿命自由基的检测开辟了新的检测途径[[1]]。此方法是利用捕捉剂与自由基结合形成相对稳定的自旋加合物(spin adducts)，然后进行ESR测定。 2HPLC法 HPLC法可用于间接测定自由基。测定过程中必须先选择合适的化合物捕集被测体系中的自由基，使之生成具有一定稳定性，且能被液相色谱分离与检测的产物，然后用HPLC进行测定。1）、采用二甲基亚砜捕集羟基自由基的HPLC测 2）、采用水杨酸捕集羟基自由基的HPLC测定方法 3化学发光法 化学发光法是一种灵敏、准确的检测自由基的方法，其原理是利用发光剂被活性氧自由基氧化成激发态，当其返回到基态时放出大量光子，从而对发光起放大作用。且自由基产生越多，发光值就越大。通过函数换算间接反应系统中自由基的量。与ESR和HPLC法相比，具有操作简便、设备成本较低、测定快速等优点。4氧化褪色光度法 6极谱法 7毛细管电泳-电化学检测法 8胶束电动毛细管色谱法
重金属砷 1.砷的性质及危害 1.1砷的性质 砷，俗称砒，是一种非金属元素，在化学元素周期表中位于第4周期、第VA族，原子序数33，元素符号As，单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在。砷元素广泛的存在于自然界，共有数百种的砷矿物是已被发现。砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂，与许多种的合金中。 在古代，三氧化二砷被称为砒霜，但是少量的砷对身体有益。 1.2砷的危害 肠胃道、肝脏、肾脏毒性：肠胃道症状通常是在食入砷或经由其它途径大量吸收砷之后发生。肠胃道血管的通透率增加，造成体液的流失以及低血压。肠胃道的黏膜可能会进一步发炎、坏死造成胃穿孔、出血性肠胃炎、带血腹泻。砷的暴露会观察到肝脏酵素的上升。慢性砷食入可能会造成非肝硬化引起的门脉高血压。急性且大量砷暴露除了其它毒性可能也会发现急性肾小管坏死，肾丝球坏死而发生蛋白尿。 心血管系统毒性：因自杀而食入大量砷的人会因为全身血管的破坏，造成血管扩张，大量体液渗出，进而血压过低或休克，过一段时间后可能会发现心肌病变。至于流行病学研究显示慢性砷暴露会造成血管痉挛及周边血液供应不足，进而造成四肢的坏疽，或称为乌脚病，在台湾饮用水含量为10-1820ppb 的一些地区曾有此疾病盛行。有患乌脚的人之后患皮肤癌的机会也较高，不过研究也显示这些饮用水中也有其它造成血管病变的物质，应该也是引起疾病的一部份原因。 神经系统毒性：砷在急性中毒24-72小时或慢性中毒时常会发生周边神经轴突的伤害，主要是末端的感觉运动神经，异常部位为类似手套或袜子的分布。中等程度的砷中毒在早期主要影响感觉神经可观察到疼痛、感觉迟钝，而严重的砷中毒则会影响运动神经，可观察到无力、瘫痪， 皮肤毒性：砷暴露的人最常看到的皮肤症状是皮肤颜色变深，角质层增厚，皮肤癌。全身出现一块块色素沈积是慢性砷暴露的指标 ( 曾在长期饮用 >400ppb 砷的水的人身上发现 ) ，较常发生在眼睑、颞、腋下、颈、乳头、阴部，严重砷中毒的人可能在胸、背及腹部都会发现，这种深棕色上散布白点的病变有人描述为「落在泥泞小径的雨滴」。 呼吸系统毒性：极少见暴露于高浓度砷粉尘的精炼工厂工人会发现其呼吸道的黏膜发炎且溃疡甚至鼻中隔穿孔。研究显示这些精炼工厂工人和暴露于含砷农药杀虫剂的工人有得肺癌机率升高的情形。 血液系统毒性：不管是急性或慢性砷暴露都会影响到血液系统，可能会发现骨髓造血功能被压抑且有全血球数目下降的情形，常见白血球、红血球、血小板下降，而嗜酸性白血球数上升的情形。红血球的大小可能是正常或较大，可能会发现嗜碱性斑点。 2.砷的危害机理 1 砷对·O2-（超氧阴离子自由基）的影响：超氧阴离子自由基（·O2-）
自由基的致病和花青素在机体内抗氧化去除自由基机理 天然色素应用技术推广实验室aingw@https://www.doczj.com/doc/963360143.html, 花青素是机体内抗氧化，还原自由基的重要成分。自由基的作用及危害：自由基是一些具有不配对电子的氧分子，它们在机体内漫游，损伤任何与其接触的细胞和组织，摧毁细胞膜，导致细胞膜发生变性，使细胞不能从外部吸收营养，也排泄不出细胞内的代谢废物，并走失了对细菌和病毒的抵御能力；自由基攻击正在复制中的基因，造成基因突变诱发癌症发生；自由基激活人体的免疫系统，使人体表现出过敏反应，或出现如红斑狼疮等的自体免疫疾病；自由基作用于人体内酶系统，导致胶原蛋白酶和硬弹性蛋白酶的释放，这些酶作用于皮肤中的胶原蛋白和硬弹性蛋白并使这两种蛋白产生过度交联并降解，结果使皮肤失去弹性，出现皱纹及囊泡；类似的作用使体内毛驯血管脆性增加，使血管容易破裂，这可导致静脉曲张、水肿等与血管通透性升高有关疾病的发生；自由基侵蚀机体组织，可激发人体释放各种炎症因子，导致出各种非菌性炎症；自由基侵蚀脑细胞，使人得早老性痴呆的疾病；自由基氧化血液中的脂蛋白造成胆固醇向血管壁的沉积，引起心脏病和中风；自由基引起关节膜及关节滑液的降解，从而导致关节炎；自由基侵蚀眼睛晶状体约织引起白内障；自由基侵蚀胰脏细胞引起糖尿病。自由基破坏胶原蛋白及其它结缔组织，干扰重要的生理过程，引起细胞的DNA突变，自由基与70多种疾病有关包括心脏病、动脉硬化、静脉炎、关节炎、过敏、早老性痴呆、冠心病及癌症。
自由基和体内细胞中的有机物质发生链式反应，使得体内过氧化合物大量堆积，让细胞失去正常的生理功能，从而导致疾病的产生。 花青素的发现及清除自由基的机理：1986年，法国波尔多大学的玛斯魁勒博士发现花青素(原花青素)具有强烈的自由基清除功效。花青素属于酚类化合物中的类黄酮（flavonoids）的一种，类黄酮则为水溶性色素，存在于细胞的液泡中，易受细胞内化学环境所影响，酸度、温度及其他在液泡中的新陈代谢，都会使其分子结构改变，造成颜色的变化，而能产生粉红色、红色、紫色及蓝色的颜色。花青素是迄今为止所发现的最强效的自由基清除剂，其抗自由基氧化能力是维生素C的20倍、维生素E的50倍，尤其是体内活性，更是其他抗氧化剂无法比拟的。 花青素的应用范围：花青素作为一种抗氧化功能食品由于不受作为药物需有明确适应症的限制，花青素基于清除体内自由基的功效，其应用范围越来越大。目前已发现花青素对近70多种疾病具有直接或间接的预防和治疗作用。花青素在国外的应用非常广泛。作为一种抗氧化功能食品，它具有非常强大的清除自由基的能力，花青素的防病保健功效的基础就是其清除自由基的能力。 另外花青素还有一些其它特点，如很好的生物利用度，易与胶原蛋白结合，稳定细胞膜以及抗酶活性（组胺脱羧酶），这些特点与抗氧化能力协作，使花青素成为一种基于清晰理论基础和严格实验结果之上的保健功能食品。
如何降低自由基对人体的危害 自由基是客观存在的，对人类来说，无论是体内的还是体外的，自由基还在不断地，以前所未有的速度被制造出来。与自由基有关的疾病发病率也呈加速上升的趋势。既然人类无法逃避自由基的包围和夹击，那么就只有想方设法降低自由基对我们的危害。 随着科学家们对自由基研究的日渐深入，清除自由基，以减少自由基对人体的危害的方法也逐渐被揭示出来。 研究表明，自由基从产生到衰亡的过程就是电子转移的过程。在生命体系中，电子的转移是一种最基本的运动，而氧的的电子能力很强，因此，生物体内许多化学反映都与氧有关。科学家们发现损害人体健康的自由基几乎都与那些活性较强的含氧物质有关，他们把与这些物质相结合的自由基叫作活性氧自由基。活性氧自由基对人体的损害实际上是一种氧化过程。因此，要降低自由基的损害，就要从抗氧化做起。 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、谷胱甘肽过氧化酶等一些酶和维生素C、维生素E、还原性谷胱甘肽、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，以阻断外界自由基的攻击，使人体免受伤害。 在自然界中，可以作用于自由基的抗氧化剂范围很广，种类极多。目前，国内外已陆续发现许多有价值的天然抗氧化剂。在这方面的研究中，中国的科学家们已经走在世界的前列。他们已经发现并证明了，我国一些特有的食用和药用植物中，含有大量的酚类物质，这些物质的特点是，有着很容易被自由基夺走的电子，而它们在失去电子后就会成为一种对人没有伤害的稳定物质。 中国科学院生物物理研究所的专家历经八年时间从这些植物中研制出了天然抗氧化剂－－自由基清除剂配方。在与卷烟厂技术人员合作的对动物的急性毒性实验中证明，在高浓度香烟的毒害下，使用了自由基清除剂
自由基对生殖健康的危害及对策--中医男科专家谈生殖健康 作者：中日友好医院中医男科实验室主任技师 发布时间：2006-01-26 曹兴午 1.自由基学说 美国Harman博士于1956年公开提出衰老的氧自由基（Free Radical）学说。因为人体的老化和多种疾病的发生都与自由基和密切关系。就像日常生活中看到，铁器在空气中曝露日久要生锈，洁白的银器也会由于氧化变黑。生命科学研究到细胞分子层面分析，发现人体的衰老与机器生锈的过程一样，也是受到氧化的结果。近年国际上有关自由基的研究显示，由于自由基引起的疾病包括动脉硬化、脑中风、心脏病、白内障、肺气肿、糖尿病，以及多项癌症等和人体衰老有关。为此，认为自由基是万病的元凶。 2.自由基的产生 自由基又称活性氧，体积约为一个原子大小，活性极强。已知，正常氧原子具有4对电子，机体正常代谢可以使原子失去一个电子，这样就形成了自由基。因此，人体内任何具有不成对的电子化合物都叫自由基，许多原子亦可以成为自由基，氧分子具有两个未配对的电子结构，故称为双自由基。 由于人体需要运动，无论是机体或组织，必须由自由基产生能量，这时就会产生自由基，为此，自由基的产生，可以说是人体细胞内正常代谢的副产品。当自由基从细胞膜上夺取一个电子后，就会产生出另一个新的自由基，以此类推，我们可以知道，当电子夺取链反应侵蚀细胞膜，导致细胞完整性丢失，这就为疾病和癌症打开方便的大门。据英国生物化学家霍威尔教授研究结论，一个70公斤的人，每年自己产生的自由基可达2公斤。而且，通过污染的空气、食入不洁的食物、水、吸入毒素（吸烟），以及日晒或放射性的辐射，不良习惯（过量饮酒、过饱饮食），周围环境和家居环境的污染，以及工作和人际关系压力，甚至是生气等，都会不断地产生自由基。为此，我们人类的每个细胞每天都要受到自由基的几百次的冲击和侵害。为了证实过量饮食对长寿的影响，学者们进行了研究，用小老鼠分3组进行实验，甲组为自由摄食（不限制量）；乙组为限量进食八成；丙组为限量进食六成，结果以进食六成老鼠的寿命最长，八成次之，自由进食的最短。说明不要拼命吃的过饱，对健康长寿不利。 3.微生物侵入导致人体产生自由基 大量的基础和临床研究证实，当受到病毒、细菌侵入人体时，机体的免疫细胞会产生自由基物质（主要是氧自由基和一氧化氮自由基等）来杀灭细菌、病毒等微生物，是人体免疫系统中相当重要的一环。但是，当免疫反应过度，自由基产生过量时，由于它们的非特异反应性（不能分辨敌我），对受感染机体的生命基本结构分子如蛋白质、核苷酸、脂肪等具有极强的氧化硝化反应能力，可以导致对细胞和组织的攻击。由此可以诱导细胞的凋亡，增高血管的通透性，以至出现水肿，出血等病理现象，可以引起组织损害、功能丧失，以至组织坏死，导致患者死亡。 4.自由基对男性生殖健康的危害 最近研究证实，自由基还是危害男性生殖健康的“杀手”。诸如环境污染、吸烟、酗酒、熬夜、生殖道感染、接触含有酚类和铅等化学物质，生殖系统的自由基明显增多，使男性生殖健康受到危害。 4.1损害生育能力在男性的生殖系统如睾丸的生精细胞中、精液中和精子中，都富含有丰富的抗氧化物和抗氧化酶类物质，这些物质可以有效地保护和清除多余的自由基，保持睾丸的正常的生殖功能，使精子永不停止地生长、繁殖、发育、成熟，供应人类繁衍的需要。 一旦自由基的产生，超出抗氧化物和抗氧化酶类物质的清除能力时，自由基就可以损害生精细胞，使细胞膜受到破坏，攻击精子，使精子膜也受到伤害，精子失去活动能力，以至死亡。从而出现精子数量不断下降，或死亡精子过多，进而影响男性的生育能力，出现不育症。
人体内的一把双刃剑——自由基 一、自由基的定义 自由基(free radical)是指能独立存在，含有未成对电子的原子，原子团、分子或离子。如含有不成对电子的氧则称为氧自由基(oxygen free radical，OFR)；自由基具有不成对电子的原子或分子。含有基数电子或不配对电子的原子、原子团和分子。具有很强的反应性。 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”。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。 二、自由基的来源与形成 自由基的来源 自由基在生物体内来源有二：一是细胞正常生理过程产生；二是化学毒物在体内代谢过程产生。在人体和环境中持续形成的自由基来自人体正常新陈代谢过程，大量体育运动、吸烟、食用脂肪和腌熏烤肉、发生炎症、某些抗癌药物、安眠药、射线、农药、有机物腐烂、塑料用品制造过程、油漆干燥、石棉、空气污染、化学致癌物、大气中的臭氧等也都能产生自由基。已知自由基可损伤蛋白质，可使蛋白质的转换增加；损害DNA可导致细胞突变；作用于－SH可使某些酶的活性降低或丧失；攻击未饱和脂肪酸可引起脂质过氧化，其氧化产物可引起－SH氧化、酶失活、膜功能受损、干扰膜的运送功能等。另外，由燃料废气、香烟和一些粉尘造成的大气污染，使大气上空的自由基占分子污染物总量的1％～10％，因此环境污染中的自由基反应也是不可忽视的。 自由基有两个来源：一是来自体外，如环境污染、紫外线照射、室内外废气、烟尘、细菌等等，它们会直接导致自由基的产生；二是来自体内，人体内也会自然形成自由基，这是人体代谢过程的正常产物，十分活跃又极不稳定，它们会附着于健康细胞之上，再慢慢瓦解健康细胞，而被破坏的细胞又转而侵害更多健康的细胞，如此恶性循环从而导致肌体的早衰现象。 过量运动在《抗氧化革命》一书中，肯尼斯-库珀医生强调，过量的运动可以明显增加我们身体产生的自由基的数量。 《抗氧化革命》一书在结尾处忠告读者，过量运动实际上是有害健康的，尤其是在我们多年持续过量运动的情况下。库珀医生建议我们每个人都应适量运动，他还建议我们每人在进行营养补充时都应服用抗氧化剂。只有真正的运动员才应该进行艰苦的训练，而且他们也应该补充大量的抗氧化剂来抵消这种侵害。空气污染环境对我们提内形成的自由基的数量影响巨大。空气污染是导致我们肺部和体内氧化压力的主要原因之一。现在当你开车进入任何一个大城市时，你不仅能够看到空气中厚重的烟雾，甚至能够用舌头尝得出来。在石棉中添加含铁纤维能够产生更多的自由基。吸烟香烟的烟雾含有多种毒素，它们联合在一起使肺部和身体各部分的自由基数量增加。食物和水源污染我们的水
衰老与疾病的根源 一、自由基—早已被锁定的罪魁祸首 早在20世纪40年代，科学家就发现生物体内存在自由基信号。1956年美国人哈曼提出衰老自由基机理，认为自由基是衰老与疾病的元凶，被广泛接受。1969年美国人McCord 和Fridovich发现了SOD，证实活性氧自由基存在于生物体内。1998年美国人菲希戈特、穆拉德、伊格纳罗三个人因发现氮氧自由基一起获得诺贝尔奖，更加扩大认识了各种不同自由基对机体的伤害。迄今历经数十年研究，人们已经证实，人类备受衰老和疾病折磨的真正原因是自由基对人体的侵害。它是危害人类健康的天然杀手。冠心病、心绞痛、心肌梗塞、脑血栓、脑溢血、高血压、高血脂、糖尿病、癌变、失眠便秘、关节疼痛、四肢麻木……这些常见的慢性疾病都是由于自由基造成的。 美国医学博士Harman于1956年率先提出自由基与机体衰老和疾病有关；接着在1957年发表了第一篇研究报告，阐述用含0.5%～1%自由基清除剂的饲料喂养小鼠可延长寿命。由于自由基学说能比较清楚地解释机体衰老过程中出现的种种症状，如老年斑、皱纹及免疫力下降等，因此倍受关注，20年后即1976年被西方主流医学所普遍接受。 自由基衰老理论的中心内容认为，衰老来自机体遭受自由基侵害而发生的破坏性结果。 权威的疾病理论认为：体内自由基对细胞成分，尤其是对血管血液的有害进攻是人体衰老和多种疾病的根本原因，而所有这一切都是自由基对人体细胞的一个慢性氧化的过程。所以要对抗自由基，就要找到一个强效的抗氧化剂，从源头上扼制疾病的发生。 二、过氧化给人类带来的损伤和疾病 氧在人体内必不可少，然而过多的氧却会对人体造成不可挽回的损伤，引起多种慢性疾病，甚至产生急性氧中毒导致生命危险。这就是我们平常所说的过氧化损伤。 过量的氧能导致疾病？听起来不可思议，但事实就是如此。氧的化学特性很活泼，也很危险，在正常的生物化学反应中，氧会变得很不稳定，能够“氧化”邻近的分子，使得物质发生性质的改变，比如：切开的苹果会很短时间就出现棕褐色，铁会生锈等等。在人体内，过度的氧化会引起细胞损伤，从而导致癌症、发炎、动脉损伤以及衰老。氧化对生物体的损害主要表现为自由基的链式反应受到破坏，导致生物膜结构功能发生改变；蛋白质对氧化也是很敏感的，尤其是其中的含硫氨基酸；DNA分子中的碱基和戊糖都是易氧化的位置，氧化可导致DNA断裂、碱基降解和与蛋白质交联，使得遗传物质发生变异或导致细胞死亡。 过氧化是诱发多种慢性疾病的重要原因。比如肿瘤，糖尿病及其并发症、血管硬化、心
氧自由基 一、自由基的产生机理及来源 自由基又叫游离基，它是由单质或化合物的均裂（Homdytic Fission）而产生的带有未成对电子的原子或基团。它的单电子有强烈的配对倾向，倾向于以各种方式与其他原子基团结合，形成更稳定的结构，因而自由基非常活泼，成为许多反应的活性中间体。 人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。氧自由基占主导地位，大约占自由基总量的95%。氧自由基包括超氧阴离子（O2－·）、过氧化氢分子（H2O2）、羟自由基（OH·）、氢过氧基（HO2－·）、烷过氧基（ROO·）、烷氧基（RO·）、氮氧自由基（NO·）、过氧亚硝酸盐（ONOO－）、氢过氧化物（ROOH）和单线态氧（1O2）等，它们又统称为活性氧（reactive oxygen species，ROS），都是人体内最为重要的自由基。非氧自由基主要有氢自由基（H·）和有机自由基（R·）等。 （一）自由基的产生 人体细胞在正常的代谢过程中，或者受到外界条件的刺激（如高压氧、高能辐射、抗癌剂、抗菌剂、杀虫剂、麻醉剂等药物，香烟烟雾和光化学空气污染物等作用），都会刺激机体产生活性氧自由基。 人体内酶催化反应是活性氧自由基产生的重要途径。人体细胞内的黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶和NADPH氧化酶等在进行酶促催化反应时，会诱导产生大量的自由基中间产物。除酶促反应外，生物体内的非酶氧化还原反应，如核黄素、氢醌、亚铁血红素和铁硫蛋白等单电子氧化反应也会产生自由基。外界环境，如电离辐射和光分解等也能刺激机体产生自由基反应，如分子中的共价键均裂后即形成自由基。 人体内特定的自由基有不同的来源。超氧阴离子自由基（O2－·）在其中扮演着非常重要的角色，因为在反应顺序上其他许多活性中间产物的形成都始于与 O2－·起作用。它是从黄嘌呤氧化酶、NADPH氧化酶通过酶的一电子还原作用释放的氧产生的或由呼吸链裂解生成的。人体利用的氧气中约有1%～3%转化为O2－·。 二、自由基导致的脑及脑血管疾病 1、衰老 衰老过程涉及到许多内外因素,与衰老过程有关的最常见的内源性生化因子是自由基。老年动物及老年人血清脂质自由基(脂质过氧化物) 水平增高,组织内(尤其脑,肝细胞内) 脂褐素含量增多。组织内脂褐素含量多少可做为衰老的客观依据之一,其形成与脂质自由基有关。脂质自由基的分解产物为醛类,它可与蛋白质、磷质和核酸的氨基起反应,使分子发生交联,交联的结果,使蛋白质变性,使酶失活。这些变性物质被吞噬细胞吞噬,但不能完全消化,结果不断增加细胞内的年色素。 2、动脉粥样硬化及脑血栓 花生四烯酸是细胞膜磷脂的重要组成部分,机体缺血缺氧后,细胞外液中的Ca + + 进入细胞内使细胞膜中的钙依赖的磷脂酶A2 被激活,后者使AA释出,AA 通过环氧化酶途径产生PGH2 (具有自由基性质的活性物质,PGH2 称氢过氧化物) ,后者在血小板微粒体内,在血栓素合成酶作用下,生成血栓素(TXA2) 在动脉血管内皮细胞微粒体内,在前列腺素合成酶作用下,生成前列环素( PGI2 ) 。TXA2 和PGI2 是2 种作用完全相反的血管活性介质,前者主要为强烈的血管收缩剂和血小板聚集剂;后者的作用与之相反,当动脉血管内皮细胞受到损害时,PGI2生成减少,TXA2 的量及作用增多增强,导致血管痉挛和促进血栓形成。此外,AA 通过脂氧化酶途径产生的5 - 过氧化氢花生四烯酸(5 - HPETE) 和脂质自由基强抑制前列环素合成酶的作用,使PGI2 合成减少。5 - HPETE 尚可激活血小板中的血栓素合成酶,导致血栓形成的恶性循环。 3、脑的再灌流性损害
编号：SM-ZD-69425 火灾的危害及分类 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
火灾的危害及分类 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一、有关定义 1、火灾——是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。 2、燃烧——是可燃物与氧化剂发生的一种氧化放热反应，通常伴有光、烟、或火焰。 3、燃烧的三要素——可燃物、助燃物、着火源。对于有焰燃烧一定存在自由基的链式反应这一要素。 4、灭火的主要措施——控制可燃物、减少氧气、降低温度，化学抑制（针对链式反应） 5、消防——预防和扑灭火灾的意思。 二、火灾分类 火灾根据可燃物的类型和燃烧特性，分为A、B、C、D、E、F六类。 A类火灾：指固体物质火灾。这种物质通常具有有机物
质性质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬。如木材、煤、棉、毛、麻、纸张等火灾。 B类火灾：指液体或可熔化的固体物质火灾。如煤油、柴油、原油，甲醇、乙醇、沥青、石蜡等火灾。 C类火灾：指气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等火灾。 D类火灾：指金属火灾。如钾、钠、镁、铝镁合金等火灾。 E类火灾：指带电火灾。物体带电燃烧的火灾。 F类火灾：指烹饪器具内的烹饪物，如动植物油脂火灾。 三、火灾的等级分类 1、特别重大火灾：指造成30人以上死亡，或者100人以上重伤，或者1亿元以上直接财产损失的火灾； 2、重大火灾指造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上100人以下重伤，或者5000万元以上1亿元以下直接财产损失的火灾； 3、较大火灾指造成3人以上10人以下死亡，或者10人以上50人以下重伤，或者1000万元以上5000万元以下
自由基十大危害 （1）削弱细胞的抵抗力，使身体易受细菌和病菌感染； （2）产生破坏细胞的化学物质，形成致癌物质； （3）阻碍细胞的正常发展，干扰其复原功能，使细胞更新率低于枯萎率； （4）破坏体内的遗传基因（DNA）组织，扰乱细胞的运作及再生功能，造成基因突变，演变成癌症； （5）破坏细胞内的线粒体（能量储存体），造成氧化性疲劳； （6）破坏细胞膜，干扰细胞的新陈代谢，使细胞膜丧失保护细胞的功能； （7）侵袭细胞组织及荷尔蒙所必须的氨基酸，干扰体内系统的运作，导致恶性循环，以致产生更多自由基，其连锁反应可导致自由基危害遍及全身； （8）破坏蛋白质，破坏体内的酶，导致炎症和衰老； （9）破坏脂肪，使脂质过氧化，导致动脉粥样硬化，发生心脑血管疾病 （10）破坏碳水化合物，使透明质酸降解，导致关节炎等。 自由基在衰老发生发展中的作用及机制 1 脂褐素的形成 过量的·0和·OH氧化细胞膜中不饱和脂肪酸引起脂质过氧化、交联、聚合成脂褐素(一种难以消除的惰性废物)，它堆积在细胞内毒害细胞，阻止细胞内物质和信息的传递。脂褐素在皮肤细胞中堆积，形成老年斑；在脑细胞中堆积，则会引起记忆减退或智力障碍，甚至导致老年性痴呆症；在心肌细胞中堆积，心脏功能减退。胶原蛋白聚合则引起皮肤失去张力和弹性，皱纹增多以及老年性骨质增生。这些都是衰老的基本特征。 2 线粒体DNA突变 人类线粒体DNA(mtDNA)为一环状双链超螺旋DNA，存在于线粒体基质中。mtDNA 具有极其经济的基因排列，没有内含子，却有部分区域基因重复使用，因此任何突变都可能造成重要功能的病理性变化。生殖细胞系mtDNA突变，可引起遗传性氧化磷酸化(OXPHOS)能力缺陷而导致过早发生退行性疾病。mtDNA片段缺失或点突变，可导致机体老化、心肌缺血、老年心衰等老年性心脏疾病的发生；衰老心肌中片段缺失和OXPHOS中酶活性下降可导致自由基介导的脂类过氧化反应加速，形成动脉粥样硬化斑块。 3 诱导细胞凋亡 细胞的衰老性死亡就是细胞凋亡。体内的自由基特别是·O2和·OH主要产生于那些具有重要功能、高度活动性、耗氧量高的组织细胞如脑细胞、神经细胞、心肌及内分泌细胞内，并造成过度堆积，它们通过氧化作用攻击生命大分子物质，导致这些组织细胞内DNA、蛋白质、脂膜的损伤。诱导细胞凋亡，加速机体老化。 4 蛋白质合成减少 自由基通过其强氧化作用对核酸进行氧化和交联，使发生断裂、突变，从而严重影响蛋白质遗传信息的正常转录和翻译，使蛋白质表达量降低甚至消失，或者产生突变蛋白质，而蛋白质合成减少正是老年性记忆减退、智力障碍及肌肉萎缩的重要原因。
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
自由基与消化系肿瘤 1 自由基的产生与清除 自由基是具有不配对价电子(即具有奇数电子)的原子、原子团、分子或离子，包括氧分子经氧化还原反应产生的超氧阴离子、H2O2、羟自由基(·OH)、单线态氧(1O2)，乃至对应的氧化产物、过氧化脂质等.机体内自由基主要来源于细胞生化反应，其次，紫外线照射、电离辐射和环境污染等因素也可诱发机体产生自由基.高等生物体内约有1%的氧(3O2)经呼 吸链旁路反应生成氧自由基.这不仅说明自由基在生物机体内的广泛分布，也反映了在长期的生物进化过程中依然保留这些机制的生物学意义. 在生理情况下自由基不断产生，也不断被清除，使自由基浓度保持在产生与清除的动态平衡之中.生物机体内存在着有效的自由基清除剂，包括清除活性氧的酶类和一些低分子化合物.一般地，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, cAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutahione peroxidase, GSH-PX)主要清除、H2O2、LOOH；而·OH、1O -5S以下)的氧自由基主要由一些低分子化合物(如维生素A、维生素E、胡萝2等寿命短(10 卜素类、维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素K、黄酮类和某些未知物质)加以清除［1］. 虽然，自由基为正常生命活动的许多重要反应所必须，它参与生物活性物质的合成(如花生四烯酸合成前列腺素)，解毒反应，吞噬细胞杀灭细菌的活动等.但是过量的氧自由基对机体的广泛损伤效应，与炎症、肿瘤、免疫性疾病及衰老等有密切关系. 2 自由基对生物大分子的损伤作用 2.1自由基对DNA的损伤作用研究证明自由基对DNA具有损伤作用［2，3］，自由基可引起细胞内DNA的氢链断裂、碱基降解和主链解旋，所有核酸成分均可受到自由基的攻击，这种损伤可被一些特殊机制修复，但也可造成永久性损伤.所以，当细胞DNA受损伤时，可造成细胞生物学活性改变，甚至导致基因突变、肿瘤与细胞死亡.自由基攻击脱氧核糖时可导致链断裂，但这类损伤可被DNA的修复系统所修复，然而，修复过的DNA突变率却远大于正常DNA的突变率.有研究表明，氧浓度达200%时所引起的DNA链断裂程度相当于4.2 mmol/ L H2O2的损伤程度；香烟烟雾中的氢醌类物质是造成DNA原链断裂的重要成分；DNA分子中所含金属离子(如Fe3+与Cu2+)和H2O2反应产生的·OH是引起DNA链断裂的主要原因，而SOD、EDTA和1，10-phenanthroline等均能减轻这种损害. bhat等发现可见光和分子氧可引起小牛胸腺DNA断裂，Fe2+、Fe3+与Cu2+可显著加快DNA的降解速度，也说明金属离子的存在，是DNA损伤的重要条件之一［3］.
自由基与消化系肿瘤1 自由基的产生与清除 自由基是具有不配对价电子(即具有奇数电子)的原子、原子团、分子或离子，包括氧分子经氧化还原反应产 生的超氧阴离子、H2O2、羟自由基(·OH)、单线态氧(1O2)，乃至对应的氧化产物、过氧化脂质等.机体内自由基主要来源于细胞生化反应，其次，紫外线照射、电离辐射和环境污染等因素也可诱发机体产生自由基.高等生物体内约有1%的氧(3O2)经呼吸链旁路反应生成氧自由基.这不仅说明自由基在生物机体内的广泛分布，也反映了在长期的生物进化过程中依然保留这些机制的生物学意义. 在生理情况下自由基不断产生，也不断被清除，使自由基浓度保持在产生与清除的动态平衡之中.生物机体内存在着有效的自由基清除剂，包括清除活性氧的酶类和一些低分子化合物.一般地，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, cAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutahione peroxidase, GSH-PX)主要清除、H2O2、LOOH；而·OH、1O2等寿命短(10-5S以下)的氧自由基主要由一些低分子化合物(如维生素A、维生素E、胡萝卜素类、维生素C、维生素B1、维生素B2、维生素K、黄酮类和某些未知物质)加以清除［1］. 虽然，自由基为正常生命活动的许多重要反应所必须，它参与生物活性物质的合成(如花生四烯酸合成前列腺素)，解毒反应，吞噬细胞杀灭细菌的活动等.但是过量的氧自由基对机体的广泛损伤效应，与炎症、肿瘤、免疫性疾病及衰老等有密切关系. 2 自由基对生物大分子的损伤作用 2.1自由基对DNA的损伤作用研究证明自由基对DNA具有损伤作用［2，3］，自由基可引起细胞内DNA 的氢链断裂、碱基降解和主链解旋，所有核酸成分均可受到自由基的攻击，这种损伤可被一些特殊机制修复，但也可造成永久性损伤.所以，当细胞DNA受损伤时，可造成细胞生物学活性改变，甚至导致基因突变、肿瘤与细胞死亡.自由基攻击脱氧核糖时可导致链断裂，但这类损伤可被DNA的修复系统所修复，然而，修复过的DNA
什么是自由基 机体氧化反应中产生的有害化合物，具有强氧化性，可损害机体的组织和细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。 有机化合物（Organic compounds）发生化学反应时，总是伴随着一部分共价键（covalent bond）的断裂和新的共价键的生成。共价键的断裂可以有两种方式：均裂（homolytic bond cleavage）和异裂（heterolytic cleavage）。键的断裂方式是两个成键电子在两个参与源自或碎片间平均分配的过程称为键的均裂（homolytic bond cleavage）。两个成键电子的分离可以表示为从键出发的两个单箭头。所形成的碎片有一对未成对电子，如H·，CH·，Cl·等。若是由一个以上的原子组成时，称为自由基（Radicals）。因为它有未成对电子，自由基和自由原子非常的活泼，通常无法分离得到。不过在许多反应中，自由基和自由原子以中间体的形式存在，尽管浓度很低，存留时间很短。这样的反应称为自由基反应（radical reactions）。 自由基（free radical），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”。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。 近年来，随着我国人民物质生活水平和对生活质量的要求不断提高，人们对保健知识的需求也与日俱增，近一段时间内，在有关保健知识的传播中，一个新的名词--自由基出现的频率越来越高，保健用品中、化妆品中、烟草中、日常食品中等…..那么,究竟什么是自由基，它与我们人类的健康有什么关系呢？ 简单的说，在我们这个由原子组成的世界中，有一个特别的法则，这就是，只要有两个以上的原子组合在一起，它的外围电子就一定要配对，如果不配对，它们就要去寻找另一个电子，使自己变成稳定的元素。科学家们把这种有着不成对的电子的原子或分子叫做自由基。 自由基非常活跃，非常不安分。就象我们人类社会中的不甘寂寞的单身汉一样，如果总也找不到理想的伴侣，可能就会成为社会不安定的因素。那它是如何产生的呢？又如何对人的身体产生危害的呢？早在上个世纪末90年代初期，中国大陆对自由基的认知来自于北京卷烟厂在出口产品定单中
第十二章烟气危害成分分析 20世纪50年代以来，随着吸烟与健康问题的提出，卷烟烟气化学的研究已普遍开展，特别是70年代以来，在烟支燃烧状态的测定和烟气化学成分的分离鉴定等方面都取得了显著进展。 到目前为止，国际上已有数万项关于吸烟与健康方面的科研成果，在这些科技论文中，既有反对吸烟的科学依据，也有某些论点的争论，还有大量关于提高吸烟安全性的科研报告。虽然涉及吸烟与疾病之间关系的许多问题至今尚未真正解决，只有统计关系和一些理论性假设，而没有明确的最终答案，但是却促进了烟草科技的较大发展。 卷烟的抽吸方式决定了烟支燃吸是一种高温乏氧不完全燃烧的过程，最高温度可达900℃左右。抽吸时燃烧主要发生在燃烧锥底部周围，气流中的氧几乎耗尽，氧化过程不起主要作用。有限度的燃烧馏、干馏、热解、合成等反应同时发生，形成大量的新生化合物。卷烟烟气是一种气、液、固并存的复杂多相的气溶胶。据报道，仅卷烟烟气中的化学成分即达近4000种，比烟叶中还多1000多种。这些化学成分中既有提供烟草香气、吃味和生理作用的物质，也有产生杂气、刺激和不良吃味的物质，还有微量的对人体健康产生危害的物质，如气相的一氧化碳、硫化氢和焦油中的自由基、亚硝胺、苯并[a]芘等。卷烟烟气化学的深入研究对提高卷烟香吃味品质和降低有害成分无疑具有重要的意义。 T.C.Tso List Ullmann’ Encyclopedia of industrial Chemistry ,Weinheim,1996 共分成七类41种： 11种PAHs 4种氮杂-芳烃 7种氮-亚硝胺3种芳香胺 4种醛6种其它有机化合物 6种无机物 1 卷烟烟气气相中有害物质 1.1 一氧化碳 一氧化碳一经吸入即与血红蛋白结合，它与血红蛋白的化学亲和力比氧气达200倍以上。这样，由于减少了红细胞所携带氧的总量，一氧化碳能导致组织缺氧。 研究表明，烟气中CO一部分由热解产生，一部分由烟草不完全燃烧产生，一部分由CO2还原而成。主流烟气中碳氧化物还受烟丝含水量、卷烟纸孔度、烟草配方等因素的影响。采用打孔滤嘴或带有纵向气槽滤嘴来稀释烟气可使主流烟气中CO有选择地减少。 1.2 苯 苯能引起神经衰弱、乏力、白细胞和血小板减少、贫血等症状，严重的可导致神志不清、肌肉痉挛等。过去一直认为苯无致癌作用，但近年来正在被怀疑对造血系统有致癌活性。国外已有不少由于接触苯而导致白血病的临床病例报道，不过，
第五章自由基清除剂 本章要点 1.自由基理论的产生机理及来源 2.自由基对机体活动的影响 3.自由基清除剂的基本概念 随着生命科学的飞速发展，英国人Harman于1956年提出了自由基学说。该学说认为，自由基攻击生命大分子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因，其中的观点被越来越多的实验所证明。 自由基（Free radical）是人体生命活动中各种生化反应的中间代谢产物，具有高度的化学活性，是机体有效的防御系统，若不能维持一定水平则会影响机体的生命活动。但自由基产生过多而不能及时地清除，它就会攻击机体内的生命大分子物质及各种细胞器，造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。 近年来，国内外对自由基及自由基清除剂的研究十分活跃，在各类食品科学、生命科学及医学书籍上都有许多关于自由基及其清除剂的研究报道，自由基清除剂作为功能性食品的重要原料成分之一，通过人们日常消费的食品来调节人体内自由基的平衡，已受到食品营养学家的广泛重视。 第一节自由基理论 一、自由基的产生机理及来源 自由基又叫游离基，它是由单质或化合物的均裂（Homdytic Fission）而产生的带有未成对电子的原子或基团。它的单电子有强烈的配对倾向，倾向于以各种方式与其他原子基团结合，形成更稳定的结构，因而自由基非常活泼，成为许多反应的活性中间体。 人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。氧自由基占主导地位，大约占自由基总量的95%。氧自由基包括超氧阴离子（O2－·）、过氧化氢分子（H2O2）、羟自由基（OH·）、氢过氧基（HO2－·）、烷过氧基（ROO·）、烷氧基（RO·）、氮氧自由基（NO·）、过氧亚硝酸盐（ONOO－）、氢过氧化物（ROOH）和单线态氧（1O2）等，它们又统称为活性氧（reactive oxygen species，ROS），都是人体内最为重要的自由基。非氧自由基主要有氢自由基（H·）和有机自由基（R·）等。 （一）自由基的产生 人体细胞在正常的代谢过程中，或者受到外界条件的刺激（如高压氧、高能辐射、抗癌剂、抗菌剂、杀虫剂、麻醉剂等药物，香烟烟雾和光化学空气污染物等作用），都会刺激机体产生活性氧自由基。 人体内酶催化反应是活性氧自由基产生的重要途径。人体细胞内的黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶和NADPH氧化酶等在进行酶促催化反应时，会诱导产生大量的自由基中间产物。除酶促反应外，生物体内的非酶氧化还原反应，如核黄素、氢醌、亚铁血红素和铁硫蛋白等单电子氧化反应也会产生自由基。外界环境，如电离辐射和光分解等也能刺激机体产生自由基反应，如分子中的共价键均裂后即形成自由基。 自由基反应包含3个阶段，即引发、增长和终止阶段。反应之初，引发阶段占主导地位，反应体系中的新生自由基形成许多链的开端，反应物浓度高。引发后的扩展阶段为反应的主体，若起始有几个引发自由基在扩展阶段没有消失或增加，那么反应中就有几条链。随着反应的进行，体系中的反应物浓度越来越