曲阜师范大学
硕士学位论文
清暑益气中药对热应激大鼠心肌自由基代谢及心肌酶谱的影响
姓名：张建东
申请学位级别：硕士
专业：运动人体科学
指导教师：郭成吉
20070401
自由基 自由基是指能够独立存在的，含有一个或多个未成对电子的分子或分子的一部分。由于自由基中含有未成对电子，具有配对的倾向。因此大多数自由基都很活泼，具有高度的化学活性。自由基的配对反应过程，又会形成新的自由基。在正常情况下，人体内的自由基是处于不断产生与清除的动态平衡之中。自由基是机体有效的防御系统，如不能维持一定水平的自由基则会对机体的生命活动带来不利影响。但自由基产生过多或清除过慢，它通过攻击生命大分子物质及各种细胞，会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。 自由基过量产生的原因 1、人体非正常代谢产物 2、有毒化学品接触 3、毒品、吸烟、酗酒 4、长时间的日晒 5、长期生活在富氧/缺氧环境 6、环境污染因素 7、过量运动 8、疾病 9、不健康的饮食习惯（营养过剩以及脂肪摄入过量）10、辐射污染11、心理因素 自由基对生命大分子的损害 ★由于自由基高度的活泼性与极强的氧化反应能力，能通过氧化作用来攻击其所遇到的任何分子，使机体内大分子物质产生过氧化变性，交联或断裂，从而引起细胞结构和功能的破坏，导致机体组织损害和器官退行性变化。 ★自由基作用于核酸类物质会引起一系列的化学变化，诸如氨基或羟基的脱除、碱基与核糖连接键的断裂、核糖的氧化和磷酸酯键的断裂等。 在体内以水分为介质环境中通过电离辐射诱导自由基的研究表明，大剂量辐射可直接使DNA断裂，小剂量辐射可使DNA主链断裂。 ★自由基对蛋白质的损害 自由基可直接作用于蛋白质，也可通过脂类过氧化产物间接与蛋白质产生破坏作用。 ★自由基对糖类的损害 自由基通过氧化性降解使多糖断裂，如影响脑脊液中的多糖，从而影响大脑的正常功能。自由基使核糖、脱氧核糖形成脱氢自由基，导致DNA主链断裂或碱基破坏，还可使细胞膜寡糖链中糖分子羟基氧化生成不饱和的羰基或聚合成双聚物，从而破坏细胞膜上的多糖结构，影响细胞免疫功能的发挥。 ★自由基对脂质的损害 脂质中的多不饱和脂肪酸由于含有多个双键而化学性质活泼，最易受自由基的破坏发生氧化反应。磷脂是构成生物膜的重要部分，因富含多不饱和的脂肪酸故极易受自由基所破坏。这将严重影响膜的各种生理功能，自由基对生物膜组织的破坏很严重，会引起细胞功能的极大紊乱。 自由基与疾病 (一)自由基与衰老 从古至今，依据对衰老机理的不同理解，人们提出各种各样的衰老学说多达300余种。自由基学说就是其中之一。反映出衰老本质的部分机理。 英国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，已为人们所普遍接受。自由基衰老理论的中心内容认为，衰老来自机体正常代谢过程中产生自由基随机而破坏性的作用结果，由自由基引起机体衰老的主要机制可以概括为以下三个方面。
自由基与疾病【自由基是万病之源】 大家在日常生活中都非常了解，铁在空气中会生锈、钢在空气中会变绿色，银器在空气中会变黑，这就是氧化作用。大自然中氧化作用是破坏性，如铁生锈若不及时处理、保护，很快就会被腐蚀掉，而人的新陈代谢也是一种氧化，还原过程，自由基就是在这一过程中产生的，也如同人体生锈，如不及时预防处理也会构成对人体损害。 人体本身有一种能力称为“抗氧化能力”来清除多余的自由基，但人随年龄增大或患疾病时清除自由基的能力也随之降低。所以自由基开始对人的细胞攻击，诱发多种疾病，医学研究证明与自由基有关的疾病有100多种。 脑梗塞、脑出血、颅脑外伤、蛛网膜下腔出血、脑膜炎、脑水肿、老年性痴呆、帕金斯症、多发性硬化，甚至精神分裂症，都应当注意自由基的损伤。 氧自由基不但与衰老有关，而且还和许多衰老有关的疾病有关系，比如动脉硬化症、高血压、骨关节炎、白内障以及帕金森氏病等等。正常人体内有一套清除自由基的系统，即便如此，这个系统的力量会因人的年龄增长及体质改变而减弱，随着时间的推移，自由基会在细胞内不断积累。这会致使自由基的负面效应大大增强，从而引起多种疾病发病率的提高。 自由基与疾病的连锁反应 自由基与衰老有明显的关系，一些科学家认为自由基是引起衰老的主要原因。自由基能促使体内脂褐素生成，脂褐素在皮肤细胞中堆积即形成老年斑，在脑细胞中堆积，会引起记忆力减退或智力障碍，甚至出现老年痴呆症。自由基还可导致老年人皮肤松弛、皱纹增多、骨质再生能力减弱等，还会引起视网膜病变，诱发老年性视力障碍(如眼花、白内障)。而且，自由基还可引起器官组织细胞老化和死亡。老年人感觉与记忆力下降、动作迟钝及智力障碍的一个重要原因，就是由于过多的自由基导致了神经细胞数量大量减少。另外，自由基和脂质过氧化还与肺损伤、艾滋病、癌症、肾病、糖尿病的发生有密切关系，所以寻找消除自由基及抗氧化药物对于保护人类健康具有重大意义。 衰老与自由基1 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，它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。 人体细胞遭受到自由基攻击,就好比铁暴露在空气中久了会生锈一样,这个过程叫做氧化。铁生锈了,就表示开始耗损,渐渐就会被腐蚀,人体衰老的过程就好像是铁被氧化的过程一样，实际上，生命衰老和病变的过程也就是氧化的速度超过还原的速度，而让我们体内细胞“生锈”的物质就是自由基。如果受损“生
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/e913138126.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。
自由基的形成 自由基又称游离基，是具有非偶电子的基团或原子，它有两个主要特性：一是化学反应活性高；二是具有磁矩。 在一个化学反应中，或在外界（光、热等）影响下，分子中共价键分裂的结果，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子；若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子（或基团），则形成自由基。 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。例如酪氨酸自由基(tyrosine radical)，共价键的断裂可以有两种方式：均裂（homolytic bond cleavage）和异裂（heterolyticcleavage）。键的断裂方式是两个成键电子在两个参与原子或碎片间平均分配的过程称为键的均裂（homolyticbondcleavage）。两个成键电子的分离可以表示为从键出发的两个单箭头。所形成的碎片有一个未成对电子，如H·，CH·，Cl·等。若是由一个以上的原子组成时，称为自由基（radical）。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，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它物质的一个电子，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作用，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。 产生自由基的方法 ①引发剂引发，通过引发剂分解产生自由基 ②热引发，通过直接对单体进行加热，打开乙烯基单体的双键生成自由基 ③光引发，在光的激发下，使许多烯类单体形成自由基而聚合 ④辐射引发，通过高能辐射线，使单体吸收辐射能而分解成自由基 ⑤等离子体引发，等离子体可以引发单体形成自由基进行聚合，也可以使杂环开环聚合 ⑥微波引发，微波可以直接引发有些烯类单体进行自由基聚合。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e913138126.html, 自由基与疾病 作者：吴国隆 来源：《现代养生》2006年第04期 自由基又称游离基，是化合物分子中的共价键，为人体代谢过程中形成的原子或原子团。人体的自由基是一种活性氧，活性氧是人体内极不安定的原子碎片，因为它本身缺少一个电子，它总想从正常细胞里拉出一个电子作为它的配偶。但是正常的细胞失去一个电子后，可能导致癌变。机体内常见的自由基有羟自由基、脂质自由基、氧化脂质自由基、过氧化脂质自由基…… 自由基的生物活性具有双重性。在生理情况下有增强白细胞对细菌的吞噬和抑制细菌增殖的功能，增强机体抗感染及免疫能力；在病理情况下，又能对组织产生不可逆的损伤，使组织细胞化学结构发生破坏性反应，因此是许多疾病的病理基础。可见自由基是个“两面派”。 一、自由基是缺血再灌注损伤的一个重要因素，涉及各主要器官组织，因组织缺血、缺氧时细胞内能量分解大于合成，三磷酸腺苷分解产物大量产生，在酶的催化下形成自由基。 二、自由基造成器官组织损伤是导致休克发生的基础。自由基可能增加毛细血管通透性，使大量血浆渗出，而有效循环血量减少。自由基使细胞屏障作用损害，加重休克。休克时缺血、缺氧造成细胞能量代谢障碍，可产生大量的自由基，故休克本身又是体内自由基增多的原因之一。 三、人体内中性粒细胞在吞噬过程中，可生成自由基，炎症区的吞噬细胞被细菌等激活后，其耗氧量急剧上升，高达正常的2～20倍，产生自由基而杀伤正常组织细胞。 四、人体在外界因素如毒物、辐射、感染等作用下，吞噬细胞被激活，释放出自由基，攻击细胞结构，诱发自身抗体。一些对自身抗体敏感的细胞，与受体结合的同时，也激活中性粒细胞生成自由基，促使自身组织破坏。在某些自身免疫病，如类风湿性关节炎除吞噬细胞产生大量的自由基外，还存在铁代谢异常，也可产生自由基。 五、自由基在体内攻击和破坏生物大分子，产生过氧化变性，引起细胞结构上功能破坏，产生组织损害和器官退行性变，导致老年病和衰老的发生。 六、①自由基是对脂质的过氧化作用和破坏细胞膜引起的，脑外伤时催化自由基反应导致脑水肿，还引起微循环障碍，加重脑细胞损伤；②当冠状动脉供血不足，心肌梗塞和心脏术后恢复供血，心脏功能并不象人们所期望的那样好转，而是继续恶化，其原因在于自由基的形成；③细菌感染后，内毒素激活中性白细胞产生自由基并释放炎性介质和前列腺素等物质，它们共同破坏肺血管内皮细胞和肺泡组织，最终发生成人呼吸窘迫综合征；④大剂量的肝毒性物
动物医学进展,2008,29(4):85-88 Pr ogress in Veterinary Medicine 自由基与疾病研究进展* 李勇,孔令青,高洪*,严玉霖 (云南农业大学动物科学学院,云南昆650201) 摘要:随着基础医学和生命科学的不断发展,人们对自由基的研究越来越多,其中就有大量关于自由基与疾病的研究。自由基作为机体的正常代谢产物,在平衡状态下,其在抗菌、消炎和抑制肿瘤等方面具有重要作用和意义;一旦平衡被打破,如机体受到疾病或某些外源性药物和毒物的侵害,自由基便会产生强大的伤害作用,造成生物膜的脂质过氧化损伤,引起酶、氨基酸、蛋白质的氧化破坏,对内脏器官、免疫系统的形态功能产生影响,从而引起机体疾病,甚至死亡。目前,研究发现很多疾病的发生发展都与自由基有关。文章就自由基的产生、种类、与疾病的关系及清除进行了综述。 关键词:自由基;疾病;应用 中图分类号:S852.33文献标识码:A文章编号:1007-5038(2008)04-0085-04 1900年,Comberg提出了/有机自由基(or ganic free radical)0这一概念。此后,大量关于自由基的医学和生命科学研究迅速开展起来。20世纪50年代,H arm an提出了/自由基学说(free radical theo-r y)0,并于1956年发现放射线诱导突变和诱发肿瘤的发病机理与自由基有关。1968年,M cCord和Fridovich报道了超氧化物歧化酶(super oxide dis-m utase,SOD)在抗氧化方面的生物学作用,开创了自由基生物学的新篇章[1]。自由基(fr ee r adicals, FRs)指的是那些游离存在的,含有1个或1个以上不配对电子的分子、离子、原子或原子团,它们是机体正常代谢的产物,在体内有很强的氧化反应能力,易对蛋白质、脂质和核酸等产生伤害,从而引起机体的损伤[2]。自由基也是机体内不可缺少的活性物质,它可作为第二信使参与细胞信号转导[3]。正常情况下,机体的氧化与抗氧化处于一种动态平衡,但在患病或衰老等状态下,会出现由于自由基水平升高而导致的病理现象[4]。 1机体中自由基的产生及种类 1.1自由基的产生 自由基的形成主要有共价键均裂法和电子俘获法2种方式。前者是指共价化合物均裂时共用的电子对被双方平均获得,所形成的产物即为自由基,如A:B y A#+B#。后者是指带有成对电子的有机化合物或无机化合物俘获了一个电子,就可因带有不成对电子而成为自由基,如O2+e y O2-#。体内活性物质代谢异常时也可产生自由基,如细胞硫醇和对苯二酚等发生自氧化或蛋白酶等的催化反应都可引起自由基水平升高[5]。 1.2自由基的种类 1.2.1活性氧及氧自由基活性氧(reactive o xy- g en species,ROS)是指由氧形成并在分子组成上有氧的一类化学性质非常活泼的物质的总称。氧自由基是由活性氧衍生而来的一类自由基。其约占机体总自由基的95%以上[6],包括超氧阴离子O2-#,羟自由基OH#,过氧化氢H2O2,单线态氧.O2,三线态氧3O2等。它们对细胞膜、脂肪组织和蛋白质都会产生影响,从而引起疾病[7]。 1.2.2脂类自由基和脂类过氧化物在活性氧的作用下,组织细胞会因脂质过氧化而产生脂类自由基,如脂自由基L#,烷自由基R#,脂氧基LO#,烷过氧基ROO#,脂氢过氧化物LOOH等。它们的性质稳定且寿命长,可蔓延而发生连锁反应,造成更严重的损伤。生物和理化因素也可引起脂质过氧化,其反应过程及产物脂质过氧化物(lipid perox ida-tion,LPO)对机体都有严重的损害[8]。 1.2.3半醌类自由基通常是指磺素类蛋白、辅酶Q(泛醌)的单电子还原形式或氧化形式。它们一般由苯醌和苯酚类化合物发生氧化还原反应而产生,且广泛产生于许多生命过程之中。这两类化合物在电子传导中起特殊作用,此类自由基还是线粒体中执行功能的主要自由基。 *收稿日期:2007-12-07 作者简介:李勇(1982-),男,云南文山人,硕士研究生,主要从事分子病理学及比较病理学研究。*通讯作者
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。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，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、心脑血管疾病、肾病、辐射损伤、免疫性疾病等等，都与其密切相关。
收稿日期:2003208223 中图分类号:R 151.2 文献标识码:A 文章编号:051227955(2003)0420337207 自由基、抗氧化剂、营养素与健康的关系 方允中, 杨 胜1, 伍国耀2 (北京放射医学研究所生物化学与分子生物学研究室,北京100850; 1 中国农业大学畜牧系动物营养研究室,北京100094 2 D ep a rt m en t of A n i m a l S cience and F acu lty of N u trition ,T ex as A &M U n iversity , Colleg e S ta tion ,T ax as ,U SA 77843) 超氧化物歧化酶(SOD )清除O 2?作用的新发现 揭开需氧生物体内产生氧自由基的奥秘,从而诞生并发展了自由基生物学。一氧化氮(NO )的生理学作用与病理生理学作用的首次发现和随后的研究进展不仅充实了这门崭新学科的内容,而且使其发展更为迅速、蓬勃。该学科的研究范围已扩展到其它生物学科,包括营养学[1,2],如抗氧化剂已成为“热点”研究领域。对于自由基、抗氧化剂与营养,我们业已论述[3]。,现进一步提出自由基、抗氧化剂、营养素与健康的关系的初步见解。1 需氧生物体内自由基、抗氧化剂、营养物质与生命的关系 从自由基的活泼化学性质可以推想,无论是生命的起源,还是生物的进化,自由基均起到很重要的作用。当地球上出现原核生物后,大气中的O 2进入原核生物体内,通过非酶反应或酶反应接受一个电子,转变为O 2?,并可衍生其它活性氧如H 2O 2。H 2O 2可在Fe 2+或Cu +等金属离子介导下产生?OH ,损伤生物膜脂质、蛋白质、DNA 等重要生物大分子,显示出“氧毒性”,从而危及原核生物的生存。在生物进化的初期,对“氧毒性”无适应能力的厌氧菌就不能在有O 2的大气中生存或者藏匿于无氧环境,但进化为耐氧厌氧菌,其菌体内有清除O 2?的SOD ,就成为“适者”而生存,并再进化为需氧菌。需氧菌内的有氧代谢中葡萄糖产生A T P 的量较无氧代谢增高到18倍,活性氧的产量也相应增加,远超过其生理作用量,但需氧菌可生物合成SOD 、过氧化氢酶、谷胱 甘肽过氧化物酶等抗氧化酶和某些内源性抗氧化 剂,清除活性氧。没有清除掉的自由基仍可损伤重要生物大分子,但机体对自由基损伤具有修复的能力。在进化的过程中需氧菌等单细胞生物还可初步利用活性氧[4]。从单细胞生物进化到多细胞生物、动物及人类一直保持着以抗氧化酶与内源性抗氧化剂为主的、并发展到有外源性抗氧化剂参加的抗氧化体系,而且对自由基所致重要生物大分子的损伤仍具有修复的能力。在进化中需氧生物利用活性氧的信号传导和调控细胞分裂、分化与基因转录、表达等功能[1]。在哺乳类等动物中还需要NO 合酶(NO syn 2thase )的酶促反应产生的NO 自由基,发挥其生理学作用[5],但受到膳食因素的影响[6]。在需氧生物体内自由基的产生、清除、利用、损伤及其修复所需物质与能量均直接或间接来源于营养物质及其代谢物[1],如人体内营养素及其代谢物是自由基产生的物质来源;清除自由基系统的成分均直接或间接来自营养素与膳食中抗氧化剂;营养状况应能维持自由基的产生与清除处于正常动态平衡,内环境处于稳定的还原态,并使活性氧与NO 的生理作用以及彼此相互作用能正常发挥[3];营养素及其代谢物与外源性抗氧化剂是自由基所致重要生物大分子损伤的修复、置换、降解代谢和重新生物合成的物质基 础[1],其中谷胱甘肽(GSH )在自由基、 抗氧化剂与营养素及其代谢的协调关系中起到很重要的作用[7]。 为了维持生命,生物体内的某些重要物质均有其稳衡性动态(hom eo stasis )。自由基按理也不应例外,但从1966～2003年6月的M edline 数万篇有关自由基的文献中仅有十几篇提到该名词,而且未涉及其内涵。我们认为,由于自由基的活泼化学性质,其稳衡性动态的特征很特殊,表现于既能履行其生理作用、又参予不伤害机体的一些程序。例如:自由基不断地产生并不断地被清除;其产生与清除的量达
体育运动与自由基及抗氧化剂 周迎松 (宁波大学体育学院315211 摘要 活性氧(ROS的产生是需氧生物生命的正常过程。在生理的条件下,这些有毒性的物质大部分会被抗氧化系统清除掉,这个系统主要有具有抗氧化作用的维生素、蛋白质、硫醇和抗氧化酶组成。由于体内的抗氧化系统储备相当有限,在紧张的体育训练会引起大量的氧消耗,从而产生大量的ROS对抗氧化系统进行考验。在一场急性的高强度的训练中,可以刺激抗氧化酶的活性。这被认为在氧化压力下细胞的自我防御体系。然而,长时间的高负荷的训练会引起体内组织维生素E减少与谷光甘肽(GSH与谷光甘肽过氧化物(GSSG比率的改变。缺少抗氧化剂的营养物质会出现阻碍抗氧化系统,增加训练引起氧化压力,破坏体内的组织。长时间训练似乎可以使体内抗氧化物酶的活性增加和体内的GSH含量的提高。最近研究表明,补充抗氧化营养物质对于长期训练的运动员是非常必要的。 关键词:自由基,抗氧化剂,训练,活性氧 Physical activity and free redicals and antioxidant Zhou ying-song (Physical department of Ningbo university 315211. Abstract Generation of reactive oxygen species (ROS is a normal process in the life of aerobic organis -ms. Under physiological conditions, these deleterious species are mostly removed by the cellul ar antioxidant systems, which include antioxidant vitamins, protein and non-protein thiols, and anti-oxidant enzymes. Since the antioxidant reserve capacity
活性氧自由基与疾病的关系研究进 展 内江师范学院毕业论文(设计) 中英文摘要............................................................... . (2) 1 前言............................................................... ..................................................................... ...... 3 2 氧自基............................................................... ..................................................................... .. 3 氧自基的种类............................................................... ......................................................... 3 超氧化物自基[O2]............................................................. ............................................ 4 过氧化氢自基源...............................................................
抗氧化自由基 抗氧化是指抗氧化自由基的简称，英文Anti-Oxidant。人体因为与外界的持续接触，包括呼吸（氧化反应）、外界污染、放射线照射等因素不断的在人体体内产生自由基。科学研究表明，癌症、衰老或其它疾病大都与过量自由基的产生有关联。研究抗氧化可以有效克服其所带来的危害，所以抗氧化被保健品、化妆品企业列为主要的研发方向之一，也是市场最重要的功能性诉求之一。抗氧化就是任何以低浓度存在就能有效抑制自由基的氧化反应的物质，其作用机理可以是直接作用在自由基，或是间接消耗掉容易生成自由基的物质，防止发生进一步反应。人体在不可避免地产生自由基的同时，也在自然产生着抵抗自由基的抗氧化物质，以抵消自由基对人体细胞的氧化攻击。研究证明，人体的抗氧化系统是一个可与免疫系统相比拟的、具有完善和复杂功能的系统，机体抗氧化的能力越强，就越健康，生命也越长。人体的抗氧化物质有自身合成的，也有由食物供给的。酶和非酶抗氧化物质在保护由于运动引起的过氧化损伤中起至关重要的作用。补充植物活性硒增强抗氧化有利于运动机体减少自由基的产生或加速其清除，以对抗自由基的副作用，因而对一般人和运动员的健康都有益，可能延缓运动性疲劳发生和加快体能恢复，年龄大的体力活动者比年轻者服用抗氧化
剂效果更好。 自由基 人若要活着，除了要有食物供给充足的营养外，更需要靠不断地呼吸来获得氧气，氧气更是身体进行各种氧化反应所必需的，然而当人体正在利用氧气进行某些代谢反应时，不可避免地会产生一些不稳定物质，而这些不稳定的物质都是氧气的“变身”，它们的个性非常活泼，不喜欢安安稳稳地呆在原地，甚至喜欢去攻击别人，由于它们这种不喜欢受拘束的个性，称之为自由基。自由基这种不受束缚的个性固然令人头痛，但有时人体反而需要藉由自由基的活性来消灭某些侵入人体的微生物或不正常细胞。因此，活泼的自由基也有它们可爱的一面。当人体内自由基的浓度不是很高时，身体自有一套完善的系统来消灭这些自由基，该系统称为抗氧化系统：可是，很不幸的，生活的空间及形态均会造成体内自由基浓度大大增加，如吸烟、空气污染、水污染、放射线(x 线，紫外线)，杀虫剂、生活压力大、运动过度等，以上这些会使自由基浓度增加的情形，称之为氧化压力。氧化压力越大，体内自由基的浓度就越高，此时，身体中的抗氧化系统将面临不够使用的危机。概括来讲，自由基的来源有以下几方面：1. 抽烟( 二手烟)、酗酒( 每根烟会产生 10,000,000,000,000,000 个自由基)。2. 辐射、紫外线、电磁波、日光曝晒，或癌症患者接受的放射线治疗，都会产
中英文摘要........................................ 错误!未定义书签。 1 前言............................................ 错误!未定义书签。2氧自由基.......................................... 错误!未定义书签。 2.1氧自由基的种类.................................. 错误!未定义书签。 2.1.1 超氧化物自由基[O2-] .......................... 错误!未定义书签。 2.1.2 过氧化氢自由基源.............................. 错误!未定义书签。 2.1.3 羟基自由基[HO·].............................. 错误!未定义书签。 2.1.4 单线态氧...................................... 错误!未定义书签。 2.1.5 过氧化脂质.................................... 错误!未定义书签。 2.2氧自由基的相互作用原理.......................... 错误!未定义书签。3氧自由基对人类造成的危害及防治手段................ 错误!未定义书签。 3.1氧自由基会造成什么样的危害...................... 错误!未定义书签。 3.2活性氧自由基的清除和对疾病的减缓................ 错误!未定义书签。 3.2.1 微量元素对活性氧自由基的清除.................. 错误!未定义书签。 3.2.2 药用植物中存在的天然抗氧化剂.................. 错误!未定义书签。 3.2.3 具有抗氧化作用的植物.......................... 错误!未定义书签。 3.2.4 具有抗氧化性的酶.............................. 错误!未定义书签。 3.2.5 化学合成药作为抗氧化剂........................ 错误!未定义书签。4总结.............................................. 错误!未定义书签。参考文献.......................................... 错误!未定义书签。声明........................................... 错误!未定义书签。致谢.............................................. 错误!未定义书签。
3.1 自由基本体聚合过程 3.1.1 自由基本体聚合概述 1、定义：单体在有少量引发剂（甚至不加引发剂而是在光、热、辐射能）的作用下聚合为 高聚物的过程。 2、本体聚合的分类 依据生成的聚合物是否溶于单体分为均相与非均相本体聚合。均相本体聚合指生成的聚合物溶于单体（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯）。非均相本体聚合指生成的聚合物不溶解在单体中，沉淀出来成为新的一相（如氯乙烯）。 根据单体的相态还可分为气相、液相和固相本体聚合。 3、工业上采用自由基本体聚合生产的聚合物品种 高压法聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯，及一部分聚氯乙烯。 3.1.2 自由基本体聚合的特点 1、优点：组分简单；工艺过程较简单（转化率高时，可免去分离工序，得到粒状树脂）；设备利用率高；产品纯度高。 2、缺点：体系粘度大，聚合热不易排出；自动加速现象严重，工艺难控，易爆聚。 3.1.3 自由基本体聚合工艺过程及其特点 1、预聚合：聚合初期，转化率不高；体系粘度不大，反应釜内设置搅拌，聚合热易排出；反应温度相对较高，总聚合时间缩短，提高生产效率；体积部分收缩、聚合热部分排除，利于后期聚合。 2、聚合：聚合中期，转化率较高；反应温度低、时间长，有效利用反应热，使反应平稳进行。 聚合反应是放热反应，本体聚合使无其他介质存在，所以聚合设备内单位质量的反应物料与有反应介质存在的其他聚合方法比较，相对说放出的热量大，并且单体和聚合物的比热小，传热系数低，所以正赛聚合反应热的散发困难。因此物料温度容易升高，甚至失去控制，造成事故。工业上为了解决此难题，在设计反应器的形状、大小时，考虑传热面积等。此外还采用分段聚合即进行聚合达到适当转化率，或于单体中添加聚合物以降低单体含量。从而降低单位质量物料放出的热量。由于本体聚合过程中反应温度难以控制恒定，所以产品的分子量分布宽。 单体在未聚合前是液态，少数为气态，易流动、粘度低。聚合反应发生以后，多数情况下生成的聚合物可溶于单体，则形成粘稠溶液，聚合程度越深入，即转化率越高，物料越粘稠。一聚苯乙烯-苯乙烯物料体系为例，粘度与聚合物含量的关系见图3-2. 因而反应产生黏胶效应。单体反应不易进行完全，残存的单体应进行后处理除去。 3.1.2.2 聚合反应器 自由基本体聚合反应器大致分为以下类型。 1.形状一定的模型 适用于本体浇铸聚合，如甲基丙烯酸甲酯经浇铸聚合以生产有机玻璃板、管、棒材等。 模型的形状与尺寸根据制品要求而定，但要考虑这种反应装置无搅拌器，其聚合条件应根据聚合热传导条件而定。如以水作为散热介质即模型放在水箱中进行聚合，散热条件较好，聚合时间可缩短，但反应末期须进行加热以使反应近于完全时，加热最高温度为100℃。如在烘箱中进行聚合则散热条件较差，聚合时间较在水箱中更长，但末期加热可超过100℃，单体反应较为完全。 浇铸用模型反应器厚度一般不超过2.5cm，因为过厚时，反应热不易散发，内部单体可能过热而沸腾，因而造成塑料浇铸制品内产生气泡而影响产品质量，由于单体转变为聚合物后体积收缩。因此作为模型的反应器如版型反应器，两层模板之间应具有适当弹性，避免聚
? 1. 目前,悬浮聚合发主要用于生产（ ）。
A. PVC、PVDC C. PE
正确答案:A.
B. PS D. PP
? 2. 下列单体中可进行自由基、阴离子、阳离子聚合反应的是（ ）。
A. 氯乙烯 B. 苯乙烯 C. 乙烯 D. 醋酸乙烯 正确答案:B.
? 3. 聚乙烯醇的单体是（ ）。
A. 乙烯醇 B. 乙醇
C. 乙醛
D. 醋酸乙烯酯
正确答案:D.
? 4. 典型乳液聚合中,主要引发地点是在 （ ）。
A. 单体液滴 B. 胶束 C. 水相 D. 单体液滴和胶束 正确答案:B.
? 5. 过硫酸钾引发剂属于（ ）。
A. 氧化还原引发剂 B. 水溶性引发剂 C. 油溶性引发剂 D. 阴离子引发剂 正确答案:B.
? 6. 在自由基聚合中,若初级自由基与单体的引发速度较慢,则最终聚合速率与单体浓 度呈（ ）级关系。
A. 1 C. 2
正确答案:B.
B. 1.5 D. 不能确定
? 7. 苯醌是常用的分子型阻聚剂,一般用单体的（ ）就能达到阻聚效果。
A. 1.0%一 0.5% C. 2.0%一 5.0% 正确答案:D.
B. 1.0%一 2.0% D. 0.1%一 0.001%
? 8. （ ）的自由基是引发聚合反应常见的自由基。
A. 高活性 B. 低活性 C. 中等活性 D. 无活性 正确答案:C.
? 9. 某工厂用 PVC 为原料制搪塑制品时,从经济效果和环境考虑,他们决定用（ ）聚合 方法。
A. 本体聚合法生产的 PVC C. 乳液聚合法生产的 PVC
正确答案:C.
B. 悬浮聚合法生产的 PVC D. 溶液聚合法生产的 PVC
? 10. 自由基链转移反应中,不可能包括活性链向( )的转移。
A. 高分子 B. 单体 C. 引发剂 D. 溶剂
? 1. 对于自由基聚合,在其他条件保持不变的前提下升高聚合温度,得到的聚合物的分 子量将（ ）。
A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 不一定 正确答案:B.
? 2. 在乙酸乙烯酯的自由基聚合反应中加入少量苯乙烯,会发生（ ）
A. 聚合反应加速 C. 相对分子量降低 正确答案:B.
B. 聚合反应停止 D. 相对分子量增加
? 3. 传统自由基聚合的机理特征是（ ）。
A. 慢引发,快增长,速终止 C. 快引发,快增长,难终止
正确答案:A.
B. 快引发,慢增长,不中止 D. 慢引发,慢增长,速终止
? 4. 合成丁基橡胶的主要单体是（ ）。
A. 异丁烯+丁二烯 C. 异丁烯
正确答案:B.
B. 异丁烯+异戊二烯 D. 丁二烯
? 5. 合成橡胶通常采用乳液聚合反应,主要是因为乳液聚合（ ）。
A. 产品较纯净
B. 易获得高分子量聚合物
C. 不易发生凝胶效应 D. 聚合反应容易控制
人類疾病與自由基的關係
人類疾病與自由基的關係 癌症(Cancer) 心血管疾病(Cardiovascular disease) 糖尿病(Diabetes-mellitus) 巴金森氏症(Parkinson disease) 阿茲海默症(Alzheimer disease) 風濕性關節炎等發炎性疾病 老化(Ageing)。 2
癌症(cancer) ?在癌細胞中發現氧化壓力造成氧化還原失衡的比例遠大於正常細胞 ?活性氧分子(ROS)或活性氮分子(NOS)會去破壞DNA的結構，造成DNA的突變是細胞癌化的最關鍵因素。 3
心血管疾病 活性氧分子(ROS)可能引起的心血管疾病包括 ?動脈粥狀硬化（atherosclerosis） ?缺血性心臟病（ischemic heart disease） ?高血壓（hypertension） ?心肌疾病（cadiomyophathies） ?心肌肥大（cardiac hypertrophy） ?鬱血性心衰竭（congestive heart failure）等。 4
心血管疾病 ?低密度脂蛋白(LDL)很容易被自由基氧化。 ?被氧化的LDL經過一連串的變化促進泡沫細胞的形成而附著在血管壁上。 ?被氧化的LDL亦會抑制HDL的合成、損傷內皮、使單核球黏附至內皮及促使血小板聚集，進而產生動脈粥狀硬化及血栓。 ?血栓會將血管阻塞，如果發生在供應心臟血管的冠狀動脈造成心肌缺血，就是冠心症；如果發生在腦部，就會造成中風。 5
心血管疾病 ?血栓缺血後血液再灌流造成的傷害是因為當血液再度灌流時，會使氧氣突然大增，導致大量的自由基產生。 ?為了要清理因缺氧而壞死的組織，體內會產生大量的白血球來做善後的工作，而白血球清理的方法就是製造更多的自由基，因而對組織造成更進一步的傷害。 ?自由基也會氧化細胞膜上磷脂質及細胞內的蛋白質，而造成細胞通透性改變及細胞功能受損。 6
已有许多因素被证实与衰老有关，其中内源性因素最大的是自由基，外源性衰老最大的因素在于紫外线。外部防护，内部抗抗氧化，是当前可行且有效的策略。 大家或许经常在各种场合看到下面这些词句经常放在一起： ★对抗自由基 ★清除自由基 ★抗氧化、抗衰老 究竟什么是自由基，为什么与抗氧化、抗衰老放在一起呢？它们之间有什么关联呢？ （一）关于衰老 人体，以及皮肤的衰老是一种自然进程，目前是无法逆转的（当然，一旦逆转也会导致严重的生态问题），衰老的因素有许多，基因层面的奥秘还有待解开，但已经确定了许多内生性因素、外源因素。 已有许多因素被证实与衰老有关，可分为内源因素和外源性因素，其中内源性因素最大的是自由基对身体的伤害，就皮肤而言，外源性衰老最大的因素在于紫外线，外源性老化又被称为“光老化”。 （二）自由基（Free Radicals） 那么，什么是自由基呢？自由基是一类非常活跃的活性分子基团（因为绝大部分含有自由的氧原子，所以通常又叫氧自由基。如果不特别说明，自由基就是指氧自由基），通常是人体代谢的产物，环境因素对身体的伤害也可增加自由基，如污染、紫外线和阳光。 *这些不稳定的含氧分子外面缺少一个电子，于是就从附近的细胞膜“偷取”一个电子(亦即“氧化”——冰寒注)，这样就使细胞损伤（以及细胞的DNA损伤）。损伤后的细胞功能失常，导致健康不佳和活力下降。 *为防止自由基损伤，机体已经有内生性的抗氧化剂，如谷胱苷肽、辅酶Q10和SOD（超氧化物歧化酶，superoxide dismutase——译者注），以防止自由基入侵。如果自由基在“战斗”中胜出，发生两件事： 1）皮肤呈现出过早衰老的征兆，例如皱纹和下垂； 2）氧化应激状态。任何退行性疾病（即：以消瘦、损伤、流失、衰退为主要特征的疾病——译者注）背后，都可以发现氧化应激，例如心脏病、阿茨海默症、中风、癌症等——为避免这些情况的发生，你必须摄食含有丰富抗氧化剂的食物，