自由基、活性氧、氧自由基的概念

自由基与人体的关系一、什么是自由基正常情况下，参与代谢的氧大多数与氢结合生成水，然而有4－5％的氧将被酶所催化形成超氧阴离子，后者又可形成过氧化氢，它们都属于自由基。

自由基有多种，如氧自由基和羟自由基，是指那些最外层电子轨道上含有不配对电子的原子、离子或分子。

从化学结构上看是含未配对电子的基团，原子或分子。

人体内以氧化形成的自由基最为重要，包括超氧阴离子（O·）、羟自由基（OH·）、烷氧基（RO·）、烷过氧基（ROO·）、氢过氧化物（ROOH）等，它们又统称为活性氧。

存在于体内的非氧化自由基主要有氧自由基（H·）和有机自由基（R·）。

自由基具有高度的氧化活性它们极不稳定，活性极高，它们攻击细胞膜、线粒体膜,与膜中的不饱和脂肪酸反应，造成脂质过氧化增强。

脂质过氧化产物又可分解为更多的自由基，引起自由基的连锁反应。

这样，膜结构的完整性受到破坏，引起肌肉、肝细胞、线粒体、DNA、RNA等广泛损伤从而引起机体的衰老，也是引起各种疾病，诸如炎症癌症、扩张性心肌病、老年性白内障、哮喘等疾患的原因。

故自由基是人体疾病、衰老和死亡的直接参与和制造者。

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，如不能维持有一定水平的自由基则会对机体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器，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，加速机体的衰老进行过程并诱发各种疾病。

而我们的身体，当然也会有自然产生的自由基清除者来能抑制自由基形成，此外，身体自然制造的酵素，也可中和自由基。

除了这些酵素，我们还可由饮食中摄取天然的抗氧化剂，例如维生素A、C、E及硒，以协助体内清除自由基。

如果人体系统在自由基的充斥下，而自然产生的自由基清除者无法“应付”时，健康就会亮起红灯。

因此，人们在平时就应通过饮食，摄取天然的抗氧化剂，或服用一些补充品，来协助身体破坏自由基。

氧自由基与氧自由基清除剂依达拉奉山东大学齐鲁医院麻醉科（250012）于金贵一、氧自由基（一）自由基的概念自由基（freeradical，FR）是指外层轨道上有未配对电子的原子、原子团、分子或离子的总称。

因其含有未配对的电子，故化学性质非常活泼，极易与其生成部位的其他物质发生反应，而这种反应的最大特点是以连锁反应的形式进行。

氧原子上有未配对电子的自由基称为氧自由基。

人体吸入的分子氧，在正常状态下绝大多数（98%）都连接4个电子，它们最终与H+结合，代谢还原为H2O。

但有极少数氧（1~2%）在代谢过程中被夺去或接受一个电子而形成活性氧，即氧自由基。

（二）氧自由基的生理作用氧自由基在生理上是必需的物质，如合成ATP 和前列腺素、中性粒细胞杀灭细菌、酸性粒细胞杀灭寄生虫等过程都必须有氧自由基参与。

氧自由基在体内的生成与清除保持动态平衡，且在体内存在时间甚短。

由于其化学性极强，反应剧烈，过量产生会对机体造成极大危害。

（三）氧自由基的种类及其作用1. 超氧化物阴离子：氧自由基连锁反应的启动者，使生物膜、激素和脂肪酸过氧化。

2. 羟自由基（OH∙）：作用最强的自由基，可破坏氨基酸、蛋白质、核酸和糖类。

3. 过氧化氢（H2O2）：过渡型氧化剂，主要使巯基氧化，可氧化不饱和脂肪酸。

4. 单线态分子氧（1O2）：氧分子的激发状态，亲电子性强，在光作用下可由O2直接产生，对细胞有杀伤作用。

5.其他含氧的自由基如脂质过氧化物（ROOH）：易于分解再产生自由基，腐化脂肪，破坏DNA，可与蛋白质交联使之形成变性交聚物。

（四）机体抗氧化机制机制一：直接提供电子，以确保氧自由基还原；机制二：增强抗氧化酶的活性，以有效地消除或抵御氧自由基的破坏作用如酶类抗氧化剂超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）；非酶类抗氧化剂如维生素E、维生素C、辅酶Q、还原型谷胱甘肽（GSH）、葡萄糖、含硫氨基酸和不饱和脂肪酸等。

抗氧化和氧化应激损伤指标检测的方法与方法学评价。

自由基、活性氧、氧化应激、脂质过度氧化作用的概念与种类； 氧化应激损伤机制、抗氧化损伤的防御系统组成和作用。

氧化应激与疾病和衰老的关系；氧化应激的原因。

氧化应激 (oxidative stress, OS)：机体受到各种内外源因素的干扰 ，使体内的活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 自由基和活性氮 (reactive nitrogen species, RNS) 自由基等相关物质产生过多 ，氧化程度超出抗氧化物的清除能力 ，氧化系统和 抗氧化系统失衡 ，从而导致分子、细胞和机体损伤的状态。

自由基 (free radical)： 自由基是单独存在的 ，最外层电子轨道上具有不配对电子的离子、原子、分子基团 ，化学性质十分活泼 ，极易与周围分子发生反应 ，具有多种生物学活性。

活性氧 (reactive oxygen species, ROS)： R OS是一类由氧形成、并在分子组成上含有氧且化学性质比氧自身活泼的物质的总称。

ROS包括超氧阴离子 (O2-)、羟 自由基 (·OH)、烷氧基 (RO ·)、烷过氧基 (ROO ·) 等氧自由基及过氧化氢 (H2O2)、 单线态氧 (single oxygen, 1O2)、氢过氧化物 (ROOH) 和次卤酸 (HOX) 等。

活性氮 (reactive nitrogen species, RNS)： NO及其生物体内继发性产物的统称。

R NS包括一氧化氮 (NO)、二氧化氮 (NO₂) 和过氧化亚硝酸盐 (ONOO-) 等。

1.ROS过多(1) 外源性因素 ：① 加热；② 环境化学污染物； ③ 电离辐射；④ 细菌感染。

(2) 内源性因素 ： ① O2-的产生； ② ·OH的产生； ③ 脂质过氧化作用；④ 一氧化氮 (NO) 的产生； ⑤ 吞噬细胞中活性氧的产生。

我们需要氧气才能维持生命。

离开氧气我们的生命就不能存在，但是氧气也有对人体有害的一面，有时候它能杀死健康细胞甚至致人于死地。

当然，直接杀死细胞的并不是氧气本身，而是由它产生的一种叫氧自由基的有害物质，人体进行新陈代谢时，体内的氧会转化成极不稳定的物质——自由基（Free radical）。

它是人体的代谢产物，可以造成生物膜系统损伤以及细胞内氧化磷酸化障碍，是人体疾病、衰老和死亡的直接参与者，对人体的健康和长寿危害非常之大。

细胞经呼吸获取氧，其中98%与细胞器内的葡萄糖和脂肪相结合，转化为能量，满足细胞活动的需要，另外2%的氧则转化成氧自由基。

由于这种物质及其不稳定，非常活跃，可以与各种物质发生作用，引起一系列对细胞具有破坏性的连锁反应。

自由基对人体的危害自由基攻击正常细胞加速细胞的衰老和死亡。

自由基像尘粒在人体内部到处游荡，当人体自身的抗氧化系统不能及时消灭过多的自由基，人体的器官和细胞就像裸露在空气的金属一样会被氧化侵蚀，进而导致一些身体不适并加速衰老，如出现皱纹、老年斑、动脉硬化、以及老年痴呆等。

自由基是身体细胞在代谢过程中利用氧气产生的自然产物。

自由基主要是指含有活性氧的氧自由基，它会干扰正常细胞的正常功能，破坏细胞膜、溶酶体、线粒体、DNA、RNA、蛋白质结构，使酶失去活性，使激素破坏失去作用，使免疫系统受损，抵抗力下降，促进细胞老化，加速人的衰老，诱发多种疾病甚至引起死亡。

氧自由基的过氧化杀伤，主要是破坏细胞膜的结构和功能，破坏线粒体，断绝细胞的能源，毁坏溶酶体，使细胞自溶。

同时它对人体的非细胞结构也有危害作用，可以使血管壁上的粘合剂遭受破坏，使完整密封的血管变得千疮百孔，发生漏血、渗液，进而导致水肿和紫癜等等。

同样，当供应心脏血液的冠状动脉突然发生痉挛的时候，心肌细胞由于缺氧而发生一系列的代谢改变，心肌细胞内抗氧化剂含量减少，使生成氧自由基的化学反应由于缺氧而相对加快，在冠状动脉痉挛消除的一刹那，心肌细胞突然重新得到血液的灌注，随之而来有大量的氧转化成氧自由基，而同时由于抗氧化剂的相对不足，不能够清除氧自由基，结果使具有高度杀伤性的氧自由基严重损伤心肌细胞膜，大量离子由心肌细胞内溢出，而后者可以扰乱控制心脏搏动的电流信号，引起心室颤动，从而导致死亡。

（2）人体内自由基种类（2）人体内自由基种类人体内重要的自由基包括1．超氧阴离子自由基(·O2)2．羟自由基(·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-)由于特殊的电子排列结构，氧分子(O2)极容易形成自由基。

这些由氧分子(O2)形成的自由基统称为氧自由基。

上述的氧自由基，H2O2，单线态氧(1O2)和臭氧，统称为活性氧（ROS）。

常见活性氧自由基简介(1) 超氧化物阴离子自由基O2若只得到一个电子，则成为带一个负电荷的离子，但仍有一个电子未配对，用O2-·表示，称之为超氧化物阴离子自由基(SuperoxideAnion Radical)，或简称为超氧化物自由基(Superoxide radical)，它在生物体内不仅具有重要的生物功能，还与多种疾病有密切关系，同时它还是生物体生成的第一个氧自由基，是所有氧自由基的前身，经过一系列反应可生成其它氧自由基，因此它具有特别重要的意义。

人的体液生理pH为6.5~7.5，在生理条件下，体内生成的主要是超氧化物阴离子自由基。

它在水溶液中及油溶性介质中的存活时间分别约为1秒和1小时。

与其它活性氧相比，它不很活泼，因此曾经有人认为其毒性可能较小；后来研究表明，正是由于其寿命较长，可从其生成位置扩散较长的距离，到达较远处的作用靶标而具有更大的危险性。

(参考文献1，P7)O2-·的毒性是机体发生氧中毒的主要原因，由它引起的损伤主要表现在使核酸链断裂、多糖解聚和不饱和脂肪酸过氧化，进而造成膜损伤、线粒体氧化磷酸化作用的改变及其他一系列的变化。

超氧化物阴离子自由基可受超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)作用生成过氧化氢(H2O2)，H2O2可被过氧化氢酶(Catalase，又称触媒)或谷胱甘肽过氧化物酶(Gluta hione Peroxidase)作用而除去。

人体内重要的自由基包括1．超氧阴离子自由基(·O2)2．羟自由基(·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-)由于特殊的电子排列结构，氧分子(O2)极容易形成自由基。

这些由氧分子(O2) 形成的自由基统称为氧自由基。

上述的氧自由基，H2O2，单线态氧(1O2)和臭氧，统称为活性氧（ROS）。

常见活性氧自由基简介(1) 超氧化物阴离子自由基O2若只得到一个电子，则成为带一个负电荷的离子，但仍有一个电子未配对，用O2-·表示，称之为超氧化物阴离子自由基(Superoxide Anion Radical)，或简称为超氧化物自由基(Superoxide radical)，它在生物体内不仅具有重要的生物功能，还与多种疾病有密切关系，同时它还是生物体生成的第一个氧自由基，是所有氧自由基的前身，经过一系列反应可生成其它氧自由基，因此它具有特别重要的意义。

人的体液生理pH为6.5~7.5，在生理条件下，体内生成的主要是超氧化物阴离子自由基。

它在水溶液中及油溶性介质中的存活时间分别约为1秒和1小时。

与其它活性氧相比，它不很活泼，因此曾经有人认为其毒性可能较小；后来研究表明，正是由于其寿命较长，可从其生成位置扩散较长的距离，到达较远处的作用靶标而具有更大的危险性。

(参考文献1，P7)O2-·的毒性是机体发生氧中毒的主要原因，由它引起的损伤主要表现在使核酸链断裂、多糖解聚和不饱和脂肪酸过氧化，进而造成膜损伤、线粒体氧化磷酸化作用的改变及其他一系列的变化。

超氧化物阴离子自由基可受超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)作用生成过氧化氢(H2O2)，H2O2可被过氧化氢酶(Catalase，又称触媒)或谷胱甘肽过氧化物酶(Gluta hione Peroxidase)作用而除去。

什么是自由基？对人体有什么影响？什么是自由基？对人体有什么影响？1自由基的________自由基又叫做“游离基”，是一种化学叫法。

人体内会产生自由基，自由基会削弱细胞的抵抗力，降低人体免疫力，还会阻碍细胞的正常发展，使人变得衰老。

机体在代谢中不断地产生自由基，在酶催化的电子转移及氧化还原反应中，有许多自由基中间体参与；某些药物在体内以自由基中间体的活性形式发挥作用；在光化学反应及放射中多以自由基发挥作用。

生物体的自由基可通过下面几种方式产生。

自由基对健康的危害自由基会破坏DNA组织，导致基因突变，可能转变成癌症，还会干扰体内系统的运作，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。

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。

【什么是自由基？对人体有什么影响？】什么是自由基？对人体有什么影响？2无处不在自由基在由原子组成的世界中有一个特别的法则：只要有两个以上的原子组合在一起，它们的外围电子就一定要配对；如果不能配对，它们就只得靠“掠夺”别的电子使自己变得安稳。

在化学中，这种现象被称为“氧化”，这种有着不成对电子的原子或分子叫作自由基。

自由基的种类非常多，存在的空间相当广泛，可谓无处不在。

在生物体系中遇到的自由基主要是氧自由基，通称活性氧（ROS）。

1.营养：植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，并用以维持其生命活动，即称为营养。

2.营养元素：植物体所需的化学元素称为营养元素。

3.植物营养学：研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。

4.必需营养元素：植物生长发育必不可少的元素。

5.氧自由基（活性氧）：由氧转化而来的氧代谢产物及其衍生的含氧物质，由于它们都含氧，且具有比氧还要活泼的化学特性，所以统称为活性氧。

6.有益元素：在16种必需的营养元素之外还有一些营养元素，它们对某些植物的生长发育具有良好的刺激作用，或为某些植物种类、在某些特定条件下所必需，但不是所有植物所必需，人们称之为“有益元素" （目前主要包括硅、钠、钴、硒、镍、铝等6种。

）7.生物有效养分：指存在于土壤的离子库中，在作物生长期内能够移动到位置紧挨植物根的一些矿质养分。

8.化学有效养分：指土壤中存在的矿质态养分。

（化学有效养分主要包括可溶性的离子态与简单分子态养分；易分解态和交换吸附态养分以及某些气态养分。

）9.截获：指根直接从所接触的土壤中获取养分而不通过运输。

10.质流：植物的蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与原土体之间出现明显的水势差，此种压力差异导致土壤溶液中的养分随着水流向根表迁移，称为质流。

11.扩散作用：当根系通过截获和质流作用所获得养分不能满足植物需求时，随着根系不断地吸收，根际有效养分的浓度明显降低，并在根表垂直的方向上出现养分浓度的梯度差，从而引起土体养分顺浓度梯度向根表迁移，这种养分的迁移方式叫养分的扩散作用。

12.根际：指受植物根系活动的影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。

13.根分泌物：指植物生长过程中，根向生长基质中释放的有机物质的总称。

14.离子间的拮抗作用：指在溶液中某一离子存在能抑制另一离子吸收的现象。

离子间的协助作用：指在溶液中，某一离子的存在有利于根系对另一些离子的吸收。

人体内重要的自由基包括1．超氧阴离子自由基(·O2)2．羟自由基(·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-)由于特殊的电子排列结构，氧分子(O2)极容易形成自由基。

这些由氧分子(O2) 形成的自由基统称为氧自由基。

上述的氧自由基，H2O2，单线态氧(1O2)和臭氧，统称为活性氧（ROS）。

常见活性氧自由基简介(1) 超氧化物阴离子自由基O2若只得到一个电子，则成为带一个负电荷的离子，但仍有一个电子未配对，用O2-·表示，称之为超氧化物阴离子自由基(Superoxide Anion Radical)，或简称为超氧化物自由基(Superoxide radical)，它在生物体内不仅具有重要的生物功能，还与多种疾病有密切关系，同时它还是生物体生成的第一个氧自由基，是所有氧自由基的前身，经过一系列反应可生成其它氧自由基，因此它具有特别重要的意义。

人的体液生理pH为6.5~7.5，在生理条件下，体内生成的主要是超氧化物阴离子自由基。

它在水溶液中及油溶性介质中的存活时间分别约为1秒和1小时。

与其它活性氧相比，它不很活泼，因此曾经有人认为其毒性可能较小；后来研究表明，正是由于其寿命较长，可从其生成位置扩散较长的距离，到达较远处的作用靶标而具有更大的危险性。

(参考文献1，P7)O2-·的毒性是机体发生氧中毒的主要原因，由它引起的损伤主要表现在使核酸链断裂、多糖解聚和不饱和脂肪酸过氧化，进而造成膜损伤、线粒体氧化磷酸化作用的改变及其他一系列的变化。

超氧化物阴离子自由基可受超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)作用生成过氧化氢(H2O2)，H2O2可被过氧化氢酶(Catalase，又称触媒)或谷胱甘肽过氧化物酶(Gluta hione Peroxidase)作用而除去。