自由基 化学术语

自由基学说

我们将从细胞内损伤积累的角度，来介绍细胞衰老的其他可能的机制，首行是自由基学说，那什么是自由基呢?从化学角度讲，自由基(free radical)是含不成对电子的原子或基团，由于它是不成对的电子或基团，所以它本身具有很高化学反应活性。它可引发一些物质发生氧化反应，而对于细胞来讲，这样的过度氧化反应，有可能就会导致损伤的发生，损伤的积累，最终导致细胞衰老。

而这些自由基都是哪里来的呢？除了人体可以接触一些外源的自由基以外，最主要的自由基还是内源产生的。而内源产生自由基，主要是两个方面，第一是细胞内的线粒体，在呼吸链中有一 些电子泄露产生；第二，是一些氧化酶催化底物羟化，从而产生一些自由基。而造成这种内源性自由基产生过多的因素其实很多，比如说我们吃过度氧化的食物，类似于像烧烤，以及化学污染，射线污染，臭氧，异物的刺激，包括生气，失眠，作息生活不规律，过度的压力，长期的应激状态等等这些，都会导致机体内自由基的产生，而这些自由基的产生，就有可能会导致机体的衰老。从细胞衰老的角度来阐释，衰老的自由基学说，关键的环节是在于自由基，由于自由基本身的不稳定性和它很高的化学活性，所以在细胞内如果过度积累，它就有可能会产生以下的几个作用。

首先它会使很多物质发生氧化；第二，它对于组织细胞本身就有很强的攻击性；第三，它可能使细胞膜上的不饱和脂肪酸形成过氧化物，从而损害生物膜。总的来说就是，细胞内的自由基不断地累积，无论是由于清除过少，还是由于生成过多，这些不断累积的自由基，都会对细胞造成损伤，这种累加的损伤，就会导致个体的衰老。而细胞并不是一味地接受这些自由基的损伤，细胞内是存在一些保护机制的，而这种保护机制主要表现在两个方面。

第一个方面就是细胞内的自由基，其实是尽量地与细胞内的其他组分进行隔离的。细胞内产生的自由基，在正常情况下，主要是停留在线粒体，以及内质网等一些膜结构内，从而避免它与过多的细胞内物质进行接触，造成损伤。

（1）什么是自由基？什么是氧自由基？

（1）什么是自由基？什么是氧自由基？

健康长寿的杀手--氧自由基：

我们生活在富含氧气的空气中，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，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。

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。

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（mda等)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 ，故自由基是人体疾病、衰老和死亡的直接参与和制造者。

自由基

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。众多权威研究表明，负离子能够消减自由基，减缓人体衰老，增强人体免疫力。

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，

BET公式 BET formula

DLVO理论 DLVO theory

HLB法 hydrophile-lipophile balance

method

pVT性质 pVT property

ζ电势 zeta potential

阿伏加德罗常数 Avogadro'number

阿伏加德罗定律 Avogadro law

阿累尼乌斯电离理论 Arrhenius ionization

theory

阿累尼乌斯方程 Arrhenius equation

阿累尼乌斯活化能 Arrhenius activation

energy

阿马格定律 Amagat law

艾林方程 Erying equation

爱因斯坦光化当量定律 Einstein's law of

photochemical equivalence

爱因斯坦－斯托克斯方程

Einstein-Stokes equation

安托万常数 Antoine constant

安托万方程 Antoine equation

盎萨格电导理论 Onsager's theory of

conductance

半电池 half cell

半衰期 half time period

饱和液体 saturated liquids

饱和蒸气 saturated vapor

饱和吸附量 saturated extent of

adsorption

饱和蒸气压 saturated vapor pressure

爆炸界限 explosion limits

比表面功 specific surface work

比表面吉布斯函数 specific surface

Gibbs function

比浓粘度 reduced viscosity

标准电动势 standard electromotive

force

标准电极电势 standard electrode

自由基与分子离子

一、自由基

1. 定义

- 自由基是指含有未成对电子的原子、分子或离子。例如，氢自由基（H·），它只有一个电子绕着氢原子核旋转，而氢原子正常情况下应该有一对电子形成稳定的电子结构。

2. 形成方式

- 共价键的均裂可以产生自由基。在化学反应中，当一个共价键断裂时，两个成键原子各带走一个电子，就形成了自由基。例如，在光照或加热条件下，氯气分子（Cl₂）可以发生均裂，产生两个氯自由基（Cl·），反应式为：Cl₂→2Cl·。

3. 性质特点

- 自由基具有很高的化学活性。由于存在未成对电子，它具有强烈的获取或失去电子以达到稳定电子结构的倾向。这使得自由基能够迅速与其他分子发生反应。例如，氯自由基（Cl·）可以与甲烷（CH₄）发生反应，夺取甲烷中的一个氢原子，生成氯化氢（HCl）和甲基自由基（CH₃·）。

- 自由基通常寿命较短。因为它们非常活泼，一旦形成就会很快与周围的分子发生反应转化为其他物质。

4. 在生物体内的作用与危害 - 在生物体内，自由基是正常新陈代谢的产物。例如，在线粒体的呼吸链中，会有少量自由基产生。适量的自由基在细胞信号传导等生理过程中具有一定作用，如参与免疫细胞的杀菌过程。

- 过量的自由基会对生物分子造成损害。它们可以攻击生物膜中的不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化反应，破坏细胞膜的结构和功能。还可以损伤蛋白质、核酸等生物大分子，导致细胞功能异常，与许多疾病如衰老、心血管疾病、癌症等的发生发展有关。

5. 应用领域

- 在高分子化学中，自由基聚合是一种重要的聚合反应类型。例如，苯乙烯（C₈H₈）在自由基引发剂的作用下，可以通过自由基聚合反应生成聚苯乙烯。这种聚合反应在塑料生产等工业领域有着广泛的应用。

二、分子离子

1. 定义

- 分子离子是分子失去或得到一个电子而形成的离子。当分子失去一个电子时形成的是正分子离子，例如，甲烷分子（CH₄）失去一个电子后形成正分子离子（CH₄⁺）；当分子得到一个电子时形成的是负分子离子，如氧气分子（O₂）得到一个电子形成负分子离子（O₂⁻）。