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。
一、中药中的抗氧化成分1.黄酮类黄酮类化合物的抗氧化作用主要通过直接捕捉和清除氧自由基来实现，另外其抗氧化活性也与调节和提高体内抗氧化酶活性相关。
其抗氧化作用与3,7位羟基密切相关，其化学性质主要是具有还原性和捕获自由基的特性；能与多种金属离子发生络合或静电作用；能与蛋白质结合；具有两亲结构和诸多衍生化反应活性。
其中淫羊霍、黄芬、桔皮、雪莲等提取物中分离的黄酮类物质均具有较强的清除自由基能力。
2.酚类植物多酚以大量的酚羟基作为氢供体，对多种活性氧具有清除作用，对于氧化酶存在的系统不但可以清除.OH和脂质自由基，还能抑制NO和O2.-反应形成过氧亚硝酸的氧化活性。
茶多酚与自由基反应形成比较稳定的半醌自由基，且部分可进一步演化成无毒的聚合物。
茶多酚还可激活SOD/CAT/GSH-Px的活性，起到抗氧化，防衰老的功效。
具有很强的抗氧化能力。
白藜芦醇（Resveratrol，RES）是一种含有芪类结构的非黄酮类多酚化合物，具有较弱的抗氧化能力。
Sgambato 等的研究表明白藜芦醇可通过上调活性氧（ROS）清除剂和第二阶段酶的表达发挥抗氧化性能，其中第二阶段酶包含超氧化物歧化酶，过氧化氢酶，谷胱甘肽过氧化物酶，谷胱甘肽还原酶，硒磷酸合成酶2，硫氧还蛋白还原酶和NAD（P）H：醌氧化还原酶1。
Robb 等发现RES 长期作用可诱导线粒体MnSOD的表达和活性。
3.皂苷类皂苷类物质对氧自由基本身影响较少，大多能提高体内SOD CAT(过氧化氢酶)等抗氧化酶的活性，从而增强机体抗氧化系统功能。
皂苷类的抗氧化活性较弱。
人参皂苷可显著抑制由乙醇所引起的小鼠肝脏内脂质过氧化反应、抑制脂褐素的形成和堆积。
抗氧化性皂苷包括五科皂苷:人参、西洋参、党参、竹节参、三七等此外，Vc是活细胞氧化还原的催化剂，参与体内多种代谢，具有促进体内多种激素合成的作用。
Vc具有很强的还原性，捕获自由基的能力极高。
富含生物碱类、蛋白质和酶类以及微量元素的一些中草药也有抗氧化作用.石斛的抗氧化作用于其富含微量元素硒有关,硒作为抗氧化酶GSH-Px的活性结构组成部分，通过该酶催化过氧化氢或过氧化脂质的生成及破坏作用，保护细胞膜和DNA。
植物酶活指标植物酶活性指的是植物体内酶的催化活性程度，也称为酶活力。
植物体内酶活性与植物生长发育、代谢、环境适应能力等密切相关。
因此，研究植物酶活性指标具有重要的科学意义和应用价值。
一、植物酶活指标的类型1、氧化还原酶：包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）等。
2、酯酶：包括脂肪酶（LIP）和酯酶（EST）等。
3、氨基酸、蛋白质和多糖酶：包括谷氨酸脱氢酶（GDH）、丝氨酸脱酸酶（SDH）、多酚氧化酶（PPO）、多酚酶（POD）、木质素过氧化物酶（LPO）和纤维素酶等。
二、植物酶活指标的意义1、判断环境胁迫：有研究表明，氧气自由基及其产生的活性氧分子是植物生长发育、代谢过程中的一个重要因素。
而氧化还原酶在植物体内具有极高的活性，能够迅速清除氧气自由基及其产生的活性氧分子。
因此，通过测定植物体内氧化还原酶活性，可以判断环境胁迫程度及其对植物的影响。
2、评估生长发育状态：氨基酸、蛋白质和多糖酶等酶在植物体内能够催化孢子、芽、花、果实等生长发育过程中的代谢反应。
因此，可以通过测定这些酶活性的变化，来评估植物的生长发育状态。
3、诊断植物病害：植物病害的发生与否及其严重程度，常常会影响植物体内某些酶的活性，如过氧化物酶和谷氨酸脱氢酶等。
因此，通过测定植物体内的酶活性，可以较为准确地诊断植物病害。
三、植物酶活指标的测定方法1、样品的预处理：将植物材料（如叶片、根、果实等）取出后，立即将其冷冻或干燥，以避免其酶活性受到破坏。
2、酶活测定方法：根据不同酶的特点和催化反应特性，选择相应的酶活测定方法。
如氧化还原酶可以采用光谱方法或电化学法进行测定，酯酶可以采用碳酸酯法、碱式溶液法或带有色团的底物法进行测定，而氨基酸、蛋白质和多糖酶可以采用比色法、光度法或重量法进行测定。
四、植物酶活指标的应用1、农业生产领域：在农业生产中，常常需要对作物的生长发育状态和抗逆能力进行评估，而植物酶活指标的变化能够反映出相应的信息，因此可以用于指导作物的种植和环境调控。
SOD活力测定（NBT还原法）植物叶片在衰老过程中发生一系列生理生化变化，如核酸和蛋白质含量下降、叶绿素降解、光合作用降低及内源激素平衡失调等。
这些指标在一定程度上反映衰老过程的变化。
近来大量研究表明，植物在逆境胁迫或衰老过程中，细胞内自由基代谢平衡被破坏而有利于自由基的产生。
过剩自由基的毒害之一是引发或加剧膜脂过氧化作用，造成细胞膜系统的损伤，严重时会导致植物细胞死亡。
自由基是具有未配对价电子的原子或原子团。
生物体内产生的自由基主要有超氧自由基（O2－）、羟自由基（OH.）、过氧自由基（ROD）、烷氧自由基（RO）等。
植物细胞膜有酶促和非酶促两类过氧化物防御系统，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（ASA-POD）等是酶促防御系统的重要保护酶。
抗坏血酸（VC）、VE和还原型谷胱甘肽（GSH）等是非酶促防御系统中的重要抗氧化剂。
SOD、CAT等活性氧清除剂的含量水平和O2－、H2O2、OH. 和O2等活性氧的含量水平可作为植物衰老的生理生化指标。
超氧自由基（O2.－）是生物细胞某些生理生化反应常见的中间产物。
自由基是本身带有不成对价电子的分子、原子、原子团或离子，化学性质非常活泼，是活性氧的一种。
如果细胞中缺乏清除自由基的酶时，机体就会受到各种损伤。
超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase），简称SOD，能通过歧化反应清除生物细胞中的超氧自由基（O2.－），生成H2O2和O2。
H2O2由过氧化氢酶（CAT）催化生成H2O和O2，从而减少自由基对有机体的毒害。
一、原理超氧物歧化酶（superoxidedismutase，SOD）普遍存在于动、植物体内，是一种清除超氧阴离子自由基的酶。
本实验依据超氧物歧化酶抑制氮蓝四唑（NBT）在光下的还原作用来确定酶活性大小。
在有氧化物质存在下，核黄素可被光还原，被还原的核黄素在有氧条件下极易再氧化而产生O2-，可将氮蓝四唑还原为蓝色的甲腙，后者在560nm处有最大吸收。
