自由基的形成

1、自由基的形成自由基又稱(chēng)游離基，是具有非偶電子的基團(tuán)或原子，它有兩個(gè)主要特性：一是化學(xué)反應(yīng)活性高；二是具有磁矩。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，或在外界(光、熱等)影響下，分子中共價(jià)鍵分裂的結(jié)果，使共用電子對(duì)變?yōu)橐环剿?dú)占，則形成離子；若分裂的結(jié)果使共用電子對(duì)分屬于兩個(gè)原子(或基團(tuán))，則形成自由基。有機(jī)化合物(Organic compounds)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，總是伴隨著一部分共價(jià)鍵(covalent bond)的斷裂和新的共價(jià)鍵的生成。例如酪氨酸自由基(tyrosine radical)，共價(jià)鍵的斷裂可以有兩種方式：均裂(homolytic bond cleavage)和異裂( heterolyticcle

2、avage) 。鍵的斷裂方式是兩個(gè)成鍵電子在兩個(gè)參與原子或碎片間平均分配的過(guò)程稱(chēng)為鍵的均裂( homolyticbondcleavage ) 。 兩個(gè)成鍵電子的分離可以表示為從鍵出發(fā)的兩個(gè)單箭頭。所形成的碎片有一個(gè)未成對(duì)電子，如 H ， CH ， Cl等。若是由一個(gè)以上的原子組成時(shí)，稱(chēng)為自由基( radical) 。因?yàn)樗形闯蓪?duì)電子，自由基和自由原子非常的活潑，通常無(wú)法分離得到。不過(guò)在許多反應(yīng)中，自由基和自由原子以中間體的形式存在，盡管濃度很低，存留時(shí)間很短。這樣的反應(yīng)稱(chēng)為自由基反應(yīng)(radical reactions) 。自由基，化學(xué)上也稱(chēng)為“游離基”，是含有一個(gè)不成對(duì)電子的原子團(tuán)。由于原

3、子形成分子時(shí)，化學(xué)鍵中電子必須成對(duì)出現(xiàn)，因此自由基就到處奪取其它物質(zhì)的一個(gè)電子，使自己形成穩(wěn)定的物質(zhì)。在化學(xué)中，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“氧化”。我們生物體系主要遇到的是氧自由基，例如超氧陰離子自由基、羥自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。加上過(guò)氧化氫、單線態(tài)氧和臭氧，通稱(chēng)活性氧。體內(nèi)活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程。但過(guò)多的活性氧自由基就會(huì)有破壞作用，導(dǎo)致人體正常細(xì)胞和組織的損壞，從而引起多種疾病。如心臟病、老年癡呆癥、帕金森病和腫瘤。此外，外界環(huán)境中的陽(yáng)光輻射、空氣污染、吸煙、農(nóng)藥等都會(huì)使人體產(chǎn)生更多活性氧自由基，使核酸突變，這是人類(lèi)衰老和患病的根源。產(chǎn)生自由基的方法引發(fā)劑引

4、發(fā)，通過(guò)引發(fā)劑分解產(chǎn)生自由基熱引發(fā)，通過(guò)直接對(duì)單體進(jìn)行加熱，打開(kāi)乙烯基單體的雙鍵生成自由基光引發(fā)，在光的激發(fā)下，使許多烯類(lèi)單體形成自由基而聚合輻射引發(fā)，通過(guò)高能輻射線，使單體吸收輻射能而分解成自由基等離子體引發(fā)，等離子體可以引發(fā)單體形成自由基進(jìn)行聚合，也可以使雜環(huán)開(kāi)環(huán)聚合微波引發(fā)，微波可以直接引發(fā)有些烯類(lèi)單體進(jìn)行自由基聚合。中國(guó)對(duì)自由基的認(rèn)識(shí)近年來(lái)，隨著中國(guó)人民物質(zhì)生活水平和對(duì)生活質(zhì)量的要求不斷提高，人們對(duì)保健知識(shí)的需求也與日俱增，近一段時(shí)間內(nèi)，在有關(guān)保健知識(shí)的傳播中，一個(gè)新的名詞-自由基出現(xiàn)的頻率越來(lái)越高，保健用品中、化妝品中、煙草中、日常食品中等,.那么，究竟什么是自由基，它與我們?nèi)祟?lèi)的健

5、康有什么關(guān)系呢？簡(jiǎn)單的說(shuō)，在我們這個(gè)由原子組成的世界中，有一個(gè)特別的法則，這就是，只要有兩個(gè)以上的原子組合在一起，它的外圍電子就一定要配對(duì)，如果不配對(duì)，它們就要去超氧化物歧化酶(SOD)尋找另一個(gè)電子，使自己變成穩(wěn)定的元素?？茖W(xué)家們把這種有著不成對(duì)的電子的原子或分子叫做自由基。自由基非?；钴S，非常不安分。就象我們?nèi)祟?lèi)社會(huì)中的不甘寂寞的單身漢一樣，如果總也找不到理想的伴侶，可能就會(huì)成為社會(huì)不安定的因素。那它是如何產(chǎn)生的呢？又如何對(duì)人的身體產(chǎn)生危害的呢？早在上個(gè)世紀(jì)末90年代初期，中國(guó)大陸對(duì)自由基的認(rèn)知來(lái)自于北京卷煙廠在出口產(chǎn)品定單中外方產(chǎn)品的要求，外方，尤其是日本提出，吸煙危害人體健康，不僅僅是

6、尼古丁、焦油，還有一種更厲害的物質(zhì)是自由基。當(dāng)一個(gè)穩(wěn)定的原子的原有結(jié)構(gòu)被外力打破，而導(dǎo)致這個(gè)原子缺少了一個(gè)電子時(shí)，自由基就產(chǎn)生了。于是它就會(huì)馬上去尋找能與自己結(jié)合的另一半。它活潑，很容易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)它與其他物質(zhì)結(jié)合的過(guò)程中得到或失去一個(gè)電子時(shí)，就會(huì)恢復(fù)平衡，變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這種電子得失的活動(dòng)對(duì)人類(lèi)可能是有益的，也可能是有害的。一般情況下，生命是離不開(kāi)自由基活動(dòng)的。我們的身體每時(shí)每刻都從里到外的運(yùn)動(dòng)，每一瞬間都在燃燒著能量，而負(fù)責(zé)傳遞能量的搬運(yùn)工就是自由基。當(dāng)這些幫助能量轉(zhuǎn)換的自由基被封閉在細(xì)胞里不能亂跑亂竄時(shí)，它們對(duì)生命是無(wú)害的。但如果自由基的活動(dòng)失去控制，超過(guò)一定的量，生命的正常

7、秩序就會(huì)被破壞，疾病可能就會(huì)隨之而來(lái)。所以說(shuō)自由基是一把雙刃劍。認(rèn)識(shí)自由基，了解自由基對(duì)人體的作用，對(duì)健康十分必要。存在空間這種缺少了一個(gè)電子，而又非?；钴S的原子或分子的自由基，存在空間相當(dāng)廣泛?？茖W(xué)家在二十世紀(jì)初從煙囪和汽車(chē)尾氣中發(fā)現(xiàn)了這種十分活躍的物質(zhì)。隨后的研究表明，自由基的生成過(guò)程復(fù)雜多樣，比如，加熱、燃燒、光照，一種物質(zhì)與另一種物自由基與疾病質(zhì)的接觸或任何一種化學(xué)反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生自由基。在日常生活中與您最親密接觸的渠道便是您烹制美味的菜肴時(shí)或您點(diǎn)燃一只煙醉心于吞云吐霧時(shí)，您精心使用化妝品打扮時(shí)，自由基就悄悄地蔓延開(kāi)來(lái)了。自由基的種類(lèi)非常多，自由基的存在的空間也是無(wú)處不在。它們以不同的結(jié)構(gòu)

8、特征，在與其他元素結(jié)合時(shí)，發(fā)揮著不同的作用。人體里也有自由基，他們既可以幫助傳遞維持生命活力的能量，也可以被用來(lái)殺滅細(xì)菌和寄生蟲(chóng)，還能參與排除毒素。受控的自由基對(duì)人體是有益的。但當(dāng)人體中的自由基超過(guò)一定的量，并失去控制時(shí)，這種自由基就會(huì)給我們的生命帶來(lái)傷害。生命體內(nèi)的自由基是與生俱來(lái)的，既然生命能力歷經(jīng)35 億年滄桑而延續(xù)至今，就說(shuō)明生命本身具有平衡自由基或者說(shuō)清除多余自由基的能力。然而，隨著人類(lèi)文明的飛速發(fā)展，特別是最近一百年來(lái)，在科學(xué)技術(shù)給人類(lèi)創(chuàng)造了巨大生產(chǎn)力的同時(shí)也帶來(lái)了大量的副產(chǎn)品，其中就有與日俱增的自由基?；瘜W(xué)制劑的大量使用、汽車(chē)尾氣和工業(yè)生產(chǎn)廢氣的增加、還有核爆炸, ，人類(lèi)文明活動(dòng)

9、還在不斷破壞著生態(tài)環(huán)境，制造著更多的自由基。驟然增加的自由基，早已超過(guò)了人以及生命所能正常保持平衡的標(biāo)準(zhǔn)，早已讓人類(lèi)應(yīng)接不暇，人類(lèi)健康面臨著前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，認(rèn)清自由基對(duì)人體的危害，對(duì)人類(lèi)的健康有著十分重要的意義。自由基對(duì)人體的傷害1996 年起中國(guó)中科院物理研究所、北京軍事科學(xué)院等有關(guān)科研單位與北京卷煙合作開(kāi)始對(duì)自由基進(jìn)行系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)去人們一直認(rèn)為，在地球上，細(xì)菌和病毒是人類(lèi)生命的夙敵，于是，跟他們做了千百年的斗爭(zhēng)并取得了顯著的成績(jī)。直到二十世紀(jì)六十年代，生物學(xué)家從煙囪清掃工人肺癌發(fā)病率高這一現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了自由基對(duì)人體的危害，人類(lèi)才認(rèn)識(shí)到我們還有比細(xì)菌和病毒更為兇險(xiǎn)，也更隱蔽的敵人

10、。自由基過(guò)量產(chǎn)生或人體自身清除自由基能力下降會(huì)導(dǎo)致多種疾病的產(chǎn)生與惡化。自由基對(duì)人體的損害主要有三個(gè)方面：一、使細(xì)胞膜被破壞；二、使血清抗蛋白酶失去活性；三、損傷基因?qū)е录?xì)胞變異的出現(xiàn)和蓄積。自由基對(duì)人體的攻擊首先是細(xì)胞膜開(kāi)始的。細(xì)胞膜極富彈性和柔韌性，這是由它松散的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定的，正因?yàn)槿绱耍碾娮雍苋菀讈G失，因此細(xì)胞膜極易遭受自由基的攻擊。一旦被自由基奪走電子，細(xì)胞膜就會(huì)失去彈性并喪失一切功能，從而導(dǎo)致心血系統(tǒng)疾病。更為嚴(yán)重的是自由基對(duì)基因的攻擊，可以使基因的分子結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致基因突變，從而引起整個(gè)生命發(fā)生系統(tǒng)性的混亂。大量資料已經(jīng)證明，炎癥，腫瘤、衰老、血液病、以及心、肝、肺、皮膚等

11、各方面疑難疾病的發(fā)生機(jī)理與體內(nèi)自由基產(chǎn)生過(guò)多或清除自由基能力下降有著密切的關(guān)系。炎癥和藥物中毒與自由基產(chǎn)生過(guò)多有關(guān)；克山病硒缺乏和范可尼貧血等疾病與清除自由基能力下降有關(guān)；而動(dòng)脈粥樣硬化和心肌缺血再灌注損傷與自由基產(chǎn)生過(guò)多和清除自由基能力下降兩者都有關(guān)系。自由基是人類(lèi)健康最隱避、最具攻擊力的敵人。自由基對(duì)人體的攻擊途徑一自由基是無(wú)處不在的，自由基對(duì)人體攻擊的途徑是多方面的，既有來(lái)自體內(nèi)的，也有來(lái)自外界的。當(dāng)人體中的自由基超過(guò)一定的量，并失去控制時(shí)，這些自由基就會(huì)亂跑亂竄，去攻擊細(xì)胞膜，去與血清抗蛋白酶發(fā)生反應(yīng)，甚至去跟基因搶電子，對(duì)我們的身體造成各種各樣的傷害，產(chǎn)生各種各樣的疑難雜癥。人類(lèi)生存

12、的環(huán)境中充斥著不計(jì)其數(shù)的自由基，我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不暴露在自由基的包圍和進(jìn)攻中。離我們生活最近的，例如，炒菜時(shí)產(chǎn)生的油煙中，就有自由基，這種油煙中的自由基使經(jīng)常在廚房勞作的家庭婦女中餐大廚肺部疾病和腫瘤的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他人；此外，還有吸煙，吸煙最直接產(chǎn)生自由基。吸煙的過(guò)程是一個(gè)十分復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程，您知道您吸食一只香煙的時(shí)候您就象開(kāi)起了一座小化工廠，它產(chǎn)生了數(shù)以千計(jì)的化合物，其中除了早在80 年代以被認(rèn)知的焦油和煙堿外，還存在最大最難以控制的就是多種自由基。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為吸煙對(duì)人體的損害來(lái)自煙堿（尼古丁）， 然而，最新研究表明，吸煙中自由基的危害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煙堿（尼古?。Ｎ鼰煯a(chǎn)生的自由基，有的是可以被過(guò)

13、濾嘴清除的，但還有很多種自由基不能被傳統(tǒng)的過(guò)濾方法清除掉，必須采取更科技的手段來(lái)對(duì)其進(jìn)行清除和降低。自由基的存活時(shí)間僅僅為 10 秒， 但吸入人體后，就會(huì)直接或間接損傷細(xì)胞膜或直接與基因結(jié)合導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化等，從而引起肺氣腫、肺癌、肺間質(zhì)纖維化等一系列與吸煙有關(guān)的疾病。通過(guò)呼吸系統(tǒng)吸入的自由基決不僅僅來(lái)自炒菜和吸煙，象汽車(chē)尾氣、工業(yè)生產(chǎn)廢氣等等環(huán)境污染產(chǎn)生的大量自由基也會(huì)在人們?nèi)粘Ｉ钸\(yùn)動(dòng)中被無(wú)防備的吸入。散布在空氣中，使用的化妝品中的自由基還會(huì)直接攻擊人的皮膚，從表皮細(xì)胞中搶奪電子，使皮膚失去彈性，粗糙老化產(chǎn)生皺紋。自由基對(duì)人體的攻擊，既在最深層引起突變，又在最表層留下痕跡?？梢哉f(shuō)，人類(lèi)被包圍在

14、自由基的內(nèi)外夾擊中。途徑二為了更清楚地說(shuō)明自由基對(duì)人體的危害，我們以吸煙產(chǎn)生的自由基對(duì)人體的影響為例：前面以提到吸煙是一個(gè)十分復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程，一支燃燒著的卷煙就象一座小化工廠，傳統(tǒng)上認(rèn)為尼古丁、焦油危害人體健康的觀念以漸漸被科學(xué)家對(duì)多種自由基的認(rèn)知而更新著。在科學(xué)家不斷的研究新發(fā)現(xiàn)中表明，吸煙中自由基對(duì)人體的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于尼古丁，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焦油。吸煙產(chǎn)生的自由基，有的是可以被過(guò)濾嘴清除的，但還有一些不能被過(guò)濾方法清除的自由基會(huì)隨煙霧飄散在空氣中?？茖W(xué)家們已經(jīng)從吸煙煙氣中發(fā)現(xiàn)的自由基有一氧化碳、二氧化碳、烷基和烷氧基等多種有害的自由基，雖然這些自由基的壽命非常短，但卻有著更大的危害性。自由基在生物物

15、理研究所的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，科研人員觀察到，與生活在潔凈新鮮空氣中的小白鼠相比，處于吸煙煙霧中的小白鼠的細(xì)胞死亡率明顯增高。其原因在于吸煙煙氣中的自由基進(jìn)入小白鼠體內(nèi)后，一方面可以使細(xì)胞膜中的不飽和脂肪酸過(guò)度氧化，從而使細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)被破壞；另一方面，還可以生成新的脂類(lèi)自由基，而自由基的連鎖反應(yīng)，會(huì)使各種損傷逐步積累和放大。由此可見(jiàn)，當(dāng)吸煙煙氣中的自由基被吸入人體后，同樣也會(huì)引起一系列的破壞反應(yīng)。而炒菜產(chǎn)生的油煙、汽車(chē)尾氣、工業(yè)生產(chǎn)廢氣和核污染等等人類(lèi)活動(dòng)制造出的自由基與吸煙煙氣中自由基對(duì)人體的作用一樣。它們除了直接損傷細(xì)胞膜外，其連鎖反應(yīng)還會(huì)導(dǎo)致基因突變或細(xì)胞死亡，從而引起呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病和

16、癌癥等一系列嚴(yán)重疾病。綜上所述，自由基對(duì)人體的攻擊既有來(lái)自體內(nèi)的也有來(lái)自體外的；既在最深層引起的突變，也在最表層留下痕跡?？梢哉f(shuō)，人類(lèi)處于自由基的內(nèi)外夾擊中。例如：在人體低密度脂蛋白簡(jiǎn)稱(chēng)LDL ，當(dāng)人體內(nèi)的低密度脂蛋白升高后，在血液流動(dòng)的過(guò)程中，低密度脂蛋白在細(xì)胞內(nèi)皮的作用下進(jìn)入血管腔內(nèi)，由于大量自由基的存在，氧化自由基與低密度脂蛋白結(jié)合形成氧化型的低密度脂蛋白（Ox-LDL ） ，氧化型的低密度脂蛋白在血管壁內(nèi)就會(huì)被當(dāng)成異己存在，而被巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞吞噬掉。平滑肌細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬大量的氧化型的低密度脂蛋白就變成為泡沫細(xì)胞，大量的泡沫細(xì)胞堆積，使血管壁向外凸出（但是做

17、血管造影是看不出血管壁有任何的改變），粥樣硬化斑塊的形成就導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化。血管內(nèi)皮細(xì)胞吞噬氧化型的低密度脂蛋白后，造成血管內(nèi)壁的損壞，血管內(nèi)壁間隙增大，在血管內(nèi)由于T 細(xì)胞釋放的 干擾素，使泡沫細(xì)胞破裂，內(nèi)容物就會(huì)從血管內(nèi)壁間隙增大處流入血管腔內(nèi)，由于血管的應(yīng)激作用就會(huì)將滲出的內(nèi)容物包裹，形成血栓斑塊。當(dāng)這種血栓在心臟部位產(chǎn)生就形成心梗，在腦部產(chǎn)生就形成腦梗。因此防止低密度脂蛋白被氧化是防止心血管疾病的關(guān)鍵所在。自由基在衰老發(fā)生發(fā)展中的作用及機(jī)制脂褐素的形成過(guò)量的 0 和 OH 氧化細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸引起脂質(zhì)過(guò)氧化、交聯(lián)、聚合成脂褐素（一種難以消除的惰性廢物），它堆積在細(xì)胞內(nèi)毒害細(xì)胞，阻止

18、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和信息的傳遞。脂褐素在皮膚細(xì)胞中堆積，形成老年斑；在腦細(xì)胞中堆積，則會(huì)引起記憶減退或智力障礙，甚至導(dǎo)致老年性癡呆癥；在心肌細(xì)胞中堆積，心臟功能減退。膠原蛋白聚合則引起皮膚失去張力和彈性，皺紋增多以及老年性骨質(zhì)增生。這些都是衰老的基本特征。線粒體 DNA 突變?nèi)祟?lèi)線粒體DNA（mtDNA） 為一環(huán)狀雙鏈超螺旋DNA ，存在于線粒體基質(zhì)中。mtDNA 具有極其經(jīng)濟(jì)的基因排列，沒(méi)有內(nèi)含子，卻有部分區(qū)域基因重復(fù)使用，因此任何突變都可能造成重要功能的病理性變化。生殖細(xì)胞系mtDNA 突變，可引起遺傳性氧化磷酸化（OXPHOS） 能力缺陷而導(dǎo)致過(guò)早發(fā)生退行性疾病。mtDNA 片段缺失或點(diǎn)突變，可

19、導(dǎo)致機(jī)體老化、心肌缺血、老年心衰等老年性心臟疾病的發(fā)生；衰老心肌中片段缺失和OXPHOS 中酶活性下降可導(dǎo)致自由基介導(dǎo)的脂類(lèi)過(guò)氧化反應(yīng)加速，形成動(dòng)脈粥樣硬化斑塊。誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡細(xì)胞的衰老性死亡就是細(xì)胞凋亡。體內(nèi)的自由基特別是o2 和 OH 主要產(chǎn)生于那些具有重要功能、高度活動(dòng)性、耗氧量高的組織細(xì)胞如腦細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、心肌及內(nèi)分泌細(xì)胞內(nèi)，并造成過(guò)度堆積，它們通過(guò)氧化作用攻擊生命大分子物質(zhì)，導(dǎo)致這些組織細(xì)胞內(nèi)DNA、蛋白質(zhì)、脂膜的損傷。誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，加速機(jī)體老化。蛋白質(zhì)合成減少自由基通過(guò)其強(qiáng)氧化作用對(duì)核酸進(jìn)行氧化和交聯(lián)，使發(fā)生斷裂、突變，從而嚴(yán)重影響蛋白質(zhì)遺傳信息的正常轉(zhuǎn)錄和翻譯，使蛋白質(zhì)表達(dá)量降低

20、甚至消失，或者產(chǎn)生突變蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)合成減少正是老年性記憶減退、智力障礙及肌肉萎縮的重要原因。如何降低自由基對(duì)人體的危害自由基是客觀存在的，對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是體內(nèi)的還是體外的，自由基還在不斷地，以前所未有的速度被制造出來(lái)。與自由基有關(guān)的疾病發(fā)病率也呈加速上升的趨勢(shì)。既然人類(lèi)無(wú)法逃避自由基的包圍和夾擊，那么就只有想方設(shè)法降低自由基對(duì)我們的危害。隨著科學(xué)家們對(duì)自由基研究的日漸深入，清除自由基，以減少自由基對(duì)人體的危害的方法也逐漸被揭示出來(lái)。研究表明，自由基從產(chǎn)生到衰亡的過(guò)程就是電子轉(zhuǎn)移的過(guò)程。在生命自由基體系中，電子的轉(zhuǎn)移是一種最基本的運(yùn)動(dòng)，而氧的的電子能力很強(qiáng)，因此，生物體內(nèi)許多化學(xué)反映都與氧

21、有關(guān)?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)損害人體健康的自由基幾乎都與那些活性較強(qiáng)的含氧物質(zhì)有關(guān)，他們把與這些物質(zhì)相結(jié)合的自由基叫作活性氧自由基?；钚匝踝杂苫鶎?duì)人體的損害實(shí)際上是一種氧化過(guò)程。因此，要降低自由基的損害，就要從抗氧化做起。既然自由基不僅存在于人體內(nèi)，也來(lái)自于人體外，那么，降低自由基危害的途徑也有兩條：一是，利用內(nèi)源性自由基清除系統(tǒng)清除體內(nèi)多余自由基；二是發(fā)掘外源性抗氧化劑-自由基清除劑，阻斷自由基對(duì)人體的入侵。大量研究已經(jīng)證實(shí)，人體內(nèi)本身就具有清除多余自由基的能力，這主要是靠?jī)?nèi)源性自由基清除系統(tǒng)，它包括超氧化物歧化酶（SOD） 、過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化酶等一些酶和維生素C、維生素E、還原性谷胱甘肽、

22、胡蘿卜素和硒等一些抗氧化劑。酶類(lèi)物質(zhì)可以使體內(nèi)的活性氧自由基變?yōu)榛钚暂^低的物質(zhì)，從而削弱它們對(duì)肌體的攻擊力。酶的防御作用僅限于細(xì)胞內(nèi)，而抗氧化劑有些作用于細(xì)胞膜，有些則是在細(xì)胞外就可起到防御作用。這些物質(zhì)就深藏于我們體內(nèi)，只要保持它們的量和活力它們就會(huì)發(fā)揮清除多余自由基的能力，使我們體內(nèi)的自由基保持平衡。要降低自由基對(duì)人體的危害，除了依靠體內(nèi)自由基清除系統(tǒng)外，還要尋找和發(fā)掘外源性自由基清除劑，利用這些物質(zhì)作為替身，讓它們?cè)谧杂苫M(jìn)入人體之前就先與自由基結(jié)合，以阻斷外界自由基的攻擊，使人體免受傷害。在自然界中，可以作用于自由基的抗氧化劑范圍很廣，種類(lèi)極多。目前，國(guó)內(nèi)外已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多有價(jià)值的天然抗

23、氧化劑。在這方面的研究中，中國(guó)的科學(xué)家們已經(jīng)走在世界的前列。他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并證明了，中國(guó)一些特有的食用和藥用植物中，含有大量的酚類(lèi)物質(zhì)，這些物質(zhì)的自由基特點(diǎn)是，有著很容易被自由基奪走的電子，而它們?cè)谑ル娮雍缶蜁?huì)成為一種對(duì)人沒(méi)有傷害的穩(wěn)定物質(zhì)。中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所的專(zhuān)家歷經(jīng)八年時(shí)間從這些植物中研制出了天然抗氧化劑自由基清除劑配方。在與卷煙廠技術(shù)人員合作的對(duì)動(dòng)物的急性毒性實(shí)驗(yàn)中證明，在高濃度香煙的毒害下，使用了自由基清除劑之后，小白鼠的壽命比沒(méi)有使用自由基清除劑的小白鼠的壽命明顯延長(zhǎng)，最長(zhǎng)的甚至可以延長(zhǎng)將近一倍的壽命，并且，基因癌變率大大降低。目前，吸煙煙氣自由基清除劑已被應(yīng)用于北京卷煙中，此

24、項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用處于國(guó)際領(lǐng)先水平。這一成果與中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)、藥學(xué)食、藥同源的餓一貫主張相一致，從中草藥和食物中研發(fā)自由基清除劑是具有中國(guó)特色的。中國(guó)的科研人員正在發(fā)揮傳統(tǒng)藥學(xué)的優(yōu)勢(shì)，尋找更多高效、無(wú)毒的自由基清除劑并使它們?cè)谑称?、藥品、化妝品等更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，以造福于民。當(dāng)然，人類(lèi)要想從根本上避免多余自由基的侵害，還要從增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，切實(shí)改善我們的生存環(huán)境做起。對(duì)自由基的研究現(xiàn)狀比起細(xì)菌學(xué)、病毒學(xué)等很多學(xué)術(shù)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，自由基還是一門(mén)比較年輕的學(xué)科。人類(lèi)對(duì)自由基的研究開(kāi)始于二十一世紀(jì)初，最初的研究主要是自由基的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，隨后自由基知識(shí)滲透到生物學(xué)領(lǐng)域。雖然在二十世紀(jì)六十年代人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到自由基與疾病

25、的密切關(guān)系，但由于受到技術(shù)方法的限制，研究進(jìn)展緩慢。近年來(lái)，研究短壽命自由基的技術(shù)有了新的突破，推動(dòng)了生物學(xué)的迅速發(fā)展，形成了一個(gè)以化學(xué)、物理學(xué)和生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合的蓬勃發(fā)展的新領(lǐng)域即自由基生物學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。這是一個(gè)跨學(xué)科的邊緣學(xué)。人類(lèi)對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)總是隨著科技手段的發(fā)展而逐漸深入的。80 年代人類(lèi)認(rèn)識(shí)焦油對(duì)人體的攻擊與危害后運(yùn)用了大量的科技手段進(jìn)行阻斷.進(jìn)入二十一世紀(jì)。對(duì)自由基的認(rèn)識(shí)也自由基毫不例外的需要依靠先進(jìn)的技術(shù)手段。由于含有一個(gè)不成對(duì)電子的自由基很活躍，大多數(shù)自由基的壽命都非常短，常以毫秒或微秒記，因此，對(duì)自由基研究的難度可想而知。借助與電子自旋共振技術(shù)和自旋捕集劑，國(guó)內(nèi)外的科學(xué)家們已經(jīng)

26、捕捉到了一部分自由基。但在成千上萬(wàn)種自由基中，被直接捕捉到的自由基還有限。自從發(fā)現(xiàn)自由基對(duì)人類(lèi)健康的危害后，如何能更接近生命現(xiàn)象，進(jìn)一步研究自由基的反應(yīng)機(jī)理和損傷的分子機(jī)理就成為這個(gè)領(lǐng)域國(guó)際上期待解決的前沿課題。從國(guó)內(nèi)外的大量報(bào)紙看，很多自由基的反應(yīng)規(guī)律和損傷機(jī)理中的一些關(guān)鍵問(wèn)題至今尚在研究中。隨著對(duì)自由基研究的逐步深入，科學(xué)家們?cè)絹?lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到，清除多余自由基的措施有益于某些疾病的預(yù)防和治療，而自由基清除劑的研究對(duì)人體健康的意義便顯得更為重大。因此，開(kāi)發(fā)和利用高效無(wú)毒的天然抗氧化劑 自由基清除劑，已成為當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)?？茖W(xué)家們相信，在21 世紀(jì)，人類(lèi)一定能認(rèn)識(shí)和控制自由基，使我們的生命

27、質(zhì)量再實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的飛躍。防止老化清除自由基人之所以會(huì)老化、體力衰退、皮膚失去光澤及彈性，除了年齡是無(wú)法抗拒的因素外，主要的即是體內(nèi)自由基過(guò)多，年輕時(shí)體內(nèi)有較好的中和系統(tǒng)來(lái)排除自由基，降低它所造成的傷害；然而隨著年齡增長(zhǎng)，人體修復(fù)自由基的能力也隨之下降；若未能及時(shí)補(bǔ)充抗氧化物，細(xì)胞就開(kāi)始損傷，疾病于是產(chǎn)生，越來(lái)越多的證據(jù)顯示，體內(nèi)自由基含量越高，壽命越短。那什么時(shí)候開(kāi)始抗老化治療呢？原則上最好在身體器官尚未老化前或有衰老現(xiàn)象時(shí)即應(yīng)開(kāi)始治療。除了接受健康專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)外，重要的還是要從自己的生活做起。由于不當(dāng)?shù)纳罴帮嬍沉?xí)慣會(huì)在體內(nèi)制造自由基，此自由基會(huì)進(jìn)一步破壞細(xì)胞之脂質(zhì)，蛋白質(zhì)及染色體中之核酸，而導(dǎo)

28、致細(xì)胞突變成為癌細(xì)胞。一、拒絕抽煙科學(xué)研究抽煙是目前產(chǎn)生最快及最多自由基的方式，每吸一口煙會(huì)制造十萬(wàn)個(gè)以上之自由基，會(huì)導(dǎo)致全身性的癌癥，甚至加速癌癥細(xì)胞生長(zhǎng)。尤其是肺癌高達(dá)50 倍以上的危險(xiǎn)率，還有它會(huì)造成許多慢性病，例如心血管病癥及糖尿病，還有研究證實(shí)一手煙及二手煙傷害是一樣的自由基。二、減少做菜的油煙中國(guó)人做菜喜歡煎煮炒炸，大多數(shù)家庭主婦做菜是使用色拉油。色拉油是多元不飽和脂肪酸，很容易氧化成為自由基。最近研究較安全的油是含有單元不飽和脂肪酸大于50%的，如橄欖油含有百分之七十不飽和脂肪酸，是很好的食用油。還有盡量少食煎炸食物，所以為了您的健康，美式快餐店及中式自助餐店少去。三、盡量少服不

29、需要的藥物有些藥物包括中西藥是有毒性的，例如抗生素，消炎痛劑，化療藥物是會(huì)產(chǎn)生自由基的，不要誤信藥物可以有病治病，無(wú)病保身。患病時(shí)應(yīng)該找醫(yī)生看病，應(yīng)該服藥才可以服藥，不可以隨便亂服藥。四、避免農(nóng)藥的污染農(nóng)藥會(huì)產(chǎn)生大量自由基。選擇蔬果產(chǎn)品外觀應(yīng)不好看，甚至有蟲(chóng)咬過(guò)的農(nóng)產(chǎn)品，是較安全及少農(nóng)藥的。另外一種降低農(nóng)藥殘留方法是將蔬果放入冰箱一至二天才用，這樣可以降低百分之八十至九十之農(nóng)藥殘留量，還有應(yīng)時(shí)常清洗冰箱。五、大量飲用干凈的水健康的飲水每日應(yīng)飲用干凈水1200 毫升以上。臺(tái)灣學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，臺(tái)灣人身體中的重金屬80%以上過(guò)量，最常見(jiàn)有汞、鉛、鎘等重金屬。所以我們更要注意飲水健康，天然且檢驗(yàn)合格的礦

30、泉水是很好的選擇，飲用弱堿性電解水也是很好的選擇，現(xiàn)有的電解水機(jī)，大多都有過(guò)濾系統(tǒng)，可將重金屬及水中細(xì)菌等濾除，弱堿性水中含有大量的電子，呈負(fù)電位，這些多余的電子可賦予自由基，去除其活性，進(jìn)而清除自由基。罐裝各式飲料含各種添加物是不好的水分補(bǔ)充，純凈的弱堿性電解水自由基書(shū)籍是最好的水分補(bǔ)充物。六、多食用蔬菜及水果健康的飲食應(yīng)是每日蔬果及肉類(lèi)比例為七比三，蔬果中含有天然抗自由基的維生素及黃酮素，還有增加腸蠕動(dòng)的纖維素。實(shí)用蔬果最好生食，以免維生素及黃酮素流失，每天食用有三種顏色以上之蔬果，這樣才能補(bǔ)充充足的維生素及黃酮素。七、少攝取動(dòng)物高脂肪類(lèi)食物魚(yú)、蛋、奶、豆類(lèi)均含有豐富蛋白質(zhì)，應(yīng)適當(dāng)攝取。研

31、究發(fā)現(xiàn)高脂肪及蛋白食物經(jīng)煙熏、燒烤過(guò)程中，肉類(lèi)油脂滴入碳中，在高溫下裂解，與炭火作用形成毒性強(qiáng)的致癌物多環(huán)芳烴，隨煙熏揮發(fā)會(huì)回到食物中。高溫烹調(diào)會(huì)使蛋白質(zhì)及氨基酸裂解，產(chǎn)生胺類(lèi)衍生物而致癌。八、減少加工食物攝取食品加工過(guò)程中會(huì)添入色素，防腐劑及香料等，這些過(guò)多食入身體會(huì)產(chǎn)生過(guò)多自由基的。例如腌制食品含有硝酸鹽，如在加工過(guò)程中添加過(guò)量，會(huì)在胃中與肉類(lèi)，蔬菜中之胺類(lèi)作用，造成硝酸胺，此為高致癌物。運(yùn)動(dòng)與自由基運(yùn)動(dòng)對(duì)于我們的身體好處是眾人皆知的事，除了可以讓我們放松壓力，免除心血管疾病之苦，伸筋骨，可以說(shuō)是百病良醫(yī)，但是我們同時(shí)也知道，運(yùn)動(dòng)需要專(zhuān)業(yè)的輔助工具與適當(dāng)?shù)膶?zhuān)業(yè)知識(shí)，否則運(yùn)動(dòng)不足毫無(wú)效用，過(guò)

32、度運(yùn)動(dòng)卻又容易造成運(yùn)動(dòng)傷害，但除此之外，您知道運(yùn)動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生自由基氧氣是生命的基礎(chǔ)，我們的生命基本上是一部氧化與還原的循環(huán)機(jī)器，我們吃下食物，然后吸收，再以氧化作用轉(zhuǎn)變成我們可以利用的能量消耗它，這個(gè)過(guò)程無(wú)疑會(huì)意外地產(chǎn)生許多自由基，當(dāng)我們年輕時(shí)，體內(nèi)有非常好的自由基中和系統(tǒng)來(lái)為我們免除自由基造成的傷害，但是當(dāng)我們?nèi)杖漳昀?，我們的自由基修補(bǔ)系統(tǒng)也隨之老化效率下降，而未被中和的自由基就會(huì)慢慢累積，并且對(duì)們的身體攻擊與傷害運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生比平常多的自由基，因?yàn)槲覀兊纳眢w在大量運(yùn)用氧自由基氣，會(huì)意外地發(fā)生單電子氧自由基，所以，對(duì)于40 歲以上的人，因?yàn)樽杂苫扪a(bǔ)系統(tǒng)已經(jīng)功能下降，所以可能會(huì)發(fā)生自由基傷害，我

33、們也聽(tīng)說(shuō)，年長(zhǎng)者更需要運(yùn)動(dòng)不是嗎?如此一來(lái)不是很矛盾所以美國(guó)老化醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)(amrican agingassociation) 建議， 40 歲是一個(gè)關(guān)鍵的年齡，40歲以下的人因?yàn)樽杂苫扪a(bǔ)系統(tǒng)尚佳，無(wú)需顧慮運(yùn)動(dòng)的自由基問(wèn)題，而40 歲以上的人要避免做太過(guò)激烈的運(yùn)動(dòng)，以免產(chǎn)生的自由基傷害，而一方面也要多服用抗氧化物，如常見(jiàn)的維生素C，E， -胡蘿卜素，蝦青素(英文名稱(chēng)Astaxanthin ，簡(jiǎn)稱(chēng) ASTA) 以及各種青菜水果，來(lái)中和體內(nèi)的自由基。人體內(nèi)重要的自由基包括1超氧陰離子自由基( O2) 2 羥自由基( 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(

34、ONOO-)(O2)極容易形成自由基。這些由氧分子(O2)極容易形成自由基。這些由氧分子(O2) 形成的自由基統(tǒng)稱(chēng)為氧自由基。上述的氧自由基，H2O2，單線態(tài)氧(1O2)和臭氧，統(tǒng)稱(chēng)為活性氧(ROS) 。人體內(nèi)自由基的來(lái)源：C 和巰基在氧化的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生自1 自動(dòng)氧化( C 和巰基在氧化的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生自由基。 ) TOC o 1-5 h z 2酶促氧化(一些經(jīng)由酶催化的氧化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生自由基。)呼吸帶入(吞噬細(xì)胞在清除外來(lái)微生物時(shí)會(huì)產(chǎn)生自由基。)藥物(例如某些抗生素、抗癌藥物會(huì)在體內(nèi)產(chǎn)生自由基，特別是在高氧狀態(tài)。輻射(電磁輻射和粒子輻射會(huì)在體內(nèi)產(chǎn)生自由基。)吸食煙草(吸煙會(huì)產(chǎn)生大量的自由基。)7

35、非有機(jī)微粒(吸入石棉、石英、或矽塵，吞噬細(xì)胞會(huì)在肺部產(chǎn)生自由基。8氣體(臭氧會(huì)產(chǎn)生自由基。)9其它(發(fā)燒、使用大量類(lèi)固醇、或甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)等情況會(huì)提高體內(nèi)的代謝速率而產(chǎn)生較多的自由基?？諝庵腥梭w內(nèi)自由基的作用由于自由基含未配對(duì)的電子，所以極不穩(wěn)定(特別是羥自由基)， 因此會(huì)從鄰近的分子(包括脂肪、蛋白質(zhì)、和 DNA)上奪取電子，讓自己處于穩(wěn)定的狀態(tài)。這樣一來(lái)，鄰近的分子又變成一個(gè)新的自由基，然后再去奪取電子, 。如此連鎖反應(yīng)的結(jié)果，讓細(xì)胞的結(jié)構(gòu)受到破壞，造成細(xì)胞功能喪失、基因突變、甚至死亡。但是少量并且控制得宜的自由基是有用的。例如白血球利用自由基(超級(jí)氧，一氧化氮)來(lái)殺死外來(lái)的微生物，體內(nèi)一

36、些分解代謝的反應(yīng)須要自由基來(lái)催化，血管的舒張和部分神經(jīng)、消化系統(tǒng)訊號(hào)的傳導(dǎo)要藉助于自由基(一氧化氮)， 基因經(jīng)由自由基的刺激而得以產(chǎn)生突變以更適應(yīng)環(huán)境的變化。免于受自由基傷害(抗氧化)的機(jī)制：1 酶促機(jī)制(1) 超氧化物歧化酶Superoxide dismutases (SOD) :催化把兩個(gè)O2?.轉(zhuǎn)變?yōu)镠2O2 和 O2 的反應(yīng)，抗氧化能力來(lái)自其所含之鎂、銅、或鋅，其濃度可被誘導(dǎo)而提高。(2)過(guò)氧化氫酶(Catalase):催化H2O2 轉(zhuǎn)變?yōu)?H2O 和 O2 的反應(yīng)。谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(Glutathione peroxidases ): 大部分含硒，也是催化H2O2 轉(zhuǎn)變?yōu)?H2O 和 O2 的反應(yīng)。 此外還 TOC o 1-5 h z 可以把有機(jī)的過(guò)氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭?除了上述酶之外，谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶，血漿銅藍(lán)蛋白，血紅素加氧酶及其他的一些酶類(lèi)可能參與非酶主導(dǎo)的控制自由基及其代謝產(chǎn)物的過(guò)程.非酶促機(jī)制維生素E (脂溶性，把細(xì)胞膜上產(chǎn)生的過(guò)氧自由基的電子接收，讓自己暫時(shí)成為一自由基。)維生素 C(水溶性，可