自由基与衰老的研究进展

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1、自由基与衰老的研究进展#2046#中国老年学杂志2007年10月第27卷自由基与衰老的研究进展李素云王立芹郑稼琳刘晓倩(北京世纪坛医院营养科,北京100038)1关键词2自由基;氧化损伤;衰老;抗衰老1中图分类号2R3391381文献标识码2A1文章编号215自由基与衰老的研究进展#2046#中国老年学杂志2007年10月第27卷自由基与衰老的研究进展李素云王立芹郑稼琳刘晓倩(北京世纪坛医院营养科,北京100038)1关键词2自由基;氧化损伤;衰老;抗衰老1中图分类号2R3391381文献标识码2A1文章编号2151005-9202(2007)

2、20-2046-031衰老是一多环节的生物学过程,是机体在退化时期功能下降和紊乱的综合表现112,普遍性、进行性、退化性和内因性是人体衰老的基本特征。近年来,随着现代遗传学、分子生物学、细胞生物学和分子免疫学等边缘学科的飞速发展,人们对衰老的机制有了深层次的认识,对衰老的认识有了长足的进步,在大量实验证据的基础上提出了许多新的学说,诸如自由基学说、遗传程序学说、差错灾难学说、交联学说、脂褐素累积学说、内分泌功能减退学说等,分别从不同的角度探讨了衰老发生的机制和对策。在这些衰老学说中,以自由基学说最受重视,支持这一理论的实验证据也最为丰富。其他衰

3、老学说虽有各自的立论依据及长处,但有些学说强调孤立的某个方面,或者各学说之间有些抵触,只有自由基学说可以将许多学说联系起来,成为诸学说的中心。近50年的理论和实验证实,自由基学说是最有说服力的衰老学说之一122。本文就自由基与衰老的关系综述如下。115自由基学说的内容及发展自由基是一类具有高度活性的物质,可以在细胞代谢过程中连续不断地产生,它可直接或间接地发挥强氧化作用,广泛地参与机体的生理与病理过程。自由基及其诱导的氧化反应长期毒害的结果,可引起机体的衰老和死亡H211132基有其特殊的生理意义,低浓度自由基为维持健康所必须,如自由基参与细胞

4、免疫,对于抗局部感染等具有一定的作用12,42。过量自由基则对于不饱和脂肪酸、蛋白质分子、核酸分子、细胞外可溶性成分以及膜脂质等具有十分有害的破坏性作用。因此,现代抗衰老研究的目标不是将自由基彻底清除,而是将自由基维持在一个适当的低水平122,维持氧化和抗氧化防御之间的平衡122。112自由基的清除在正常生理情况下,机体有完整的抗氧化防御系统,能够防止自由基反应及阻断脂质过氧化链式反应,以保证其生成与清除的动态平衡。就体内的抗氧化物质而言,有酶性和非酶性抗氧化剂,人体内的抗氧化酶类主要有超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、谷胱甘肽过氧化物酶

5、、谷胱甘肽还原酶等;抗氧化剂种类很多,包括维生素E、维生素C、GSH、泛醌等。各抗氧化物质之间即有协同作用,又有相互依赖和保护作用112。113自由基致衰老的作用机制15体内产生的自由基极易侵害细胞膜中的不饱和脂肪酸,引起脂质过氧化反应,形成过氧化脂质。脂质过氧化反应对生物膜内类脂结构的破坏极大,生物膜上不饱和脂肪酸过氧化后,双层结构破坏,膜功能受损,致细胞器功能障碍。脂质过氧化物(LPO)的降解产物丙二醛可与氨基酸、核酸、蛋白质和磷脂等的游离氨基反应形成脂褐素,使生物分子内部或之间发生交联,DNA的双螺旋被交联出现复制错误或无法分裂,蛋白质交

6、联形成无定型沉淀物,蓄积于细胞浆中,导致膜结构和功能损伤。以上变化使细胞发生变性、坏死,引起整个机体的衰老和多种疾病的发生152。自由基尚可对核酸和蛋白质产生直接的氧化破坏作用,对核酸的氧化、交联,使DNA发生断裂、突变以及热稳定性改变等,从而严重影响遗传信息的正常转录和翻译,使蛋白质表达量降低甚至消失,或者产生突变蛋白质,而蛋白质合成减少是老年性记忆力减退、智力障碍以及肌肉萎缩等的重要原因之一16,72。对蛋白质的氧化破坏可使蛋白质肽链断裂、蛋白发生分子内或分子间交联及蛋白质二级、三级和四级结构破坏,折叠减少,无规律卷曲增加等,导致:¹酶蛋白

7、失活成为另一种催化错误反应的酶;º出现某些具有异质性的蛋白质,引起自身免疫反应;»使结缔组织的结构蛋白发生广泛交联,使其理化性质发生改变,导致血液和组织间的物质交换减少,使器官组织加速衰老退化11,8,92。总之,自由基对蛋白质和核酸的影响涉及面很广,后果严重而复。体内产生的自由基主要有超氧阴离子自由基(O)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH#)和单线态氧(O2)。O2不是自由基,但它可氧化1还原生成OH2发挥损害作用。O2本身也具有很大损害作用,如光敏染料产生的1O2可引起小脑颗粒细胞的线粒体损伤、DNA链断裂和肌酸激酶的活性抑制,导致神

8、经细胞的能量代谢障碍和死亡,某些老年性功能失调也可能与此有关。这些自由基可使脂质(LH)发生过氧化,产生过氧化脂质LO#、LOO#与氢过氧化脂(LOO