自由基和自由基清除剂的研究进展

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1、自由基和自由基清除剂的研究进展黄小艳周永奎（广州博仕奥集团广东广州510663）摘要：在正常的生命过程中，自由基为维持生命所必需。体内自由基不断产生，也不断地被清除，两者处于动态平衡之中，使之维持在一个正常的生理水平上。自由基在生物体内具有参与吞噬病原体，参与前列腺素和凝血酶原的合成、解毒，参与体内部分生化反应和胶原蛋白的合成，调节细胞增殖与分化，参与机体免疫和环核苷酸的生物合成，以及生殖和胚胎发育等重要的生理功能。但是当自由基过量时，自由基在机体内损伤蛋白质、核酸和生物膜，导致细胞凋亡，并参与许多疾病的发病过程。自由基清除剂在清除机体自由基，保护机体免受氧化

2、损害中起重要作用。因此，近年来对自由基清除剂的研究备受关注。本文对常见自由基清除剂，特别进行综述。关键词：自由基生理功能病理作用自由基清除剂近年来，随着学者对自由基研究的深入，发现了机体内的自由基不仅参与机体生理活动的有益环节，同时也能破坏组织细胞、亚细胞和大分子物质，从而导致机体生长发育受限及疾病的发生和恶化。本文就机体自由基相关概念及对畜禽的影响和自由基的清除剂一并总结介绍。1自由基简介1.1概念自由基（freeradicals）是指游离存在的具有一个或几个不配对电子的分子、离子、原子或原子团。自由基虽能独立存在，但因含有未成对电子，化学性质十分活泼，自然

3、界中的各种自由基存在时间极为短暂，在机体内的自由基常以氧或氮的形式存在，即氧自由基（OFR）和氮自由基。目前研究最多的是OFR。1931年，Michalis首次提出机体内氧化还原反应的中间产物为自由基，为自由基在生物学领域的蓬勃发展奠基了基础。1956年，Hermar等首次提出了较为系统的自由基代谢理论，随后特别是近30多年来，自由基生物学成为生命科学领域的研究热点。1.2   自由基的生物学效应自由基在机体内具有双重生物学效应（有益和有害的效应），被认为是比脂质介质、细胞因子更具有广泛作用的“多功能介质”，接下来分别阐述自由基有益和有害的生物学效应。1.2.

4、1          有益生物学效应机体内的自由基主要通过以下几方面来发挥其有益作用。（1）吞噬作用，活性氧有助于吞噬细胞杀灭细菌。当吞噬细胞进行吞噬作用时常与氧代谢突然增长联系在一起，这一现象称为“呼吸爆发”。氧代谢首先产生大量的H2O2，其次产生大量的超氧阴离子自由基，另外还产生一定量的羟自由基和单线态氧。机体内的葡萄糖提供了产生超氧阴离子自由基所需的能量，而氧呼吸突发中产生的各类活性氧中以H2O2的杀菌作用最强，并且其杀菌能力在有卤素离子及过氧化物酶存在时能增强数倍。（2）参与花生四烯酸氧化成前列腺素。抗氧化剂在体内一方面可使膜磷脂在磷脂酶A2和钙存在的

5、条件下生成足够的花生四烯酸，使之在环氧合酶作用下生成前列腺素；另一方面抗氧化剂又能清除[OX]，保护环氧合酶和其他氧化酶不失活，使前列腺素代谢正常进行。抗氧化剂还能使膜脂过氧化物的形成减少，保护前列腺环素合成酶，使PGH2在前列腺环素合成酶作用下生成PGI2。PGI2又能对抗凝血恶烷，以减少TXA2所引起的血小板聚集和黏附，减轻机体微循环障碍。（3）参与凝血酶原的生物合成，超氧阴离子自由基通过参与形成羧化剂，羧化剂催化凝血酶原前体生成凝血酶原。（4）解毒作用，机体对外来物质的解毒作用主要在肝脏中进行，是通过肝微粒体细胞色素P450催化各类外来物质羧化作用实现的

6、。肝微粒体解毒系统包括3个部分，即细胞色素P450，需NADPH的细胞色素P450还原酶和卵磷脂。SOD可抑制这3部分重建的系统，并且其中NADPH和还原酶部分可被另一产生超氧阴离子（O2-.）的系统所代替，说明反应中有O2-.参加（郑荣梁，1992）。实际上连接于细胞色素P450上的O2-.是真正起羟化作用的物质。（5）参与胶原蛋白合成。Myllyla等（1978）报道胶原蛋白的前体为原胶原蛋（procollagen），在胶原蛋白的生物合成中，原胶原蛋白转变成胶原蛋白的关键步骤是：原胶原蛋白的脯氨酸和赖氨酸经脯氨酸羧化酶和赖氨酸羧化酶的羧化作用，而羧化作用需

7、要超氧阴离子自由基、羧自由基、H2O2或1O2的参与。（6）调节细胞增殖和分化，研究证实低浓度的活性氧如超氧阴离子自由基和H2O2可以促进细胞的生长，是细胞维持生存和生长不可缺少的因子，若缺乏细胞将无法增殖，甚至死亡。BravardA等运用典型的非分化和分化细胞系研究了增殖与分化过程中抗氧化代谢的变化情况，结果显示，SOD活性升高与分化密切相关，甚至可以看作分化的标志。（7）环核苷酸的生物合成，鸟苷酸环化酶的环一磷酸鸟苷（cGMP）的生物合成也需要氧自由基的参与，并可被巯基化合物抑制。（8）一氧化氮、超氧阴离子、过氧化氢等活性氧在需氧生物体的神经、内分泌、循环

8、、免疫等生理活动中作为信号传导分子发挥