氧自由基

氧自由基

健康的殺手--氧自由基: 我們生活在富含氧氣的空氣中,離開氧氣我們的生命就不能存在,但是氧氣也有對人體有害的一面,有時候它能殺死健康細胞甚至致人於死地。當然,直接殺死細胞的並不是氧氣本身,而是由它產生的一種叫氧自由基的有害物質,它是人體的代謝產物,可以造成生物膜系統損傷以及細胞內氧化磷酸化障礙,是人體疾病、衰老和死亡的直接參與者,對人體的健康和長壽危害非常之大。

基本介绍

種類,原理,危害,衰老,應對,研究,糖尿病,

種類

自由基,化學上也稱為“游離基”,是含有一個不成對電子的原子團。由於原子形成分子時,化學鍵中電子必須成對出現,因此自由基就到處奪取其他物質的一個電子,使自己形成穩定的物質。在化學中,這種現象稱為“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。加上過氧化氫、單線態氧和臭氧,通稱活性氧。體內活性氧自由基具有一定的功能,如免疫和信號傳導過程。但過多的活性氧自由基就會有破壞行為,導致人體正常細胞和組織的損壞,從而引起多種疾病。如心臟病、老年痴呆症帕金森病和腫瘤。此外,外界環境中的陽光輻射、空氣污染、吸菸、農藥等都會使人體產生更多活性氧自由基,使核酸突變,這是人類衰老和患病的根源。
經過世界各國研究表明自由基的種類很多,並且大多數是瞬間產生的。對人體產生重大影響的有5種:
①超氧化物自由基:最早也是最多的自由基;
②過氧化氫:產生破壞性大的羥基自由基;
③羥基自由基:最活躍的自由基;主要會造成體內脂質過氧化而破壞細胞,也會和糖類、胺基酸、磷脂質、核酸、有機酸等任何生物體內的物質反應,特別是和DNA中的嘌呤、嘧啶作用,導致細胞死亡或突變;
④單線態氧:體內穩定的氧受紫外線照射後會產生大量不穩定的單腺態氧,單線態氧和氯反應,造成自由基物或脂質氧化;
⑤過氧化脂質:是許多自由基物反應後的產物,且多半發生在細胞膜上,導致細胞膜失去功能或死亡,另外也會直接和蛋白質核酸作用,導致細胞甚至器官的病變或死亡。

原理

我們知道,細胞經呼吸獲取氧,其中98%與細胞器內的葡萄糖和脂肪相結合,轉化為能量,滿足細胞活動的需要,另外2%的氧則轉化成氧自由基。由於這種物質非常活躍,幾乎可以與各種物質發生作用,引起一系列對細胞具有破壞性的連鎖反應。
在一般情況下,細胞不會遭到這種分子殺手的殺害,這是因為我們人體細胞存在著大量氧自由基的剋星——抗氧化劑,比如,脂溶性的維生素E、水溶性的維生素C及一些酶類等。這些天然的抗氧化劑能夠與氧自由基發生氧化還原反應,使氧自由基被徹底清除,而只有在某些情況下,氧自由基才會致細胞甚至機體於死地。

危害

當人體遭受外傷、中毒或者是大手術流血過多等重創的時候,組織處於缺氧狀態,能量代謝發生障礙,細胞色素氧化酶無力將氧還原成水,氧原子便會被奪去一個電子,由無害的氧變成具有殺傷力的活性氧自由基。氧自由基的過氧化殺傷,主要是破壞細胞膜的結構和功能,破壞線粒體,斷絕細胞的能源,毀壞溶酶體,使細胞自溶。同時它對人體的非細胞結構也有危害作用,可以使血管壁上的粘合劑遭受破壞,使完整密封的血管變得千瘡百孔,發生漏血、滲液,進而導致水腫和紫癜等等。同樣,當供應心臟血液的冠狀動脈突然發生痙攣的時候,心肌細胞由於缺氧而發生一系列的代謝改變,心肌細胞內抗氧化劑含量減少,使生成氧自由基的化學反應由於缺氧而相對加快,在冠狀動脈痙攣消除的一剎那,心肌細胞突然重新得到血液的灌注,隨之而來有大量的氧轉化成氧自由基,而同時由於抗氧化劑的相對不足,不能夠清除氧自由基,結果使具有高度殺傷性的氧自由基嚴重損傷心肌細胞膜,大量離子由心肌細胞內溢出,而後者可以擾亂控制心臟搏動的電流信號,引起心室顫動,從而導致死亡。

衰老

氧自由基為什麼會使人體衰老呢?研究發現,氧自由基的化學性質是很活躍的,能夠攻擊細胞膜上的脂肪酸產生過氧化物,這些物質是毒性很強的一種物質,它會侵害體內的核酸、蛋白質等等而引起一系列的細胞破壞作用,人體內氧自由基積累越多,衰老的進程就越快,我們常見老年人臉上的壽斑就是由於脂類受氧自由基的氧化分解作用形成丙二醛所致。
氧自由基不但與衰老有關,而且還和許多衰老有關的疾病有關係,比如動脈硬化症、高血壓、骨關節炎、白內障以及帕金森氏病等等。

應對

至於對付氧自由基的辦法,已經發現了許多氧自由基的剋星,也就是氧自由基清除劑或者抑制劑,其作用機理有的是直接提供電子使氧自由基還原,有的是增強抗氧化酶活性,迅速消滅自由基,比如超氧化物岐化酶和過氧化氫酶就是存在於人體的正常組織當中的清除氧自由基的重要酶系統。另外,谷胱甘肽、別嘌呤醇和維生素C、E等都具有清除或者是抑制氧自由基的作用。
給予負離子,使生物體體內過剩的活性氧還原,就能夠抑制生物體的氧化。負離子能夠使生物體容易攝取維他命頪,胺基酸,礦物質等,這些成分能夠分解,消除活性氧,提高SOD的活性。所以負離子是生物體不可或缺的物質。負離子是唯一能夠消除活性氧自由基,保護生物體的自然要素。負離子沒有副作用,能夠促進自然治癒力,治癒疾病,保持健康。負離子能夠使血液變成弱鹼性,使新陳代,生理作用旺盛,並強化免疫力,同時也能夠給予生物體衰弱時增強的活性氧電子,仰制氧化,杜絕疾病的根源。氧附著於生物體的細胞組織中,當電子被奪走時,就會引起細胞組織的氧化。活性氧會從生物體的脂質(不飽和脂肪酸)或蛋白質那兒奪走電子,結果引起腦中風或心肌梗塞,動脈硬化症,癌症及糖尿病。負離子的本質是電子,因此給予生物體負離子,就能使生物體體內充滿電子,代替生物體的脂質或蛋白質的電子給予活性氧,使活性氧安定,所以不會損傷生物體的細胞,同時能夠抑制疾病的發生。
負離子和自由基有更強的親和力,當自由基遇到負離子,就會放棄與正常細胞的結合,轉而與負離子結合,生成中性無害的物質,被排除體外。同時,負離子轉化成氧氣後,會是血液中氧的含量大幅度增加,從而使得細胞在短時間內就能得到充足的氧而充滿活力。

研究

根據營養流行病學的研究發現,經常食用新鮮的蔬菜與水果,有延緩衰老的作用,可以降低腫瘤,特別是消化道腫瘤的發病率,就是因為蔬菜可以清除氧自由基的主要前身產物,也就是超氧負離子,超氧負離子減少,氧自由基也就相應減少,由此也就可以延緩人的衰老。營養學家研究發現,日常的水果、蔬菜大多數都具有清除超氧負離子的活動,蔬菜當中以薺菜、青菜、蒜頭、黃芽菜為最強,另外,經常吃富含維生素A的花菜、胡蘿蔔、菠菜、甘薯,富含維生素C的葡萄、桔子、青椒,含維素E的檸檬、豌豆、未加工的麥胚芽、葵花籽油和含硒的捲心菜、洋蔥、燕麥片、海產品等等都是大有幫助的。

糖尿病

糖尿病是一種常見的有遺傳傾向的代謝內分泌疾病,基本病理生理為胰島素分泌不足引起糖、脂肪和蛋白質等代謝紊亂,特徵為血糖過高和糖尿。臨床表現為多尿、多飲、多食和疲乏消瘦等症狀。嚴重時發生酮酸中毒,常有化膿性感染、肺結核、動脈硬化、神經系統、腎及眼部病變等併發症。嚴重影響人類的健康,甚至引起死亡。外周血管疾病是糖尿病發病和死亡的主要原因。50%的腎小球微血管糖尿病患者死於腎衰竭,糖尿病人冠心病的發病率比其他人高10〜11倍。美國新失明的人23%是由於糖尿病,40%的糖尿病人能發展成白內障
1.胰島B細胞氧自由基代謝和胰島素的釋放
B細胞內抗氧化酶的水平影響這些細胞抵抗氧自由基損傷的能力根據己糖磷酸化支路和胰島素釋放過程前列腺素的合成機制,抗氧化體系不僅保護B細胞,而且與胰島素的釋放過程有關。
在人胰腺組織免疫反應細胞中發現有很高水平的銅、鋅超氧化物歧化酶(Cu、Zn-SOD)。SOD在狗和大鼠內分泌胰腺中比外分泌胰腺中高100倍,且都是Cu、Zn-SOD,但分離的胰島細胞Cu、Zn-SOD活性僅為外分泌胰腺的68%、肝臟的29%、腎臟的60%、紅細胞的15%,但卻是心臟的169%、腦的180%、骨骼肌的300%、脂肪組織的135%。而Mn-SOD(錳-SOD)活性為肝臟的35%、腎臟的17%、心臟的15%、外分泌胰腺的106%、骨骼肌的15%、腦的86%、脂肪組織的300%。
2.己糖磷酸化支路和胰島素的分泌
胰島素分泌機制涉及巰基的氧化還原修飾和己糧磷酸化支路的活化。自由基可能與巰基和抗氧化酶競爭己糖磷酸化支路產物,所以在B細胞中自由基水平可能影響胰島素的分泌。胰島細胞中NADPH/NADP和GSH/GSSG與葡萄糖濃度密切相關。在分離的胰島細胞中,NADPH/NADP從無葡萄糖時的0.69mmol/L到有葡萄糖時的16.7mmol/L,GSH/GSSG 也由0.29mmol/L 升到1.03mmol/L。
3.B細胞中花生四烯酸代謝和胰島素分泌
分離的大鼠胰島可以和外源花生四烯酸產生前列腺素PGE2、PGF2和環前列腺素PG11。分離的新生大鼠完整胰島和標記的花生四稀酸培養,也釋放PGE2、PGF2和PG11。
4.胰島素誘導產生過氧化氫
作用到葡萄糖運輸體系的氧化劑來源於NADPH氧化酶。用胰島素活化大鼠脂肪細胞膜上的NADPH氧化酶,測到了過氧化氫的產生,但實際上首先產生的應當是超氧陰離子自由基。還不清楚胰島素是如何活化NADPH氧化酶的。在胸腺細胞中抗酶素A或PMA也能刺激依賴NADPH氧化酶體系產生過氧化氫。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們