氧在人體內(nèi)必不可少,然而過多的氧卻會對人體造成不可挽回的損傷,引起多種慢性疾病,甚至產(chǎn)生急性氧中毒導(dǎo)致生命危險(xiǎn)炉媒。這就是我們平常所說的過氧化損傷烙懦。

早在19世紀(jì)中葉,英國科學(xué)家保爾·伯特首先發(fā)現(xiàn),如果讓動(dòng)物呼吸純氧會引起中毒,人類也同樣驱入。人如果在大于0.05MPa(半個(gè)大氣壓)的純氧環(huán)境中、對所有的細(xì)胞都有毒害作用,吸入時(shí)間過長,就可能發(fā)生“氧中毒”(氧中毒是1878年西醫(yī)提出的病名,是一種很難搶救的醫(yī)源性疾病)修陡。肺部毛細(xì)管屏障被破壞,導(dǎo)致肺水腫沧侥、肺淤血和出血,嚴(yán)重影響呼吸功能,進(jìn)而使各臟器缺氧而發(fā)生損害。在0.1MPa(1個(gè)大氣壓)的純氧環(huán)境中,人只能存活24小時(shí),就會發(fā)生肺炎,最終導(dǎo)致呼吸衰竭魄鸦、室息而死宴杀。人在0.2MPa(2個(gè)大氣壓)高壓純氧環(huán)境中,最多可停留1.52小時(shí),超過了會引起腦中毒,生命節(jié)奏紊亂,精神錯(cuò)亂,記憶喪失。如加入0.3MPa(3個(gè)大氣壓)甚至更高的氧,人會在數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)生腦細(xì)胞變性壞死,抽搐昏迷,導(dǎo)致死亡拾因。

總而言之,人體各器官組織均不能承受過多的氧,因?yàn)檠醣旧聿豢棵复呋湍芘c不飽和脂肪酸反應(yīng),并能破壞貯存這些酸的磷脂,而磷脂又是構(gòu)成細(xì)胞生物膜的主要成分,從而最終造成細(xì)胞死亡,這個(gè)過程叫做脂質(zhì)過氧化旺罢。此外,氧對細(xì)胞的破壞還在于它可產(chǎn)生自由基,誘發(fā)癌癥旷余。此外,過量吸氧還會促進(jìn)生命衰老。進(jìn)入人體的氧與細(xì)胞中的氧化酶發(fā)生反應(yīng),可生成過氧化氫,進(jìn)而變成脂褐素扁达。這種脂褐素是加速細(xì)胞衰老的有害物質(zhì),它堆積在心肌,使心肌細(xì)胞老化,心功能減退;堆積在血管壁上,造成血管老化和硬化;堆積在肝臟,削弱肝功能;堆積在大腦,引起智力下降,記憶力衰退,人變得癡果;堆積在皮膚上,形成老年斑正卧。

氧能導(dǎo)致疾病?聽起來不可思議,但事實(shí)就是如此。
氧的化學(xué)特性很活潑,也很危險(xiǎn),在正常的生物化學(xué)反應(yīng)中,氧會變得很不穩(wěn)定,能夠“氧化”鄰近的分子,使得物質(zhì)發(fā)生性質(zhì)的改變,比加:切開的蘋果會很短時(shí)間就出現(xiàn)棕褐色,鐵會生銹,等等跪解。在人體內(nèi),過度的氧化會引起細(xì)胞損傷,從而導(dǎo)致癌癥炉旷、發(fā)炎、動(dòng)脈損傷以及衰老叉讥。氧化對生物體的損害主要表現(xiàn)在對脂質(zhì)窘行、蛋白質(zhì)和核酸的破壞。脂質(zhì)因自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)受到破壞,導(dǎo)致生物膜結(jié)構(gòu)功能發(fā)生改變;蛋白質(zhì)對氧化也是很敏感的,尤其是其中的含硫氮基酸;DNA分子中的堿基和成糖都是易氧化的位置,氧化可導(dǎo)致DNA斷裂图仓、堿基降解和與蛋白質(zhì)交聯(lián),使得遺傳物質(zhì)發(fā)生變異或?qū)е录?xì)胞死亡罐盔。
過氧化是誘發(fā)多種慢性疾病的重要原因,腫瘤,糖尿病及其并發(fā)癥、血管硬化救崔、心腦血管疾病惶看、腎病、輻射損傷六孵、免疫性疾病等等,都與其密切相關(guān)纬黎。抗氧化,實(shí)際上就是多種疾病的治療狸臣、預(yù)防莹桅、康復(fù)良好有效的手段昌执。
導(dǎo)致過氧化的三種主要物質(zhì)形式
過氧化,實(shí)際上只是一種籠統(tǒng)烛亦、概括的說法,它對人體的損害主要有三個(gè)方面:氧自由基、單線態(tài)氧和過氧化物懂拾。
氧自由基是人體的代謝產(chǎn)物,可以造成生物膜系統(tǒng)損傷以及細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化障礙,是人體疾病煤禽、衰老和死亡的直接參與者,對人體的健康危害非常之大。
我們知道,細(xì)胞經(jīng)呼吸獲取氧,其中98%與細(xì)胞器內(nèi)的葡萄糖和脂肪相結(jié)合,轉(zhuǎn)化為能量,滿足細(xì)胞活動(dòng)的需要,另外2%的氧則轉(zhuǎn)化成氧自由基岖赋。由于這種物質(zhì)非趁使活躍,幾乎可以與任何物質(zhì)發(fā)生作用,引起一系列對細(xì)胞具有破壞性的連鎖反應(yīng)。
我們?nèi)粘：粑难鯙榛鶓B(tài)氧,它有兩個(gè)未配對電子,是一種二價(jià)自由8)基唐断。分子外層電子對平行旋轉(zhuǎn)的稱為三重態(tài),反平行旋轉(zhuǎn)的稱為單線態(tài)
基態(tài)氧為三重態(tài),其反應(yīng)活性較低,三重態(tài)氧獲得能量可轉(zhuǎn)化為單線態(tài)氧,后者處于激發(fā)態(tài);化學(xué)性質(zhì)活潑,單線態(tài)氧是正常代謝產(chǎn)生的选脊。三重態(tài)氧接受一個(gè)電子可轉(zhuǎn)為較為活潑的還原態(tài),稱為過氧化物,過氧化物也是一種自由基,過氧化物既可作為氧化劑又能作為還原劑。過氧化物在生物體內(nèi)的反應(yīng)活性較低,它本身對生物體的氧化損害不大脸甘。同樣,過氧化物也參與正常的生命活動(dòng)如抵御微生物恳啥、作為信號分子調(diào)節(jié)細(xì)胞活動(dòng)等。在生物體內(nèi),過氧化物的主要反應(yīng)是與自身反應(yīng)產(chǎn)生過氧化氫和氧,這一反應(yīng)稱為過氧化物歧化反應(yīng),它可自發(fā)進(jìn)行,也可在超氧化物歧化酶(SOD)的催化下進(jìn)行,過氧化氫進(jìn)一步形成反應(yīng)活性很高的氫氧自由基(HO);過氧化物還可與一氧化氮(NO)反應(yīng)生成活潑的過氧硝酸鹽(OONO)丹诀。

人體內(nèi),單線態(tài)氧和過氧化物一般也呈現(xiàn)為游離自由基狀態(tài),所以我們一般也把它們歸結(jié)為氧自由基的一類钝的。這也是為什么大家知道抗氧化消除氧自由基損傷的說法比較多,而很少聽多消除單線態(tài)氧和過氧化物的說法翁垂。
氧自由基的產(chǎn)生
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,如果不配對,它們就要去尋找另一個(gè)電子,使自己變得穩(wěn)定。這種有著不配對電子的原子或分子就叫自由基硝桩。
自由基是一種非逞夭拢活躍、非常不安分的物質(zhì)碗脊。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)生了啼肩。于是它就會馬上去尋找能與自己結(jié)合的另一半。它很活潑,很容易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)衙伶。當(dāng)它在與其他物質(zhì)結(jié)合的過程中得到或失去一個(gè)電子時(shí),就會恢復(fù)平衡,變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)疟游。
自由基是具有未配對電子的分子(用A表示),有些自由基非常穩(wěn)定,如:二價(jià)自由基O2,但大多數(shù)自由基很不穩(wěn)定,很活潑。通常,自由基需要從其他分子獲得電子以便使其未配對電子配對,如果自由基從其他分子獲得電子痕支。那么,被奪取電子的分子也成為自由基(Ae+B:→A:+B),并引起一連串的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Be+C:→B:+C)颁虐。如果自由基與另一自由基共用電子對,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止(AI+BI→A:B)。產(chǎn)生自由基有很多不同的原因,普通的肌體生理過程如消化和呼吸產(chǎn)生的自由基都很少卧须。免疫系統(tǒng)作用會產(chǎn)生自由基,運(yùn)動(dòng)鍛煉也能產(chǎn)生自由基;這些都是正常的另绩。
但是還有一個(gè)更重要的原因就是:由于生活方式和環(huán)境的不同,我們體內(nèi)產(chǎn)生和吸收的自由基數(shù)量比我們祖先多得多。
毫無疑問,生活在21世紀(jì)的人要比一百多年前的人擔(dān)負(fù)著更大的壓カ花嘶、當(dāng)我們承受壓力時(shí)就會產(chǎn)生大量的自由基笋籽。今天普通忙亂、緊張的生活方式導(dǎo)致了我們體內(nèi)的自由基量高到了我們祖輩不可想象的程度椭员。因此车海、我們體內(nèi)所產(chǎn)生的抗氧化劑量加上健康飲食中攝取的抗氧化劑量都不足以對抗當(dāng)今大多數(shù)人體內(nèi)由于壓力而產(chǎn)生的自由基。這就是為什么大多數(shù)營養(yǎng)專家都推薦我們在膳食中補(bǔ)充抗氧化劑一一為我們緊張的生活加強(qiáng)保護(hù)隘击。
當(dāng)今,人們體內(nèi)自由基數(shù)量不斷增加的另一個(gè)原因是幾代人之前不存在的污染問題,現(xiàn)在卻變得非常嚴(yán)峻侍芝。不同的污染物質(zhì)如化工產(chǎn)品、汽車尾氣埋同、煙塵甚至是燒烤食品都含有大量的自由基州叠。
日光暴曬是自由基形成、日益增加的另一個(gè)原因凶赁。太陽的光線可以形成大量自由基進(jìn)而導(dǎo)致皮膚癌咧栗。這是我們目前擔(dān)憂的一個(gè)主要問題,因?yàn)殡S著污染加重,臭氧層逐漸減少,我們接收到的暴曬的紫外線更強(qiáng)了太陽光能迅速破壞細(xì)胞,包括黑素瘤在內(nèi)的皮膚癌正在成指數(shù)上升而這些都和紫外線暴露增強(qiáng)形成自由基有直接的關(guān)系。但是抗氧化劑卻能很好地保護(hù)細(xì)胞虱肄。隨著紫外線照射增強(qiáng)致板、環(huán)境污染的嚴(yán)重和現(xiàn)代生活壓力加重,不言而喻。我們再也不能僅靠自身產(chǎn)生的抗氧化劑來保護(hù)自己了即使是最合理的飲食也不能提供足夠的抗氧化劑保護(hù)我們免予自由基和單線態(tài)氧的傷害,因此,補(bǔ)充強(qiáng)效的抗氧化劑對于健康的體質(zhì)是至關(guān)重要的咏窿。
運(yùn)動(dòng)員和普通大眾參加高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目時(shí)也會產(chǎn)生大量的自由基劇烈的訓(xùn)練過程或辛苦的體力勞動(dòng)都能使身體產(chǎn)生大量的自由基,這是因?yàn)樯眢w為了滿足能量需求會燃燒更多的能源斟或。所有正在從事訓(xùn)練或體力勞作的人,尤其是在室外光照下都會產(chǎn)生自由基,需要補(bǔ)充抗氧化劑。造成體內(nèi)自由基大量生成的因素有幾個(gè)方面:
(1)組織細(xì)胞的新陳代謝過程中大約有2%~3%的氧被酶所催化形成氧自由基翰灾。
(2)外界的紫外線和各種輻射缕粹。
(3)吸煙稚茅、酗酒平斩。
(4)情緒變化亚享、工作壓力。
(5)生活不規(guī)律绘面、特別是熬夜欺税。
(6)組織器官損傷后的缺血,如心肌梗死、腦血栓揭璃、外傷等晚凿。(7)腸道系統(tǒng)異常發(fā)酵:腸道系統(tǒng)異常發(fā)酵產(chǎn)生人體90%的自由基。(8)暴飲暴食
(9)濫服西藥瘦馍。
(10)過量運(yùn)動(dòng)歼秽。
氧自由基使人衰老
美國醫(yī)學(xué)博士 Harman于1956年率先提出自由基與機(jī)體衰老和疾病有關(guān),接著在1957年發(fā)表了第一篇研究報(bào)告,聞述用含0.5%~1%自由基清除劑的飼料喂養(yǎng)小鼠可延長壽命。由于自由基學(xué)說能比較清楚地解釋機(jī)體衰老過程中出現(xiàn)的種種癥狀,如老年斑情组、皺紋及免疫力下降等,因此倍受關(guān)注,20年后即1976年被西方主流醫(yī)學(xué)所普遍接受燥筷。 Harman博土并因此于1995年榮獲諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
自由基衰老理論的中心內(nèi)容認(rèn)為,衰老來自機(jī)體正常代謝過程中產(chǎn)生自由基隨機(jī)而破壞性的作用結(jié)果院崇。
由自由基引起機(jī)體衰老的主要機(jī)制可以概括為以下三個(gè)方面:1.生命大分子的交聯(lián)聚合和脂褐素的累積
自由基作用于脂質(zhì)過氧化反應(yīng),氧化終產(chǎn)物丙二醛等會引起蛋白質(zhì)肆氓、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合,該現(xiàn)象是衰老的一個(gè)基本因素。脂褐素
( Lipofuscin)不溶于水故不易被排除,這樣就在細(xì)胞內(nèi)大量堆積,在皮膚細(xì)胞的雄積,即形成老年斑,這是老年衰老的一種外表象征底瓣。膠原蛋白的交聯(lián)聚合谢揪、會使膠原蛋白溶解性下降、彈性降低及水合能力減退,導(dǎo)致老年度膚失去張力而皺紋增多以及老年骨質(zhì)再生能力減弱等捐凭。脂質(zhì)的過氧化導(dǎo)致限球晶狀體出現(xiàn)視網(wǎng)膜模等病變,誘發(fā)出現(xiàn)老年性視力障礙(如眼花拨扶、白內(nèi)障等)。
由于自由基的破壞而引起皮膚衰老,出現(xiàn)皺紋,脂褐素的堆積使皮膚細(xì)胞免疫力的下降導(dǎo)致皮膚腫瘤易感性增強(qiáng),這些都是自由基的破壞柑营。2器官組織細(xì)胞的破壞與減少
器官組織細(xì)胞的破壞與減少,是機(jī)體衰老的癥狀之一屈雄。例如神經(jīng)元細(xì)胞數(shù)量的明顯減少,是引起老年人感覺與記憶力下降、動(dòng)作遲鈍及智力障礙的又一重要原因官套。器官組織細(xì)胞破壞或減少主要是由于基因突變改變了遺傳信息的傳遞,導(dǎo)致蛋白質(zhì)與酶的合成錯(cuò)誤以及酶活性的降低。這些的積累,造成了器官組織細(xì)胞的老化與死亡蚁孔。生物膜上的不飽和脂肪酸極易受自由基的侵襲發(fā)生過氧化反應(yīng),氧化作用對衰老有重要的影響,自由基通過對脂質(zhì)的侵襲加速了細(xì)胞的衰老進(jìn)程奶赔。
3.免疫功能的降低
自由基作用于免疫系統(tǒng),或作用于淋巴細(xì)胞使其受損,引起老年人細(xì)胞免疫與體液免疫功能減弱,并使免疫識別力下降出現(xiàn)自身免疫性疾病。所謂自身免疫性疾病,就是免疫系統(tǒng)不僅攻擊病原體和異常細(xì)胞,同時(shí)也侵犯了自身正常的健康組織,將自身組織當(dāng)作外來異物來攻擊杠氢。如彌散性硬皮病站刑、潰瘍性結(jié)腸炎之類的自身免疫性疾病,往往伴有較多的染色體斷裂。研究表明,自身免疫病的病變過程與自由基有很大的關(guān)系鼻百。氧自由基與疾病
自由基對人體的危害不會像車禍绞旅、腫瘤摆尝、疼痛、高熱等給人以直觀的感受,是因?yàn)樽杂苫嬖谟谖覀兊捏w內(nèi),它的危害是從對細(xì)胞和組織的損傷開始,這個(gè)過程就像往一杯清水中放無色的鹽,只有鹽放到一定量以后12)我們才能感覺到成,如果超出一定的量就會首自由基對細(xì)胞和組織損傷是其致病的基礎(chǔ),由于人體是由各種各樣不同功能的細(xì)胞組成,因而自由基對不同細(xì)胞的損傷可導(dǎo)致表面看起來毫無關(guān)聯(lián)的疾病因悲。如:自由基摧毀細(xì)胞膜,導(dǎo)致細(xì)胞膜發(fā)生變性,使得細(xì)胞不能從外部吸收營養(yǎng),也排泄不出細(xì)胞內(nèi)的代謝廢物,并喪失了對細(xì)菌和病毒的抵御能力:自由基攻擊正在復(fù)制中的基因,造成基因突變,誘發(fā)癌癥發(fā)生,自由基激活人體免疫系統(tǒng),使人體表現(xiàn)出過敏反應(yīng),如:紅斑狼瘡等的自身免疫疾病;自由基作用于人體內(nèi)的酶系統(tǒng),導(dǎo)致膠原蛋白酶和硬彈性蛋白酶的釋放,這些酶作用于皮膚中的膠原蛋白和硬彈性蛋白并使這兩種蛋白產(chǎn)生過度交聯(lián)并降解,結(jié)果使皮膚失去彈性,出現(xiàn)皺紋及囊泡;類似的作用使體內(nèi)毛細(xì)血管脆性增加,使血管容易破裂,這可導(dǎo)靜脈曲張堕汞、水腫等與血管通透性升高有關(guān)疾病的發(fā)生;自由基侵蝕機(jī)體組織,可激發(fā)人體釋放各種炎癥因子,導(dǎo)致出各種非菌性炎癥;自由基侵蝕腦細(xì)胞,使人得早老性癡呆的疾病;自由基氧化血液中的脂蛋白造成膽固醇向血管壁的沉積,引起心臟病和中風(fēng);自由基引起關(guān)節(jié)膜及關(guān)節(jié)滑液的降解,從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎;自由基侵蝕眼睛晶狀體組織引起白內(nèi)障;自由基侵蝕胰臟細(xì)胞引起糖尿病』瘟眨總之,自由基可破壞膠原蛋白及其他結(jié)締組織干擾重要的生理過程,引起細(xì)胞DNA突變讯检。自由基與多種疾病有關(guān),包括心臟病、動(dòng)脈硬化卫旱、靜脈炎人灼、關(guān)節(jié)炎、過敏顾翼、早老性癡果投放、冠心病及痛癥。
以下具體分析幾種常見疾病适贸。
1.自由基與癌癥
DNA和蛋白質(zhì)的結(jié)合物在自由基作用下可以造成多種形式的損傷跪呈、誘發(fā)腫瘤生成。
長期以來,人們一直致力于對癌變原因不同角度的探索取逾。自從揭示了具有高度活潑性的自由基能引起迅速擴(kuò)展的連鎖反應(yīng)后,人們把這些性質(zhì)的快速生長與自由基聯(lián)系起來,研究癌變諸過程中自由基的參與問題耗绿。目前的看法是,不少致癌物必須在體內(nèi)經(jīng)過代謝活化,形成自由基并攻擊DNA才能致癌,而許多抗癌劑也是通過自由基形成去殺死癌細(xì)胞。個(gè)正常細(xì)胞發(fā)生癌變必須經(jīng)歷誘發(fā)和促進(jìn)兩個(gè)階段,這就是兩步致氧化導(dǎo)致疾病