自自由由基基生生物物学学与与人人体体健健康康第一章第一章自由基的产生及其化学性质自由基的产生及其化学性质第二章第二章活性氧活性氧第三章第三章自由基清除剂自由基清除剂 第四章第四章自由基的生理功能自由基的生理功能 第五章第五章缺血重灌流缺血重灌流自由基对组织的损伤自由基对组织的损伤 第六章第六章自由基与癌症自由基与癌症第七章第七章自由基与衰老自由基与衰老1第一章第一章自由基的产生及其化学性质自由基的产生及其化学性质一、自由基的定义一、自由基的定义二、自由基的产生二、自由基的产生三三、自由基的化学反应、自由基的化学反应2一、自由基的定义一、自由基的定义如如方方程程式式（1）、（2）所所示示，当当A与与B两两个个分分子子或或原原子子间间形形成成共共价价键键时时，可可以以看看作作它它们们共共享享一一对对电电子子，这这两两个个电电子子既既可可以以是是一一个个分分子子所所提提供供的的，也也可可以以是是每每个个分分子子各各贡贡献献出出一一个个电电子子，前者称为配位作用，后者称为共价结合。前者称为配位作用，后者称为共价结合。A: :-+B+A: :B（配位作用）配位作用）（1）A. .+B. .A: :B（共价结合）共价结合）（2）3 逆过程：逆过程： 当当一一个个共共价价键键离离解解时时，必必须须要要供供给给能能量量（自自由由能能）。反反应应式式（1 1）的的逆逆过过程程称称为为异异裂裂，反反应应式式（2 2）的的逆逆过过程程称称为为均均裂裂。在在均均裂裂时时所所产产生生的的分分子子或或原原子子含含有有一一个个不不配配对对电电子子，这这种种分分子子常常具具有有高高度度化化学学活活性性氧氧化化活活性性。正正因因为为如如此此，它它们们的的寿寿命命也也极极短短暂暂。这这些些可可以以单单独独存存在在的的具具有有一一个个或或几几个个不不配配对对电电子子的的分分子子或或原原子子就就称称为为自自由由基基（freeradical），用用R表表示示，即即在在分分子子式式的的右右上上角角加加一一个个黑黑点点作作为为自自由由基基的的特特征征标标记记，以以表表示示存存在在着着不不配配对对电电子子。根根据据这这个个定定义义，我我们们可可知知道道氯氯原原子子（Cl）、氧氧原原子（子（O: :）和和OH等等都是自由基。都是自由基。4有些自由基即使在室温的溶液中也是稳定的，如有些自由基即使在室温的溶液中也是稳定的，如氧原子（一个稳定的双基）。有些自由基带有负电氧原子（一个稳定的双基）。有些自由基带有负电荷或正电荷，所以叫做荷或正电荷，所以叫做离子自由基或离子基离子自由基或离子基。这种。这种自由基往往又是氧化还原反应的中间产物。在氧化自由基往往又是氧化还原反应的中间产物。在氧化还原反应过程中，中性分子接受一个电子而变成负还原反应过程中，中性分子接受一个电子而变成负离子基，或失去一个电子而成为正离子基。离子基，或失去一个电子而成为正离子基。5二、自由基的产生二、自由基的产生 一一般般而而言言，自自由由基基是是通通过过共共价价键键的的均均裂裂而而产产生生的的，但也可通过电子俘获而产生。但也可通过电子俘获而产生。R+e- - R天天然然存存在在的的自自由由基基一一般般都都是是有有用用的的自自由由基基（如如氧氧原原子子），或或者者是是半半衰衰期期比比较较短短的的自自由由基基（如如氯氯原原子子）。但但是是，由由于于某某些些分分子子，尤尤其其是是共共价价结结合合的的有有机机分分子子吸吸收收外外部部能能量量而而产产生生均均裂裂时时，所所形形成成的的自自由由基基是是非非常常有有害害的的。共共价价分分子子发发生生均均裂裂而而形形成成自自由由基基的的机机制制有有：热热解解、光光解解和和氧氧化化还原反应。还原反应。6(1)(1)热解热解 很很多多化化合合物物，特特别别是是含含有有弱弱键键的的有有机机化化合合物物可可以以发发生生热热均均裂裂反反应应，生生成成活活泼泼的的自自由由基基。典典型型的的例例子子是是热热锅锅炒炒菜菜时时，脂脂肪肪、蛋蛋白白质质和和糖糖类类等等有有机机营营养养物物发发生生的的热热均均裂裂反反应应；抽抽烟烟时时，烟烟草草的的不不完完全全燃燃烧烧也也产生大量的自由基。产生大量的自由基。7(2)(2)光解光解 电电磁磁辐辐射射（可可见见光光、紫紫外外线线、X X射射线线）或或粒粒子子轰轰击击（如如高高能能电电子子）都都可可提提供供使使共共价价键键裂裂解解的的能能量量而而形形成成自自由由基基。如如紫紫外外线线照照射射可可使使水水发发生生均均裂裂而而生生成成羟自由基（羟自由基（OH）: : H2O紫紫外外线线H+OH羟羟自自由由基基可可与与机机体体内内的的有有机机物物发发生生一一系系列列的的氧氧化化还还原原反反应应，导导致致机机体体损损伤伤，突突变变，甚甚至至死死亡亡。这这就就是是紫外线杀菌的原理紫外线杀菌的原理。8（3 3）氧化还原反应）氧化还原反应氧氧化化还还原原反反应应过过程程中中产产生生的的电电子子转转移移也也可可形形成成自自由由基。基。 机机体体的的生生命命活活动动离离不不开开能能量量，这这种种能能量量主主要要由由营营养养物物质质来来提提供供，生生物物体体可可将将营营养养物物氧氧化化还还原原而而自自控控地地提提供供能能量量，这这一一过过程程产产生生了了大大量量的的电电子子，但但是是，电电子子可可通通过过生生物物体体的的电电子子传传递递链链有有序序地地传传递递而而产产生生少少量量的的自自由由基基中中间间产产物物，从从而而避避免免了了大大量量的的自自由由基基对对机机体体本身的伤害。本身的伤害。9 然而，有些时候机体中发生的氧化还原反应也可然而，有些时候机体中发生的氧化还原反应也可产生大量的自由基，因此对机体造成极大的伤害。例产生大量的自由基，因此对机体造成极大的伤害。例如，积食所造成的食物不完全氧化，便秘或宿便所造如，积食所造成的食物不完全氧化，便秘或宿便所造成的食物残渣被机体回收利用等。成的食物残渣被机体回收利用等。10三三、自由基的化学反应、自由基的化学反应（1 1）湮灭反应）湮灭反应 两两 个个 自自 由由 基基 可可 发发 生生 自自 我我 湮湮 灭灭 反反 应应 （ self-annihilation）（）（又称复合反应或复合作用）：又称复合反应或复合作用）：R+ +R R- -R但在正离子基和负离子基之间未见到这种反应但在正离子基和负离子基之间未见到这种反应，因，因为电荷相同时，二者由于静电相斥而发生排斥作用。为电荷相同时，二者由于静电相斥而发生排斥作用。11（2 2）夺氢反应）夺氢反应这这是是非非常常普普遍遍的的自自由由基基反反应应，也也是是自自由由基基致致衰衰老老的主要原因的主要原因。R+A-HR-H+A12夺夺氢氢反反应应在在自自由由基基清清除除剂剂的的反反应应中中也也很很重重要要，如如硫硫醇醇类类有有机机物物（大大蒜蒜、姜姜、葱葱等等具具有有辛辛辣辣味味的的蔬蔬菜菜中中富富有有）含含有有-SH基基团团，在在溶溶液液中中可可与与自自由由基基发发生生包包括括夺氢反应在内的一系列反应：夺氢反应在内的一系列反应：R+X-SHR-H+X-S2X-SX-S-S-X 由由此此可可见见，硫硫醇醇类类有有机机物物在在生生物物系系统统中中是是一一种种有有效的自由基清除剂（详见第三章）。效的自由基清除剂（详见第三章）。13（3 3）耗氧反应）耗氧反应 R+O2RO2RO2+A-HR-OOH+A这个反应是自由基使机体产生老年斑的主要原这个反应是自由基使机体产生老年斑的主要原因。碘、硫和醌类可代替氧发生这个反应。因。碘、硫和醌类可代替氧发生这个反应。14（4 4）歧化反应）歧化反应 有有时时一一个个自自由由基基可可从从另另一一个个自自由由基基的的碳碳上上夺夺取取一一个个质质子子，变变成成安安定定的的化化合合物物，另另一一个个自自由由基基则则变变成成不不饱饱和和化化合合物物，其其结结果果与与复复合合作作用用一一样样，使使自自由由基消灭，以终止自由基反应，例如：基消灭，以终止自由基反应，例如：2CH3-CH2岐岐化化酶酶CH2=CH2+CH3-CH315（5 5）加成反应）加成反应X-C=C-X+RX-C-C-XR16（6 6）链锁反应）链锁反应 有有时时，一一个个自自由由基基的的反反应应产产物物成成为为另另一一个个自自由由基基反反应应的的底底物物，从从而而引引起起一一系系列列的的自自由由基基链链式式反反应应，称称为为自自由由基基的的链链锁锁反反应应。自自由由基基链链式式反反应应包包括括三三个个阶阶段段，即引发、增长和终止阶段。其过程如下：即引发、增长和终止阶段。其过程如下：A-A2A（引发）引发）A+B-CA-B+CC+A-AA-C+A（扩展）扩展）17 从从总总体体来来说说，反反应应起起始始时时，引引发发阶阶段段占占主主导导地地位位，反反应应体体系系中中的的新新生生自自由由基基形形成成许许多多链链的的开开端端，反反应应底底物物的的浓浓度度也也很很高高。这这时时，反反应应体体系系中中以以扩扩展展阶阶段段为为主主体体，如如果果起起始始时时有有n个个引引发发自自由由基基，那那么么在在扩扩展展阶阶段段中中就就有有n条条反反应应链链。当当反反应应到到一一定定阶阶段段后后，体体系系中中的的非非自自由由基基底底物物越越来来越越少少，自自由由基基本本身身相相互互碰碰撞撞的的机机会会也越来越多，于是终止阶段也就到来：也越来越多，于是终止阶段也就到来：18 2AA-A2CC-C（终止）终止）A+CA-C 当当然然，如如果果反反应应体体系系中中从从一一开开始始就就有有抗抗氧氧化化剂剂（自自由由基基清清除除剂剂）存存在在，那那么么它它很很快快就就捕捕捉捉住住由由引引发发产产生生的的自自由由基基，使使反反应应不不能能扩扩展展，从从而而很很快快终终止止了了自自由由基基的链式反应。的链式反应。 抗抗氧氧化化剂剂在在生生产产上上很很重重要要，主主要要有有硫硫、磷磷、酚酚类类、维生素维生素E、维生素维生素C、胡萝卜素等胡萝卜素等。19（7 7）脂类过氧化作用）脂类过氧化作用自由基链锁反应的最好例子是脂类过氧化作用自由基链锁反应的最好例子是脂类过氧化作用。 生生物物膜膜中中含含有有多多种种不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸。如如细细胞胞膜膜、线线粒粒体体膜膜、溶溶酶酶体体膜膜和和内内质质网网膜膜等等，它它们们均均含含有有种种类类繁繁多多的的不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸，其其特特点点是是：当当有有自自由由基基和和氧氧存存在在时时，就就发发生生氧氧化化变变质质，经经常常伴伴有有一一股股难难闻闻的的酸酸败败气气味味，并且使得食物不可口。这是食品过期变质的原理。并且使得食物不可口。这是食品过期变质的原理。20脂脂类类过过氧氧化化作作用用对对于于理理解解自自由由基基对对细细胞胞的的损损伤伤也也是是重要的。重要的。 即即R可可从从不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸分分子子上上夺夺走走氢氢，使使其其变变成成自自由由基基，不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸自自由由基基再再吸吸收收氧氧而而形形成成败败酸酸。败败酸酸再再和和组组织织蛋蛋白白质质结结合合形形成成脂脂褐褐质质，俗俗称称老老年年斑斑，即即动动物物和和人人的的神神经经细细胞胞、心心脏脏、肝肝及及皮皮肤肤在在老老年年时时出出现的点状或弥散状色素沉着。现的点状或弥散状色素沉着。其反应通式如图其反应通式如图1-11-1：21（-CH=CH-CH2-）+RRH+（-CH=CH-HC-）O2（-CH=CH-CH2-）+（-CH=CH-HCO2-）（-CH=CH-CH-）（败败酸酸）O-OH图图1-1老年斑形成过程老年斑形成过程22第二章第二章 活活 性性 氧氧一、氧的毒性一、氧的毒性二、活性氧及其在生物体内的产生二、活性氧及其在生物体内的产生三三、活性氧的毒性、活性氧的毒性23一、氧的毒性一、氧的毒性 大大约约2109年年以以前前，地地球球上上开开始始出出现现氧氧气气，随随着着臭臭氧氧（O3）在在高高空空的的出出现现，以以及及臭臭氧氧和和氧氧把把有有害害的的太太阳阳紫紫外外线线吸吸收收掉掉后后，才才使使较较复复杂杂的的陆陆生生生生物物的的进进化化成成为可能。为可能。 氧氧气气是是地地球球上上一一切切需需氧氧生生物物赖赖以以生生存存的的必必备备条条件件，但但恰恰好好又又是是最最终终导导致致其其衰衰老老或或死死亡亡的的罪罪魁魁祸祸首首。原原因因是氧具有毒性！是氧具有毒性！24 正正常常人人静静脉脉血血中中氧氧的的含含量量为为4040mmHgmmHg，当当氧氧的的浓浓度度增增高高时时，就就会会发发生生中中毒毒现现象象，主主要要表表现现为为慢慢性性中中毒毒。例例如如，19401940年年发发现现许许多多早早产产婴婴儿儿眼眼晶晶体体纤纤维维化化，到到了了19541954年年才才知知道道这这是是由由于于把把早早产产婴婴儿儿放放在在高高氧氧浓浓度度的的育育婴婴箱箱中中造造成成的的。后后来来认认真真控控制制氧氧的的浓浓度度后后，这这种种病病就就不不常常见见了了。高高浓浓度度氧氧常常能能抑抑制制视视网网膜膜血血管管的的生生长长，当当回回复复到到正正常常浓浓度度时时，血血管管就就会会过过分分生生长长，有有时时会会造造成成视视网网膜膜脱脱落落，随随后后失失明明。高高浓浓度度氧氧对对内内分分泌泌也也有有影影响响，使畸胎率增高。使畸胎率增高。25二、活性氧及其在生物体内的产生二、活性氧及其在生物体内的产生 1 1活性氧的定义活性氧的定义 氧氧的的毒毒性性不不是是由由于于氧氧分分子子本本身身的的反反应应能能力力，它它的的反反应应能能力力相相对对来来说说是是微微不不足足道道。氧氧的的毒毒性性是是由由于于氧氧分分子子还还原原成成水水时时产产生生的的许许多多中中间间产产物物，其其中中的的绝绝大大部部分分都都是是自自由由基基，因因此此，把把这这些些中中间间产产物物统统称称为为活活性性氧氧（activeoxygenspecies），即即氧氧分分子子被被还还原原成水时所产生的中间产物的统称。成水时所产生的中间产物的统称。26 活性氧主要包括活性氧主要包括超氧阴离子超氧阴离子O2-（superoxideanion）、）、羟自由基羟自由基OH（hydroxylradical）、）、过氧化氢分子过氧化氢分子H2O2 （hydrogenperoxide）、）、烷氧基烷氧基RO、烷过氧基烷过氧基ROO、氢氢过氧化物过氧化物ROOH和和氧分子氧分子O2本身等等。其中本身等等。其中ROO和和ROOH又称为脂类过氧化物。又称为脂类过氧化物。27氧分子还原成水的全过程如下：氧分子还原成水的全过程如下：O2+e-O2-O2-+e-2H+H2O2H2O2+e-H+OH+H2OOH+e-H+H2O28 2活性氧的产生活性氧的产生 细细胞胞在在正正常常代代谢谢过过程程中中，或或者者受受到到高高能能辐辐射射时时，以以及及由由于于高高压压氧氧，药药物物（抗抗癌癌药药、抗抗生生素素、杀杀虫虫剂剂、麻麻醉醉剂剂等等）代代谢谢、吸吸烟烟和和受受到到光光化化学学空空气气污污染染物物等等作作用用都都能能产产生生活活性性氧氧。有有氧氧代代谢谢条条件件下下都都能产生活性氧。能产生活性氧。29三、活性氧的毒性三、活性氧的毒性 1 1羟自由基的毒性羟自由基的毒性OH非非常常活活泼泼，几几乎乎能能与与活活细细胞胞中中任任何何分分子子发发生生反反应应，且且反反应应速速率率极极快快。能能反反应应的的物物质质遍遍及及糖糖、氨氨基基酸酸、磷脂、核酸和有机酸等。磷脂、核酸和有机酸等。 OH是是最最活活泼泼的的自自由由基基之之一一，在在活活性性氧氧中中也也是是最最活活泼泼的的。它它的的反反应应可可分分为为三三大大类类：夺夺氢氢、加加成成和和电电子子转转移移。其其中中夺夺氢氢和和加加成成反反应应是是OH导导致致生生物物机机体体细细胞损伤、衰老或死亡的重要原因。胞损伤、衰老或死亡的重要原因。30夺氢反应：夺氢反应： OH可可从从醇醇类类上上夺夺走走一一个个氢氢原原子子，并并与与之之结结合合生生成水，使醇碳原子带有一个不成对电子。以乙醇为例：成水，使醇碳原子带有一个不成对电子。以乙醇为例： CH3CH2OH+OHCH3CHOH+H2O两两个个碳碳自自由由基基可可通通过过不不成成对对电电子子构构成成共共价价键键而而生生成成非自由基产物：非自由基产物：CH3CHOH+CH3CHOHCH3CHOHCH3CHOH31OH与与生生物物膜膜上上的的卵卵磷磷脂脂就就是是通通过过夺夺氢氢反反应应产产生生碳碳自自由由基基而而造造成成膜膜损损伤伤的的。当当OH攻攻击击糖糖，例例如如DNA中中的的脱脱氧氧核核糖糖时时，能能产产生生许许多多不不同同的的产产物物，其其中中有有些些具具有有致致突突变变作作用。用。32加成反应：加成反应：OH可可与与DNA中中嘌嘌呤呤或或嘧嘧啶啶的的- -C= =C- -发发生生加加成成反反应应，生生成成嘌嘌呤呤或或嘧嘧啶啶自自由由基基，这这些些自自由由基基再再发发生生一一系系列列的的反反应应，最最终终引引起起DNA链链的的断断裂裂，严严重重损损伤伤DNA，以以至至于于不不能能修修复复，使使细细胞死亡。即使活着也会发生突变（或癌变）。胞死亡。即使活着也会发生突变（或癌变）。33电子转移：电子转移：OH可与无机物或有机物发生电子转移。如：可与无机物或有机物发生电子转移。如：Cl- -+OHCl+OH- -以以上上各各种种反反应应可可见见，OH如如果果在在机机体体内内产产生生，那那么么它它可可以以立立刻刻与与周周围围的的任任何何生生物物分分子子发发生生反反应应，生生成成活活性性各各异异的的次次级级自自由由基基，从从而而导导致致机机体体不不同同程程度度的损伤。的损伤。342 2超氧阴离子的毒性超氧阴离子的毒性O2-是是氧氧分分子子被被还还原原成成水水时时所所产产生生的的第第一一个个活活性性氧氧自自由由基基，其其化化学学反反应应性性质质较较OH弱弱，具具有有双双重重性性质质，既既可可作作为为电电子子供供体体（还还原原剂剂），又又可可作为电子受体（氧化剂）。作为电子受体（氧化剂）。35当当其其作作为为弱弱碱碱起起作作用用时时，可可以以成成为为电电子子供供体体，即即还还原原剂剂，例例如如它它能能还还原原细细胞胞色色素素（一一种种含含血血红红素素的的蛋蛋白白质）和血红蛋白，使血红素中心的质）和血红蛋白，使血红素中心的Fe3+还原成还原成Fe2+： 细细胞胞色色素素C（Fe3+）+O2-O2+细细胞胞色色素素C（Fe2+） 血红蛋白（血红蛋白（Fe3+） +O2-O2+ 血红蛋白（血红蛋白（Fe2+）36当当它它作作为为电电子子受受体体起起作作用用时时，可可以以成成为为弱弱氧氧化化剂剂，能氧化抗坏血酸：能氧化抗坏血酸：维生素维生素C+O2-H+H2O2+维生素维生素C（剧毒）（剧毒）也也能能使使与与NADH结结合合的的酶酶（如如乳乳酸酸脱脱氢氢酶酶）形形成成NAD自由基：自由基：酶酶- -NADH+O2-H+H2O2+酶酶- -NAD37由由此此可可见见，因因光光化化学学和和酶酶反反应应所所产产生生的的O2-能能使使酶酶失失活活、使使红红细细胞胞溶溶血血、杀杀菌菌、使使DNA降降解解和和破破坏坏动动物物细细胞胞等等。此此外外，O2-还还可可与与细细胞胞内内的的过过度度性性金金属属离离子子发发生生反反应应，生生成更活泼的成更活泼的OH。383 3过氧化氢分子的毒性过氧化氢分子的毒性H2O2本本身身的的毒毒性性很很低低，常常温温下下可可自自发发生生成成水水和和氧氧气气。它它是是一一个个弱弱氧氧化化剂剂，常常被被用用作作消消毒毒剂剂，细细菌对它十分敏感，它能使动物细胞损伤。菌对它十分敏感，它能使动物细胞损伤。H2O2能能迅迅速速穿穿过过细细胞胞膜膜，而而O2-不不能能。在在细细胞胞内内的的H2O2能能与与Fe2+或或Cu+等等过过度度性性金金属属离离子子生生成成毒毒性更大的性更大的OH，这是这是H2O2具有毒性的真正原因：具有毒性的真正原因：39Cu+H2O2Cu2+OH+OH-Fe2+H2O2Fe3+OH+OH-当当H2O2与与紫紫外外线线结结合合使使用用时时，对对细细菌菌和和病病毒毒的的杀杀伤伤能能力力比比单单独独使使用用时时强强。这这是是由由于于紫紫外外线线可可使使H2O2发生均裂而生成发生均裂而生成OH的原因：的原因：H2O2紫紫外外线线2OH404 4脂类过氧化物的毒性脂类过氧化物的毒性生生物物膜膜具具有有流流动动性性，这这是是由由于于膜膜脂脂中中含含有有多多种种多多不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的原原因因，其其流流动动性性与与脂脂肪肪酸酸的的不不饱饱和和程程度度有有关关，不不饱饱和和程程度度越越大大，流流动动性性就就越越大大。如如果果多多不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸遭遭到到破破坏坏，则则膜膜的的流流动动性性就就下下降降，这这对对膜膜的的功功能能会会产产生生严严重重的的影影响响，从从而而导导致致严严重重的的疾病，如高血压、冠心病、脑血栓等。疾病，如高血压、冠心病、脑血栓等。41生生物物膜膜的的损损坏坏往往往往是是由由于于自自由由基基攻攻击击膜膜脂脂，使使其其形形成成过过氧氧化化物物而而致致的的。脂脂类类过过氧氧化化物物的的形形成成破破坏坏了了生生物物膜膜的的流流动动性性，导导致致细细胞胞损损伤伤、衰衰老老或或死死亡亡。脂脂类类过过氧氧化化物物可可使使红红细细胞胞膜膜失失去去变变形形能能力力，不不再再能能挤挤过过微微血血管管，导导致致溶溶血血，从从而而产产生生尿尿血血症症。脂脂类类过过氧氧化化物物进进一一步步和和组组织织蛋蛋白白相相结结合合、沉沉积积，可可导导致致功功能能蛋蛋白白失失活活、形形成成老老年年斑斑或或产产生生肿肿瘤瘤等等。脂脂类类过过氧氧化化物物本本身身还还具具有有致致癌癌作作用用，经经常常食食用用含含有有脂脂类类过过氧氧化化物物的的食食品品可可导导致致食管癌或肠道癌的发病机率增大。食管癌或肠道癌的发病机率增大。42第三章第三章 自自 由由 基基 清清 除除 剂剂一、定义一、定义二、天然的自由基清除剂二、天然的自由基清除剂三三、外源性自由基清除剂外源性自由基清除剂食品中的抗氧化剂食品中的抗氧化剂四、中药的自由基清除作用四、中药的自由基清除作用五、常见水果蔬菜中的抗氧化能力五、常见水果蔬菜中的抗氧化能力六、活性氧的清除六、活性氧的清除43一、定义一、定义自自由由基基对对生生物物膜膜和和其其它它组组织织都都有有损损伤伤作作用用，自自由由基基也也会会引引起起一一系系列列病病理理过过程程，因因此此有有机机体体在在长长期期进进化化过过程程中中必必然然产产生生一一些些物物质质能能清清除除体体内内的的自自 由由 基基 ， 这这 些些 物物 质质 就就 统统 称称 为为 自自 由由 基基 清清 除除 剂剂（scavenger）。）。44 自自由由基基清清除除剂剂与与抗抗氧氧化化剂剂密密切切相相关关，在在某某种种程程度度上上属属于于同同义义词词，在在最最广广泛泛的的意意义义上上，抗抗氧氧化化剂剂能能抑抑制制各各种种物物质质的的氧氧化化变变性性，例例如如食食物物中中的的不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的酸酸败败过过程程，这这种种氧氧化化性性变变质质反反应应包包括括自自由由基基链链锁锁反反应应的的各各个个阶阶段段，即即自自由由基基引引发发阶阶段段、扩扩展展阶阶段段和和终终止止阶阶段段，抗抗氧氧化化剂剂能能降降低低链链锁锁反反应应中中扩扩展展阶阶段段的的效效率率，这这是是通通过过它它的的清清除除作作用用降降低低活活泼泼的的自自由由基基中中间间体体的的浓浓度度而而实实现现的的，因因此此这这里里的的抗抗氧氧化化剂剂是是名名副副其其实实的的自自由由基基清除剂。清除剂。45但但有有时时，有有些些抗抗氧氧化化剂剂是是通通过过清清除除自自由由基基引引发发剂剂来来起起作作用用的的，例例如如清清除除某某些些能能引引发发自自由由基基的的金金属属离离子子（如如Fe2+或或Cu+）来来达达到到目目的的。从从这这个个意意义义上上讲讲，抗抗氧氧化化剂剂就就不不属属于于真真正正的的自自由由基基清清除除剂剂了了，但但它它却却直直接接阻阻止止了了自自由由基基的的产产生生，达达到到清清除除自自由由基基的的目目的的。因因此此，广广义义上上讲讲，凡凡具具有有直直接接清清除除自自由由基基的的作作用用，或或者者具具有有阻阻止止自自由由基基产产生生的的作作用用的的一一切切物物质质都都称称为为自自由由基基清清除除剂。剂。46二、天然的自由基清除剂二、天然的自由基清除剂动动植植物物组组织织中中有有许许多多物物质质起起自自由由基基清清除除剂剂的的作作用用，但但是是往往往往在在正正常常生生理理浓浓度度时时不不起起作作用用。这这些些物物质质可可分分为为水水溶溶性性和和脂脂溶溶性性两两大大类。类。471 1水溶性清除剂水溶性清除剂 维生素维生素C(VitC) 又又称称抗抗坏坏血血酸酸，水水溶溶性性，它它是是一一个个温温和和的的还还原原剂剂，在在体体内内能能有有效效抑抑制制脂脂类类过过氧氧化化作作用用。其其生生理理功功能能主主要要是是抗抗氧氧化化和和抗抗坏坏血血，具具有有抗抗辐辐射射、抗抗癌癌和和抗抗衰衰老老等等作作用用。VitC广广泛泛存存在在于于各各种种蔬蔬菜菜和和水水果果中中，其中含量最丰富的是芒果和橙子。其中含量最丰富的是芒果和橙子。48 抗抗坏坏血血酸酸在在空空氧氧中中易易被被氧氧化化，尤尤其其有有过过渡渡性性金金属属离离子子存存在在时时（例例如如：CuCu+ +、FeFe2+2+），但但在在整整体体或或水水溶溶液液中中不不易易被被破破坏坏。由由于于VitCVitC具具有有自自由由基基清清除除剂剂的的作作用用，所所以以常常被被加加入入食食物物中中以以防防止止氧氧化化性性变变质质。但但需需要要注注意意的的是是，外外源源维维生生素素C C不不能能过过量量摄摄入入，否否则则会会引引起起中中毒毒。因为：因为：VitC（大量）大量）+O2-H+、Fe2+/Cu+H2O2+VitC（剧毒）（剧毒）49 含硫化合物含硫化合物 含含硫硫化化合合物物包包括括组组织织中中的的谷谷胱胱甘甘肽肽（GSHGSH）、麦麦角角硫硫因因、半半胱胱氨氨酸酸以以及及葱葱和和大大蒜蒜中中的的含含硫硫活活性性成成分分，通通式式为为R Rn n-SH-SH。它它们们都都是是有有名名的的自自由由基基清清除除剂剂。其其中中有有些些具具有有较较高高的的防防辐辐射射能能力力，如如GSHGSH和和半胱氨酸。半胱氨酸。50 GSH是是一一种种由由谷谷氨氨酸酸、半半胱胱氨氨酸酸和和甘甘氨氨酸酸缩缩合合而而成成的的小小分分子子肽肽，具具有有很很强强的的还还原原活活性性，广广泛泛存存在在于于各各种种动动物物组组织织中中，是是机机体体中中的的主主要要还还原原力力，是是细细胞胞的的必必要要成成分分之之一一，因因此此它它是是维维持持生生命命所所绝绝对对必必需需的的。其其主主要要功功能能是是给给机机体体提提供供还还原原力力，保保护护机机体体其其它它重重要要组组织织或或成成分分免免受受自自由由基基的的氧氧化化。许许多多蔬蔬菜菜和和嫩嫩芽芽中中都都含含有有丰丰富富的的含含硫硫化化合合物物。在在正正常常情情况况下下，机体本身可合成生理水平的机体本身可合成生理水平的GSH。51 Rn-SH可可通通过过给给氢氢过过程程而而抑抑制制自自由由基基扩扩展反应：展反应：Rn-SH+RRn-S+R-H而新形成的自由基而新形成的自由基Rn-S却不能催化链锁反应：却不能催化链锁反应：2Rn-SRn-S-S-Rn52 2脂溶性清除剂脂溶性清除剂天天然然的的脂脂溶溶性性清清除除剂剂主主要要有有：维维生生素素E、维维生生素素A、胡萝卜素类和泛醌。胡萝卜素类和泛醌。维生素维生素E（VitE）又又称称生生育育酚酚，其其主主要要生生理理功功能能是是抗抗衰衰老老和和抗抗不不育育。蜂蜂蜜蜜、鸡鸡肉肉、蘑蘑菇菇、香香蕉蕉、花花生生和和木木瓜瓜中中广广泛泛含含有有。VitE的的缺缺乏乏可可引引起起皮皮肤肤癌癌和和乳乳腺腺癌癌，甚甚至至导导致致孕孕妇妇流产。流产。53 VitE是是脂脂溶溶性性的的，可可有有效效清清除除膜膜内内过过氧氧化化脂脂类类自自由由基基。而而VitC是是水水溶溶性性的的，存存在在于于细细胞胞外外液液和和细细胞胞质质中中，起起电电子子传传递递的的作作用用，主主要要清清除除细细胞胞外外液液和和细细胞胞质质内内的的自自由由基基。两两种种维维生生素素密密切切配配合合，有有效效地地清清除除细细胞胞内内外外的的自自由由基基，抑抑制制了了细细胞胞中中的的脂类过氧化作用，维持其正常生理状态。脂类过氧化作用，维持其正常生理状态。54必必须须指指出出的的是是，尽尽管管整整体体的的动动物物实实验验已已经经证证明明了了VitE和和VitC是是一一种种重重要要的的自自由由基基清清除除剂剂，但但在在生生理理浓浓度度的的人人体体离离体体试试验验时时未未发发现现其其保保护护作作用用。因因此此，在在商商业业上上把把维维生生素素E加加到到面面部部化化妆妆品品中中和和作作为为抗抗衰衰老老药药物物使用，其效果是值得怀疑的。使用，其效果是值得怀疑的。55 泛醌类泛醌类泛泛醌醌是是哺哺乳乳动动物物肝肝线线粒粒体体呼呼吸吸链链中中组组成成之之一一，具具有有抗抗氧氧化化作作用用，能能有有效效防防止止因因氧氧化化代代谢谢所所产产生生的的自自由由基基对对细细胞胞膜膜不不饱饱和和脂肪酸的攻击。脂肪酸的攻击。56 维生素维生素A（VitA）存存在在于于谷谷物物及及其其皮皮中中，其其生生理理功功能能与与上上皮皮组组织织的的发发育育有有关关，具具有有抗抗氧氧化化和和保保护护视视力力作作用用。VitA的的缺缺乏乏可可导导致致上上皮皮细细胞胞角角质化，皮肤变得粗糙、干燥，甚至衰老。质化，皮肤变得粗糙、干燥，甚至衰老。57 胡萝卜素类胡萝卜素类胡胡萝萝卜卜素素广广泛泛存存在在于于萝萝卜卜、胡胡萝萝卜卜和和多多种种海海藻藻中中，具具有有很很强强的的抗抗氧氧化化能能力力。-胡胡萝萝卜卜素素由由2个个VitA分分子子单单体体构构成成，裂裂解解后后可可获获得得2分分子子VitA。-胡胡萝萝卜卜素素可可有有效效清清除除由由光光辐辐射射产产生生的的OH自自由由基基，因因此此具具有有保护视力和抗衰老的功效。保护视力和抗衰老的功效。58三、外源性自由基清除剂三、外源性自由基清除剂食品中的抗氧化剂食品中的抗氧化剂 罐罐头头食食品品中中常常加加入入低低浓浓度度的的丁丁化化羟羟基基甲甲苯苯，没没食食子子丙丙酯酯或或乙乙氧氧基基喹喹作作为为抗抗氧氧化化剂剂（或或防防腐腐剂剂），以以防防止止食食物物的的氧氧化化性性变变质质（主主要要是是清清除除自自由由基基或或阻阻断其引发反应，抑制脂类过氧化作用）。断其引发反应，抑制脂类过氧化作用）。在在食食品品管管理理法法中中对对这这些些添添加加剂剂的的用用量量控控制制都都有有严严格格规规定定，这这样样可可避避免免其其有有害害作作用用。例例如如：在在苹苹果果和李的保存中，乙氧基喹的最高允许量为和李的保存中，乙氧基喹的最高允许量为3ppm。59食食品品保保存存中中所所用用的的抗抗氧氧化化剂剂（AH2）主主要要都都是是通通过过供供氢氢来来发发挥挥作作用用的的。AH2对对脂脂类类过过氧氧化化作作用用的的抑抑制制是是由由于于过过氧氧化化自自由由基基从从抗抗氧氧化化剂剂得得到到氢氢而而消消灭灭了自由基本身。其作用机理如下：了自由基本身。其作用机理如下：R-O-O+AH2R-OOH+AH2AHAH2+AR-O-O+AHR-OOH+A60四、中药的自由基清除作用四、中药的自由基清除作用近近年年来来发发现现许许多多中中药药具具有有清清除除自自由由基基的的作作用用，如如甘甘草草能能清清除除O2-，具具有有抗抗脂脂类类过过氧氧化化的的作作用用；柚柚皮皮有有很很强强的的抗抗氧氧化化能能力力；五五味味子子和和女女贞贞子子具具有有保保肝肝护肝作用等等。护肝作用等等。以以酒酒精精为为例例，当当它它进进入入血血液液后后，可可被被活活性性氧氧氧氧化成乙醇自由基，其过程如下：化成乙醇自由基，其过程如下：61CH3CH2OH+OHCH3CHOH 当当乙乙醇醇自自由由基基进进入入到到肝肝脏脏时时，能能迅迅速速诱诱发发生生物物膜膜脂脂类类过过氧氧化化作作用用，或或与与肝肝细细胞胞的的大大分分子子如如蛋蛋白白质质和和脂脂类类进进行行共共价价结结合合，破破坏坏膜膜结结构构和和功功能能的的完完整整性性，导导致致肝肝细细胞胞坏坏死死，胞胞浆浆中中可可溶溶性性酶酶释释放放入入血血液液，使使血血清清中中转转氨氨酶酶升升高高。中中药药五五味味子子和和女女贞贞子子能能迅迅速速清清除除血血液液和和肝肝脏脏中中的的乙乙醇醇自自由由基基，因因此此具具有有保保肝肝护护肝肝作用。作用。62五、常见水果蔬菜中的抗氧化能力五、常见水果蔬菜中的抗氧化能力我我们们日日常常生生活活食食用用的的许许多多水水果果和和蔬蔬菜菜都都具具有有一一定的自由基清除作用，简要介绍如下：定的自由基清除作用，简要介绍如下：（1）未未经经煮煮沸沸的的豆豆角角、韭韭菜菜、茄茄子子、香香蕉蕉、油油菜菜、土土豆豆和和四四季季豆豆汁汁的的抗抗氧氧化化力力强强，一一经经煮煮沸沸则则效效果果减弱；减弱；63（2）黄黄瓜瓜、葡葡萄萄和和番番茄茄汁汁经经煮煮沸沸后后，效效果果反反而而增强；增强；（3）陈陈皮皮、大大枣枣、山山楂楂、生生姜姜、大大蒜蒜和和茶茶叶叶的的水提物有较强的抗氧化作用；水提物有较强的抗氧化作用；（4）在在以以下下7种种常常见见的的蔬蔬菜菜和和水水果果汁汁中中，抗抗氧氧化化能能力力的的大大小小依依次次为为：茄茄子子汁汁豆豆角角汁汁青青椒椒汁汁黄黄瓜瓜汁汁（煮煮沸沸）葡葡萄萄汁汁（煮煮沸沸）番番茄茄汁汁桃汁。桃汁。64六、活性氧的清除六、活性氧的清除需需氧氧生生物物时时刻刻不不停停地地利利用用氧氧气气进进行行呼呼吸吸代代谢谢，而而氧氧分分子子被被还还原原成成水水的的过过程程中中产产生生了了大大量量的的活活性性氧氧自自由由基基，反反过过来来对对机机体体本本身身又又造造成成致致命命的的伤伤害害。需需氧氧生生物物一一面面需需氧氧，同同时时又又受受到到氧氧的损伤，机体如何解决这一矛盾呢？的损伤，机体如何解决这一矛盾呢？65所所幸幸的的是是，为为了了维维持持正正常常的的生生命命活活动动，需需氧氧生生物物在在漫漫长长的的生生物物进进化化过过程程中中已已演演化化出出一一整整套套完完整整的的能能迅迅速速清清除除因因氧氧的的代代谢谢而而产产生生的的活活性性氧氧系系统统，即即活活性性氧氧清清除除酶酶系系统统。主主要要由由超超氧氧化化物物岐岐化化酶酶（SOD）、过过氧氧化化氢氢酶酶（CAT）、谷谷胱甘肽（胱甘肽（GSH）和谷胱甘肽过氧化酶（和谷胱甘肽过氧化酶（GP）组成。组成。SOD能能清清除除O2-，同同时时生生成成H2O2。H2O2又又可可被被CAT清清除除，生生成成H2O和和O2。除除CAT外外，GP也也可可清清除除H2O2，而而且且还还可清除脂类过氧化自由基可清除脂类过氧化自由基RO2及及ROOH（ROOH）。）。66活性氧的清除机制如下活性氧的清除机制如下 ：O2-+O2-SODH2O2+O2H2O2H2O+O2R-OOH+GSHGPR-OH+GSSG+H2OCATGP67第四章第四章自由基的生理功能自由基的生理功能 一、吞噬作用一、吞噬作用二、凝血作用二、凝血作用三、生殖过程三、生殖过程四、肝脏的解毒作用四、肝脏的解毒作用五、果实的成熟和植物组织创伤的影响五、果实的成熟和植物组织创伤的影响六、其它六、其它68生生物物机机体体内内各各种种不不同同的的自自由由基基的的产产生生和和清清除除应应处处于于动动态态平平衡衡之之间间。自自由由基基过过多多或或不不足足都都对对机机体体不不利利。自自由由基基产产生生过过多多或或清清除除过过慢慢固固然然会会促促进进机机体体衰衰老老，引引起起各各种种疾疾病病。如如果果生生物物机机体体不不能能维维持持一一定定量量的的自自由由基基水水平平，也也会会给给生生命命活活动动带带来来不不利利影影响响，甚甚至至不不能能进进行行正正常常的的代代谢谢活活动动，或或者者发发生生另另外外一一些些类类型型的的疾疾病病。因因此此认认为为自自由由基基总总是是对对机机体体有有害害的的观观念念是是错错误误的的。本本章章主主要要阐阐述述一一些些自自由由基基对对生生物物机机体体有有益的方面，即自由基的生理功能。益的方面，即自由基的生理功能。69一、吞噬作用一、吞噬作用动动物物细细胞胞的的白白细细胞胞碰碰到到细细菌菌及及其其它它微微生生物物时时会会把把它它们们包包围围起起来来并并吞吞入入细细胞胞内内，这这一一过过程程称称为为吞吞噬噬作作用用（phagocytosis）。机机体体受受病病毒毒或或病病菌菌入入侵侵后后，就就会会发发炎炎。在在发发炎炎的的晚晚期期，单单核核白白细胞（成熟白细胞的前体）就进入发炎区。细胞（成熟白细胞的前体）就进入发炎区。70它它们们的的代代谢谢率率和和吞吞噬噬功功能能原原来来都都比比较较小小，但但一一旦旦进进入入发发炎炎区区后后，这这些些单单核核白白细细胞胞就就会会受受到到病病菌菌的的刺刺激激而而变变成成巨巨噬噬细细胞胞（成成熟熟白白细细胞胞的的一一种种）。这这时时，巨巨噬噬细细胞胞的的代代谢谢率率和和吞吞噬噬功功能能都都大大大大地增加，从而能大量地吞噬病菌。地增加，从而能大量地吞噬病菌。71 吞吞噬噬作作用用的的整整个个过过程程为为：当当病病菌菌碰碰到到巨巨噬噬细细胞胞时时，细细胞胞膜膜首首先先凹凹陷陷，然然后后把把整整个个病病菌菌包包围围，并并形形成成吞吞噬噬体体转转移移入入细细胞胞质质内内，这这样样细细胞胞膜膜的的外外表表面面就就成成了了吞吞噬噬体体的的内内表表面面。此此时时，巨巨噬噬细细胞胞就就象象整整个个生生命命机机体体消消化化食食物物一一样样，对对吞吞噬噬体体进进行行彻彻底底的的消消化化作作用用，这这种种消消化化作作用用需需要要消消耗耗大大量量的的O2，这一现象称为呼吸爆发（这一现象称为呼吸爆发（respiratoryburst）。）。72巨巨噬噬细细胞胞消消耗耗氧氧的的同同时时可可在在其其胞胞内内产产生生大大量量的的活活性性氧氧自自由由基基，从从而而达达到到对对病病菌菌的的杀杀灭灭作作用用。当当然然，大大量量的的活活性性氧氧自自由由基基对对巨巨噬噬细细胞胞本本身身也也是是致致命命的的，因因此此，这这一一过过程程也也是是巨巨噬噬细细胞胞（严严格格来来说说，应应当当是是白白细细胞胞）自自杀杀性性的的行为。这就是发炎部位往往化脓的原因。行为。这就是发炎部位往往化脓的原因。73二、凝血作用二、凝血作用凝凝血血酶酶原原是是凝凝血血酶酶的的前前体体。凝凝血血酶酶可可激激活活血血中中的的纤纤维维蛋蛋白白原原形形成成纤纤维维蛋蛋白白，因因而而在在凝凝血血过过程程中中起起作作用。用。凝凝血血酶酶原原又又是是它它的的前前体体凝凝血血酶酶原原前前体体在在超超氧氧阴阴离离子子的的氧氧化化作作用用下下才才生生成成凝凝血血酶酶原原的的。在在生生成成凝凝血血酶酶原时，维生素原时，维生素K是必不可少的因子。是必不可少的因子。74凝血过程的作用机制如下：凝血过程的作用机制如下：维生素维生素K维维生生素素K还还原原酶酶维生素维生素K半醌半醌维维生生素素K半半醌醌+O2维维生生素素K还还氧氧化化物物+O2-凝血酶原前体凝血酶原前体超超氧氧阴阴离离子子凝血酶原凝血酶原超超氧氧阴阴离离子子凝血酶凝血酶纤维蛋白原纤维蛋白原凝凝血血酶酶纤维蛋白纤维蛋白（网状交联：（网状交联：凝血凝血）75三、生殖过程三、生殖过程1受精作用受精作用受受精精作作用用是是一一个个与与活活性性氧氧有有关关的的有有趣趣现现象象，其其一一系系列列的的变变化化与与吞吞噬噬作作用用所所引引起起的的变变化化很很相相似似。当当受受精精作作用用进进行行时时，就就会会诱诱导导氧氧消消耗耗的的突突发发并并在在卵卵表表面面立立即即形形成成一一层层受受精精膜膜，该该膜膜含含有有大大量量交交联联的的过过氧氧化化物物。膜膜的的形形成成可可阻阻止更多精子的进入，即排除多精受精现象。止更多精子的进入，即排除多精受精现象。76交交联联是是由由存存在在于于卵卵子子中中的的卵卵过过氧氧化化物物酶酶催催化化完完成成的的。大大部部分分额额外外吸吸收收的的氧氧被被用用来来生生产产上上述述反反应应所所需需的的过过氧氧化化氢氢。因因此此，这这种种“呼呼吸吸爆爆发发”具具有有另另一一种种不不同同的目的。受精膜的形成机制如下：的目的。受精膜的形成机制如下：2R-H+O2过过氧氧化化物物酶酶2R+H2O22R+H2O2过过氧氧化化物酶物酶2R-OOH772精子的激活精子的激活人人的的精精液液（碱碱性性）具具有有SOD酶酶活活性性，它它与与精精子子的的活活动动能能力力有有直直接接关关系系，同同时时具具有有保保护护精精子子免免受受脂脂类类过过氧氧化化作作用用。由由于于SOD酶酶的的存存在在，因因此此正正常常情情况下，精子的游动能力相对较弱。况下，精子的游动能力相对较弱。78当当精精液液进进入入女女性性的的生生殖殖道道时时，SOD酶酶在在生生殖殖道道的的酸酸性性环环境境中中失失活活，精精子子受受到到一一定定程程度度的的脂脂类类过过氧氧化化作作用用，此此时时精精子子的的活活动动能能力力加加强强，游游动动速速度度加加快快，从从而而增增加加其其受受精精机机率率的的作作用用，这这一一过过程程称称为为精精子子的的激激活活。精精子子被被激激活活后后，可可继继续续沿沿着着输输卵卵管管向向卵卵巢巢方方向向快快速速游游动动，直直到到受受精精为为止止。然然后后受受精精卵卵顺顺着着输输卵卵管管回回到到子子宫宫里里定定居居，继继续续进进行行胚胚胎胎发发育。这一过程称为育。这一过程称为“着床着床”。79四、肝脏的解毒作用四、肝脏的解毒作用 解解毒毒作作用用实实际际上上是是肝肝细细胞胞中中的的细细胞胞色色素素p450催催化化的的各各类类“外外来来物物质质”的的羟羟化化作作用用。“外外来来物物质质”可可包包括括许许多多不不同同种种类类的的东东西西，从从药药物物到到毒毒物物，如如各各种种药药物物、抗抗生生素素、脂脂肪肪酸酸，各各种种致致癌癌物物质质，各各种种麻麻醉醉剂剂、杀杀虫虫剂剂、除除草草剂剂、烷烷烃烃系系列列石石油油产产品品及及其其燃燃烧烧产产物物等等等等。这这些些“外外来来物物质质”在在一一定定剂剂量量内内可可被被羟羟化化而而排排出出体体外外，即即被被解解毒毒。因因剂剂量量过过大大使使机机体体忍忍受不住，就会中毒。受不住，就会中毒。80机机体体对对“外外来来物物质质”的的解解毒毒作作用用主主要要在在肝肝细细胞胞中中进进行行，该该过过程程需需要要超超氧氧阴阴离离子子的的参参与与。其其解解毒毒过过程如下：程如下：p4503+底物（底物（S）p4503+-Sp4502+-S+O2S-OHH2O2H+p4503+-SOHp4503+-S图图4-1 4-1 肝脏的解毒过程肝脏的解毒过程H+O2-81五、果实的成熟和植物组织创伤的影响五、果实的成熟和植物组织创伤的影响1果实的成熟和老化果实的成熟和老化果果实实的的成成熟熟和和老老化化是是一一个个严严格格控控制制氧氧化化的的过过程程。在在成成熟熟过过程程中中，水水果果或或果果实实中中的的游游离离-SH基基团团降降低低，同同时时大大量量积积累累了了H2O2和和脂脂类类过过氧氧化化物物。由由此此可可见见，成成熟熟过过程程可可用用增增加加水水果中果中H2O2的含量的处理方法来进行催熟。的含量的处理方法来进行催熟。822植物对创伤的植物对创伤的“响应响应”植植物物组组织织中中含含有有几几种种特特殊殊的的氧氧化化酶酶类类，当当组组织织受受伤伤时时，这这些些酶酶被被释释放放出出来来，在在氧氧的的作作用用下下，氧氧化化酶酶对对受受伤伤部部位位组组织织的的不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸进进行行过过氧氧化化作作用用，使它变成脂类过氧化物及其降解产物使它变成脂类过氧化物及其降解产物醛类物质。醛类物质。植植物物组组织织受受破破坏坏形形成成的的脂脂类类过过氧氧化化物物和和醛醛类类物物质质在在杀杀死死企企图图进进入入伤伤口口的的细细菌菌和和真真菌菌方方面面起起着着重重要要作作用。用。83六、其它六、其它自自由由基基的的生生理理功功能能还还有有许许多多方方面面，如如前前列列腺腺素素的的的的合合成成，木木脂脂素素的的形形成成与与毁毁坏坏，植植物的光合作用等。物的光合作用等。84第五章第五章缺血重灌流缺血重灌流自由基对自由基对组织的损伤组织的损伤一、缺血重灌流的活性氧自由基产生机制一、缺血重灌流的活性氧自由基产生机制二、缺血时间与重灌流的组织损伤效应二、缺血时间与重灌流的组织损伤效应三、缺血重灌流对组织器官的损伤（实例）三、缺血重灌流对组织器官的损伤（实例）85缺缺血血引引起起的的组组织织损损伤伤是是致致死死性性疾疾病病的的主主要要原原因因，例例如如冠冠状状动动脉脉病病和和中中风风。但但有有许许多多证证据据说说明明仅仅仅仅缺缺血血还还不不足足以以导导致致组组织织损损伤伤，只只有有在在一一段段时时间间后后，血血流流又又突突然然恢恢复复（即即重重灌灌流流）时时才才出出现现损损伤伤。缺缺血血组组织织重重灌灌流流时时所所造造成成的的微微血血管管和和实实质质器器官官的的损损伤伤主主要要是是由由活活性性氧氧起起作作用用的的，这这在在多多种种器器官官的的损损伤伤中中已已得得到到证证实实。如如在在创创伤伤性性休休克克、外外科科手手术术、器器官官移移植植、烧烧伤伤、冻冻伤伤和和血血栓栓等等血血液液循循环环障碍时都出现缺血障碍时都出现缺血重灌流损伤。重灌流损伤。86一、缺血重灌流的活性氧自由基产生机制一、缺血重灌流的活性氧自由基产生机制黄黄嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶是是缺缺血血重重灌灌流流时时活活性性氧氧自自由由基基产生的主要原因。它存在于机体的各种组织中。产生的主要原因。它存在于机体的各种组织中。机机体体在在正正常常情情况况下下所所摄摄取取的的食食物物一一般般不不能能直直接接提提供供能能量量，其其中中一一部部分分能能量量直直接接转转化化为为热热能能，以以维维持持我我们们机机体体的的正正常常体体温温，另另外外一一部部分分则则转转化化为为生生物物能能，然然后后以以生生物物能能的的形形式式向向各各组组织织提提供所需的能量，以维持机体的正常生理功能。供所需的能量，以维持机体的正常生理功能。87这这种种能能量量的的转转化化方方式式需需要要一一种种能能量量的的中中转转载载体体，即即ATP（三三磷磷酸酸腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷，简简称称三三磷磷酸酸腺腺苷苷）。其供能方式如下：其供能方式如下：ATP有有氧氧ADP+Pi+能量能量当当机机体体缺缺血血时时，缺缺血血的的组组织织处处于于临临时时缺缺氧氧状状态态，此时此时ATP的供能方式为：的供能方式为：ATP缺氧缺氧AMP+能量能量缺氧缺氧腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷缺氧缺氧次黄嘌呤核苷次黄嘌呤核苷缺氧缺氧次黄嘌呤次黄嘌呤88由由此此可可见见，机机体体缺缺血血时时组组织织中中就就会会积积累累大大量量的的次次黄黄嘌嘌呤呤。当当血血液液恢恢复复供供应应时时（即即重重灌灌流流），氧氧分分子子重重新新进进入入组组织织，与与组组织织中中积积累累的的次次黄黄嘌嘌呤呤和和黄黄嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶发发生生反反应应，生生成成大大量量的的活活性性氧氧O2-、H2O2和和OH。这这些些具具有有细细胞胞毒毒性性的的自自由由基基或或活活性性氧氧使使细细胞胞膜膜脂脂类类过过氧氧化化，使使组组织织中中的的透透明明质质酸酸和和胶胶原原蛋蛋白白降降解解，改改变变了了细细胞胞的的结结构构和和功功能能，造造成组织损伤。其全过程如下图所示：成组织损伤。其全过程如下图所示：89ATP组织损伤组织损伤AMPLOOH腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷OH次黄嘌呤核苷次黄嘌呤核苷Fe2+次黄嘌呤次黄嘌呤黄黄嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶尿酸尿酸+O2-+H2O2重重灌灌流流图图5-1缺血重灌流导致组织损伤示意图缺血重灌流导致组织损伤示意图LH缺缺血血90二、缺血时间与重灌流的组织损伤效应二、缺血时间与重灌流的组织损伤效应由由图图5-1可可以以看看出出，缺缺血血重重灌灌流流时时活活性性氧氧自自由由基基的的产产生生与与组组织织中中积积累累的的次次黄黄嘌嘌呤呤有有关关。即即活活性性氧氧自自由由基基主主要要由由组组织织中中积积累累的的次次黄黄嘌嘌呤呤和和黄黄嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶在在有有氧氧情情况况下下发发生生反反应应生生成成，而而次次黄黄嘌嘌呤呤是是缺缺血血时时组组织织中中的的ATP代代谢谢形形成成并并积积累累在组织中的。在组织中的。91因因此此，组组织织缺缺血血时时间间越越长长，所所积积累累的的次次黄黄嘌嘌呤呤就就越越多多，当当血血液液重重新新供供应应时时，生生成成的的活活性性氧氧自自由由基基也也就就越越多多，对对组组织织的的损损伤伤程程度度就就越越大大。所所以以，组组织织的的损损伤伤程程度度与与其其缺缺血血时时间间成成正正比比。当当然然，当当组组织织长长时时间间缺缺血血时时，因因为为细细胞胞得得不不到到氧氧气气而而死死亡亡，从从而而导导致致组组织织或或器器官官的的坏坏死死，这这就就谈谈不不上上自自由由基基的损伤了。的损伤了。92三、缺血重灌流对组织器官的损伤（实例）三、缺血重灌流对组织器官的损伤（实例）1 1小肠和胃小肠和胃 例例：剧剧烈烈运运动动后后喝喝冷冷饮饮，空空腹腹饮饮酒酒或或饥饥饿饿后后暴暴饮饮等等，均均可可导导致致小小肠肠和和胃胃的的缺缺血血重重灌灌流流损损伤伤（慢性损伤）。（慢性损伤）。2 2脑脑 例例：饭饭后后立立即即冲冲凉凉，中中风风（急急性性损损伤伤），低低血糖等。血糖等。933 3心脏心脏 例例：冠冠心心病病、心心肌肌梗梗塞塞、血血管管硬硬化化、心心力力衰衰竭等（急性损伤）。竭等（急性损伤）。4皮肤皮肤 最最典典型型的的例例子子是是烧烧伤伤（急急性性损损伤伤）。皮皮肤肤移移植等。植等。945 5肌肉肌肉 人人在在剧剧烈烈运运动动后后会会感感到到肌肌肉肉酸酸痛痛，即即疲疲劳劳。当当注注射射SODSOD后后，疲疲劳劳症症状状就就会会减减轻轻或或消消除除。原原因因是是运运动动过过程程中中肌肌肉肉处处于于暂暂时时缺缺氧氧状状态态，当当停停止止运运动动时时，供供氧氧得得到到恢恢复复，这这是是一一种种典典型型的的缺缺血血重重灌灌流流，此此过过程程中中产产生生大大量量的的活活性性氧氧自自由由基基会会损损伤伤肌肌肉肉，导导致致肌肌肉肉酸酸痛痛。由由于于SODSOD是是活活性性氧氧的的有有效效清清除除剂剂，因因此注射此注射SODSOD后可减轻运动后的疲劳症状。后可减轻运动后的疲劳症状。95由由此此可可见见，在在大大运运动动量量时时，如如及及时时供供给给维维生生素素E、GSH或或SOD等等抗抗氧氧化化剂剂可可能能解解除除疲疲劳劳或或损损伤伤。这这对对军军事事和和体体育育运运动的适宜运动量提出了质疑。动的适宜运动量提出了质疑。966 6肺肺 例例：高高原原缺缺氧氧和和肺肺气气肿肿。肺肺气气肿肿的的特特点点是是支支气气管管和和肺肺泡泡管管的的破破坏坏，肺肺泡泡面面积缩小，导致气体交换困难，血氧过少。积缩小，导致气体交换困难，血氧过少。977 7眼眼眼眼是是动动物物唯唯一一的的光光感感受受器器，它它直直接接暴暴露露于于光光和和氧氧气气中中，按按理理最最易易产产生生光光氧氧化化反反应应，也也最最易易遭遭受受到到氧氧化化性性损损伤伤。但但事事实实并并非非如如此此，这这与与眼眼晶晶状状体体的的生生物物化化学学特特征征有有关关。1 1、晶晶状状体体无无直直接接的的血血液液供供应应，因因此此氧氧的的浓浓度度极极低低；2 2、晶晶状状体体无无线线粒粒体体，所所以不能通过氧化而自行产生活性氧自由基；以不能通过氧化而自行产生活性氧自由基；983、晶晶状状体体具具有有高高浓浓度度GSH，前前房房液液中中含含有有高高浓浓度度抗抗坏坏血血酸酸。以以上上三三点点使使得得眼眼中中氧氧化化性性代代谢谢产产物物既既难难于于生生成成，也也难难于于积积累累。只只有有老老年年动动物物的的光光学学功功能能才才受受到到损损伤伤，或或是是眼眼睛睛直直接接受受到到光光辐辐射射（如如紫紫外外线线、射射线线辐辐射射等等）和和暴露在光化学污染的气体中时才受到损伤。暴露在光化学污染的气体中时才受到损伤。99 白白内内障障是是人人类类致致盲盲的的首首位位原原因因，据据世世界界卫卫生生组组织织1982年年调调查查，全全世世界界每每年年有有1700万万人人因因白白内内障障而而失失明明。对对白白内内障障的的发发病病机机制制目目前前尚尚未未十十分分清清楚楚（可可能能与与长长期期受受光光辐辐射射、接接触触光光化化学学污污染染物物和和受受病病毒毒及及病病菌菌感感染染所所致致），而而且且也也无无特特效效药药防防治治。白白内内障障（特特点点：角角膜膜水水肿肿，细细胞胞通通透透性性功功能能障障碍碍）造造成成的的眼眼睛睛失失明明是是由由缺缺血血重重灌灌流流产产生生的的活活性性氧氧自自由基损伤眼角膜和晶状体而导致的。由基损伤眼角膜和晶状体而导致的。100 许许多多眼眼药药水水中中均均含含有有多多种种活活性性氧氧自自由由基基清清除除剂剂，如如SOD、甘甘露露醇醇、GSH、叔叔丁丁基基羟羟基基茴茴香香醚醚和和-胡胡萝萝卜卜素素等等。根根据据不不同同的的职职业业类类型型、工工作作环环境境或或生生活活习习惯惯选选用用这这类类眼眼药药水水，或或者者直直接接通通过过膳膳食食或或药药物物适适量量地地补补充充活活性性氧氧自自由由基基清清除除剂剂，对对眼睛会有一定的保健作用。眼睛会有一定的保健作用。1018 8循环性休克及其治疗循环性休克及其治疗循循环环性性休休克克是是由由于于剧剧烈烈旋旋转转或或高高空空严严重重失失重重状状态态下下产产生生的的周周身身血血液液循循环环紊紊乱乱而而导导致致的的一一种种有有活活性性氧氧参参与与的的病病理理过过程程。这这是是一一种种典典型型的的缺缺血血重重灌灌流流现现象象，因因此此自自由由基基清清除除剂剂，尤尤其其是是活性氧清除剂都具有防治循环性休克的作用。活性氧清除剂都具有防治循环性休克的作用。102第六章第六章自由基与癌症自由基与癌症一、自由基的致癌机制一、自由基的致癌机制二、致癌物和促癌物二、致癌物和促癌物三、吸烟致癌论三、吸烟致癌论四、空气中的自由基四、空气中的自由基五、癌症预防五、癌症预防103长长期期以以来来，人人们们曾曾从从不不同同角角度度来来探探讨讨癌癌症症发发病病的的原原因因，但但未未取取得得突突破破性性进进展展。自自从从自自由由基基化化学学揭揭露露了了自自由由基基的的高高度度活活泼泼性性，且且能能引引起起迅迅速速扩扩展展的的链链锁锁反反应应后后，人人们们才才把把自自由由基基的的这这些些性性质质与与癌癌症症的的诱诱发发及及其其快快速速生生长长联联系系起起来来。此此后后，有有关关癌癌症症发发病病机机制制的的研研究究才才取得长足的进展。取得长足的进展。104一、自由基的致癌机制一、自由基的致癌机制一一个个正正常常细细胞胞发发生生癌癌变变必必须须经经历历两两个个阶阶段段，即即诱诱发发和和促促进进阶阶段段，称称为为两两步步致致癌癌学学说。说。1051 1、诱癌阶段、诱癌阶段癌癌症症的的诱诱发发是是由由致致癌癌物物引引起起的的。致致癌癌物物要要么么直直接接损损伤伤DNA，要要么么和和DNA结结合合，使使其其发发生生结结构构上上的的不不可可逆逆改改变变，导导致致DNA结结构构和和功功能能发发生生紊紊乱乱，最最终终使使细细胞胞突突变变或或死死亡亡，这这种种突突变变了了的的细细胞胞在在多多次次接接触触致致癌癌物物（这这种种致致癌癌物物也也具具有有促促癌癌作作用用）或或促促癌癌物物时时会会发发生生转转化化，变变成成癌癌细细胞胞，从从而而导致癌症。这就是致癌物的诱癌阶段。导致癌症。这就是致癌物的诱癌阶段。1062、促癌阶段、促癌阶段诱诱癌癌阶阶段段是是致致癌癌所所必必需需的的，但但不不是是充充分分的的，如如只只停停留留在在此此阶阶段段一一般般不不会会发发生生癌癌症症，但但是是多多次次重重复复受受到到促促癌癌物物的的作作用用时时就就转转变变成成癌癌症症。这这就就是是癌癌症症的的促促进进阶阶段段。例例如如，在在小小鼠鼠身身上上涂涂小小剂剂量量的的致致癌癌物物不不会会使使小小鼠鼠发发生生皮皮肤肤癌癌，但但在在此此基基础础上上多多次次重重复复使使用用一一些些非非致致癌癌物物质质后后（如如酒酒精精，具具有有促促癌癌作用），就可制成小鼠皮肤癌模型。作用），就可制成小鼠皮肤癌模型。107促促癌癌的的作作用用机机理理目目前前不不是是十十分分清清楚楚，但但有有人人认认为为，这这可可能能与与促促癌癌物物质质诱诱发发与与DNA结结合合的的致致癌癌物物产产生生自自由由基基有有关关。这这种种自自由由基基化化作作用用可可继继续续引引发发一一系系列列的的自自由由基基链链锁锁反反应应，从从而而扩扩大大了了受受损损DNA的的损损伤伤程程度度，加速细胞的转化作用。加速细胞的转化作用。1083 3、自由基的致癌和促癌作用、自由基的致癌和促癌作用自自由由基基本本身身具具有有很很强强的的攻攻击击DNA的的能能力力，它它可可以以直直接接和和DNA结结合合，使使其其发发生生结结构构上上的的不不可可逆逆改改变变，导导致致DNA突突变变，也也可可以以使使DNA变变成成自自由由基基，然然后后产产生生一一系系列列的的自自由由基基链链锁锁反反应应，最最终终造造成成DNA的损伤或突变，这就是自由基的致癌作用。的损伤或突变，这就是自由基的致癌作用。109少少量量的的自自由由基基对对DNA的的损损伤伤或或突突变变作作用用是是永永久久性性的的，具具有有转转化化成成癌癌症症的的可可能能，即即使使暂暂时时不不得得癌癌症症，但但如如多多次次重重复复地地受受到到同同样样的的或或其其它它自自由由基基的的攻攻击击后后，DNA的的损损伤伤或或突突变变作作用用就就会会增增加加，这这时时，受受损损细细胞胞转转化化成成癌癌细细胞胞的的可可能能性性就就会会大大大大地提高，这就是自由基的促癌作用。地提高，这就是自由基的促癌作用。110从从这这一一意意义义上上讲讲，自自由由基基的的促促癌癌作作用用主主要要是是通通过过扩扩大大受受损损DNA的的损损伤伤程程度度，增增加加细细胞胞转转化化的的可可能能来来实实现现其其致致癌癌作作用用的的。如如经经常常接接受受强强日日照照会会使使人人得得皮皮肤肤癌癌，多多次次重重复复接接触触放放射射源源（X射射线线、射射线线等等）会会引引发发白白血血病病，习习惯惯于于油油腻腻和和烘烘烤烤饮饮食食的的人人得得肠肠道道癌癌的的机机率率会增加等等。会增加等等。111二、致癌物和促癌物二、致癌物和促癌物 凡凡能能和和DNA发发生生不不可可逆逆结结合合或或直直接接损损伤伤DNA，导导致致其其产产生生永永久久性性损损伤伤或或突突变变作作用用的的物物质质，都都具具有有致致癌癌作作用用，我我们们把把这这些些具具有有致致癌癌作作用用的的物物质质统统称称为为致致癌癌物物。如如化化学学性性质质活活泼泼的的自自由由基基、脂脂类类过过氧氧化化物物、苯苯并并芘芘（a）、多多环环芳芳烃烃、芳芳胺胺、羟羟胺、多种农药、亚硝基和硝基化合物等。胺、多种农药、亚硝基和硝基化合物等。112有有些些致致癌癌物物本本身身就就是是自自由由基基，如如脂脂类类过过氧氧化化物物；大大多多数数非非自自由由基基致致癌癌物物在在体体内内活活化化或或分分解解后后也也产产生生危危害害性性很很强强的的自自由由基基，如如苯苯并并芘芘（a）、多多环环芳芳烃烃、芳芳胺胺、羟羟胺胺、亚亚硝硝基基、硝硝基基化化合合物物、农农药药等等等等。但但不不管管是是哪哪一一类类致致癌癌物物，其其致致癌癌机机制制都都是是使使DNA产产生生永永久久性性损损伤伤或或突突变变，从从而而导导致致细细胞胞的转化。的转化。113 有有些些物物质质本本身身不不致致癌癌，但但多多次次重重复复作作用用于于已已经经诱诱发发的的细细胞胞就就会会导导致致其其转转化化，从从而而引引发发癌癌症症。这这类类能能促促使使DNA受受损损的的细细胞胞转转化化而而引引起起癌癌症症的的物物质质称称为为促促癌癌物物。促促癌癌剂剂种种类类繁繁多多，包包括括酒酒精精、甲甲醛醛、巴巴豆豆油油、巴巴豆豆脂脂、酚酚类类、脂脂酸酸甲甲酯酯、直直链链烷烷、表表面面活活性性剂剂（十十二二烷烷基基磺磺酸酸钠钠和和吐吐温温60）、柑柑橘橘油油、碘碘乙乙酸酸、未未燃燃烧烧的的烟烟草草提提取取物物和和香香烟烟烟烟雾雾凝凝聚物等等。聚物等等。114值值得得提提出出的的是是，许许多多致致癌癌物物兼兼有有致致癌癌和和促促癌癌的的双双重重作作用用，如如自自由由基基和和含含磷磷农农药药等等，这这类类物物质质少少量量即即可可使使DNA损损伤伤或或突变，大量接触则可引发癌症的产生。突变，大量接触则可引发癌症的产生。115三、吸烟致癌论三、吸烟致癌论1、吸烟致癌的证据、吸烟致癌的证据1962年年英英国国皇皇家家内内科科学学院院指指出出“吸吸烟烟是是肺肺癌癌的的重重要要原原因因”，1964年年美美国国外外科科医医生生咨咨询询委委员员会会根根据据15个个国国家家的的一一百百多多个个调调查查以以及及实实验验性性研研究究指指出出“吸烟导致肺癌，其作用远远超过其它病因吸烟导致肺癌，其作用远远超过其它病因”。1161982年年美美国国卫卫生生部部提提出出“吸吸烟烟能能引引起起多多种种癌癌症症”，“吸吸烟烟是是目目前前人人类类健健康康的的最最大大威威胁胁之之一一，然然而而是是一一种种可可以以避避免免的的死死亡亡因因素素”，同同时时又又指指出出“每每天天吸吸烟烟2包包以以上上者者，死死于于肺肺癌癌的的机机会会比比不不吸吸烟烟者者高高1520倍倍，不不吸吸烟烟者者由由于于被被迫迫吸吸入入吸吸烟烟者者喷喷出出的的烟烟雾雾而而患患肺肺癌癌的的机机会会正正在在上上升升。吸吸烟烟者者的的咽咽、喉喉、食食道道、肾肾、膀膀胱胱和和胆胆的的癌癌变变率率都都高高于于不不吸吸烟烟者者。戒戒烟烟达达1215年年者者肺肺癌癌发发病病率率可可以以降降到到不不吸吸烟烟者者的的水平水平”。117这这个个报报告告对对吸吸烟烟者者是是个个严严重重警警告告，对对戒戒烟烟者者是是个个鼓鼓励励。那那些些与与吸吸烟烟者者常常接接近近的的家家庭庭成成员员和和同同事事们们都都是是受受害害者者。1986年年中中国国卫卫生生部部的的调调查查报报告告表表明明，中中国国男男人人吸吸烟烟者者达达61%，名名列列世世界界各各国国之之首首，而而且且大大多多数数在在1524岁岁就就开开始始吸吸烟烟；妇妇女女占占7%。调调查查指指出出吸吸烟烟百百分分数数与与受受教教育育水水平平呈呈相相反反关关系系。我我国国每每年年死死于于肺肺癌癌者者达达10万万人人，如如不不采采取取戒戒烟烟措措施施，到到2025年预计将有年预计将有200万人死于肺癌。万人死于肺癌。118据据世世界界卫卫生生组组织织报报告告，工工业业化化国国家家男男女女吸吸烟烟为为30%，而而第第三三世世界界国国家家里里，男男子子吸吸烟烟者者占占50%，女女子子占占5%。随随着着工工业业化化国国家家反反对对吸吸烟烟运运动动势势头头的的增增强强，卷卷烟烟厂厂以以邻邻为为壑壑正正企企图图向向第第三三世世界界倾倾销销。反反对对吸吸烟烟的的最最大大障障碍碍不不是是来来自自吸吸烟者，而是来自烟草工业的惊人利润。烟者，而是来自烟草工业的惊人利润。1191986年年我我国国烟烟草草业业收收入入为为432亿亿元元，仅仅次次于于石石油油工工业业的的收收入入。但但是是如如果果考考虑虑到到因因吸吸烟烟而而投投入入的的医医疗疗费费用用，以以及及因因早早逝逝而而丧丧失失的的人人才才，那那么么发发展展烟烟草草工工业业无无异异于于饮饮鸠鸠止止渴渴。因因此此，宣宣传传戒戒烟烟，寓寓禁禁于于征征，降降低低烟烟毒毒都都是明智的办法。是明智的办法。120把把烟烟油油涂涂到到小小鼠鼠和和兔兔子子上上皮皮组组织织上上能能致致癌癌。让让田田鼠鼠生生活活在在稀稀释释的的烟烟雾雾中中（1:7）每每天天2次次，每每次次10分分钟钟，共共18个个月月以以上上，则则胰胰腺腺癌癌发发病病率率为为30%、喉喉癌癌为为10%、食食道道癌癌为为5%。香香烟烟烟烟雾雾颗颗粒粒可可使使小小鼠鼠皮皮肤肤、狗狗及及大大鼠鼠支支气气管管上上皮皮以以及及大大鼠鼠结结缔缔组组织织致致癌癌。这这些些结结果果已已被被十十多多个个国国家家的的100个以上的研究机构所证实。个以上的研究机构所证实。1212、烟的致癌物、烟的致癌物香香烟烟的的烟烟雾雾可可分分为为气气相相和和颗颗粒粒相相两两部部分分。气气相相能能通通过过玻玻璃璃纤纤维维滤滤膜膜，而而颗颗粒粒相相则则吸吸附附在在膜膜上上，直直径径大大于于0.1m，称称为为焦焦油油。气气相相中中的的致致癌癌物物以以亚亚硝硝基基化化合合物物为为主主，如如二二甲甲基基亚亚硝硝胺胺、二二烷烷基基亚亚硝硝胺胺、亚亚硝硝基基吡吡咯咯烷烷、亚亚硝硝基基哌哌啶啶等等；此外还含有多种促癌剂，如甲醛等。此外还含有多种促癌剂，如甲醛等。122颗颗粒粒相相（焦焦油油）含含有有3000种种以以上上化化合合物物，可可分分为为中中性性和和酸酸性性成成分分，中中性性成成分分致致癌癌，主主要要以以甲甲基基化化多多环环芳芳烃烃类类化化合合物物为为主主，如如苯苯并并芘芘（a）等等；酸酸性性成成分分本本身身不不致致癌癌，只只能能加加强强中中性性成成分分的的致致癌癌作作用用（类类似似于于促癌剂，但不是促癌剂）。促癌剂，但不是促癌剂）。1233、烟的自由基、烟的自由基许许多多有有机机物物在在焦焦化化时时能能产产生生大大量量的的种种类类繁繁多多的的自自由由基基。如如香香烟烟点点燃燃时时，中中心心温温度度达达850900，边边缘缘达达1200之之高高。下下表表列列出出了各种焦化物中的自由基含量。了各种焦化物中的自由基含量。124焦化物中的自由基含量（自由电子焦化物中的自由基含量（自由电子/ /克克）家庭烟囱油烟家庭烟囱油烟51018柴油油烟柴油油烟21019香烟支流烟雾香烟支流烟雾51014香烟主流烟雾香烟主流烟雾11015125香香烟烟的的自自由由基基含含量量不不因因其其价价格格、等等级级或或有有无无过过滤滤嘴嘴而而变变化化。在在香香烟烟的的自自由由基基中中，气气相相中中的的比比固固相相中中的的更更易易与与细细胞胞发发生生反反应应，因因为为焦焦油油中中自自由由基基常常被被较较大大的的颗颗粒粒紧紧紧紧地地束束缚缚着着。香香烟烟自自由由基基对对水水和和光光及及敏敏感感，当当香香烟烟烟烟雾雾通通过过水水过过滤滤时时，固固相相成成分分及及自自由由基基几几乎乎留留在在水水中中，此此时时经经过过滤滤出出来来的的烟烟雾雾已已几几乎乎没没有有自自由由基基。与与此此现现象象巧巧合合的的是是以以色色列列也也门门旗旗埃埃洛洛亚亚人人不不吸吸香香烟烟，只吸水烟，他们不患肺癌。只吸水烟，他们不患肺癌。1264、香烟的生物学作用、香烟的生物学作用 香香烟烟的的生生理理作作用用是是极极为为有有害害的的。香香烟烟烟烟雾雾中中的的自自由由基基可可以以直直接接攻攻击击DNA，也也可可把把体体内内的的O2还还原原成成H2O2或或O2-，进进而而生生成成活活性性更更强强的的OH去去间间接接地地攻攻击击DNA，最最终终导致导致DNA链的损伤或突变。链的损伤或突变。127此此外外，香香烟烟烟烟雾雾及及其其冷冷凝凝物物中中的的非非自自由由基基成成分分可可以以和和血血红红素素及及肺肺组组织织中中的的磷磷脂脂反反应应，形形成成稳稳定定性性自自由由基基，从从而而导导致致血相异常及肺功能损害。血相异常及肺功能损害。128四、空气中的自由基四、空气中的自由基 空空气气飘飘尘尘中中自自由由基基主主要要来来源源于于烟烟囱囱排排出出物物、机机动动车车尾尾气气和和香香烟烟烟烟雾雾。城城市市上上空空自自由由基基占占分分子子污污染染物物总总量量的的110%，造造成成严严重重危危害害。工工业业城城市市的的光光化化学学烟烟雾雾也也是是通通过过自自由由基基反反应应形形成成的的。即即在在特特定定的的气气象象及及地地理理条条件件下下，日日光光照照射射空空气气污染物，发生光氧化反应，形成光化学烟雾。污染物，发生光氧化反应，形成光化学烟雾。129 光光化化学学烟烟雾雾的的产产生生要要求求空空气气中中污污染染物物必必须须达达到到一一定定浓浓度度，当当地地表表空空气气温温度度低低于于上上层层空空气气温温度度的的逆逆温温层层条条件件下下，污污染染物物不不能能通通过过空空气气流流动动而而自自然然稀稀释释，就就易易于积聚。于积聚。130工工业业和和发发动动机机废废气气中中含含有有CO、NO和和未未燃燃尽尽的的烃烃类类，例例如如烷烷烃烃、烯烯烃烃和和芳芳香香类类化化合合物物，以以及及烃烃类类的的不不完完全全氧氧化化物物，如如甲甲醛醛和和乙乙醛醛等等，在在日日光光照照射射下下，通通过过光光氧氧化化反反应应生生成成CO2、O3、NO2、醛醛、酮酮、过过氧氧硝硝酸酸乙乙酰酰酯酯RCOOONO2（PAN）以以及及烷烷基基硝硝酸盐。它们构成了酸盐。它们构成了光化学烟雾。光化学烟雾。131光光化化学学烟烟雾雾在在日日光光的的继继续续照照射射下下可可发发生生一一系系列列的的自自由由基基链链锁锁反反应应，这这对对身身体体健健康康造造成成极极大大的伤害：的伤害：NO2+O2hv O3+NO在在潮潮湿湿的的大大气气中中亚亚硝硝酸酸光光解解可可生生成成OH，烃烃氧化后也可生成氧化后也可生成OH，OH复合生成复合生成H2O2：HONOhv OH+NO2OH H2O2132PAN在在日日光光照照射射下下迅迅速速分分解解成成过过氧氧乙乙酰酰自自由由基基，后后者者与与NO反反应应又又可可生生成成一一个个新新的的自自由由基：基：RCO-OONO2hv RCO0-OO+NO2RCO-OO+NORCOO+NO2133NO和和NO2本本身身就就是是有有毒毒且且稳稳定定的的自自由由基基。因因此此，光光化化学学烟烟雾雾中中含含有有活活性性氧氧、无无机机和和有有机机自自由由基基，容容易易引引发发脂脂肪肪酸酸的的过过氧氧化化作作用用，从从而而产生一系列疾病。产生一系列疾病。兰兰州州市市为为我我国国化化工工中中心心之之一一，位位于于两两山山夹夹峙峙的的河河谷谷，风风力力极极小小，雨雨量量少少，阳阳光光充充足足，有有很很厚厚的的逆逆温温层层，这这此此综综合合因因素素构构成成了了生生成成光光化化学烟雾的良好条件。学烟雾的良好条件。134通通过过对对空空气气自自由由基基信信号号的的测测量量发发现现，空空气气中中的的自自由由基基含含量量为为：工工商商业业区区文文教教区区农农村村南南极极，工工商商业业区区比比农农村村高高13倍倍左左右右，农农村村比比南南极高极高3倍左右。倍左右。世世界界卫卫生生组组织织（WHO）曾曾作作出出如如下下结结论论：“汽汽车车尾尾气气、工工业业和和供供热热系系统统的的烟烟可可能能是是引引起起肺肺癌癌的的病病因因”。流流行行病病学学研研究究所所也也指指出出：“冶冶炼炼厂厂、石石油油化化业业厂厂和和核核工工业业区区周周围围居居民民的的癌癌死死亡亡率比其他的高率比其他的高”。135关于空气负离子的问题：关于空气负离子的问题：空空气气负负离离子子具具有有杀杀菌菌和和使使空空气气清清新新的的作作用用。这这已已广广为为人人知知，但但至至今今不不知知其其作作用用机机理理，甚甚至至没没有有确确切切的的定定义义。许许多多人人提提出出空空气气负负离离子子可可能能与与自自由由基基有有一一定定的的关关系系。Kellogg等等人人研研究究发发现现，空空气气负负离离子子的的杀杀菌菌作作用用可可因因加加入入SOD而而减减弱弱，因因而而认认为为超超氧氧阴阴离离子子至至少少是是空空气气负负离离子子的的组成之一。我国已有多个单位从事相关的研究。组成之一。我国已有多个单位从事相关的研究。136五、癌症预防五、癌症预防1、保护、保护DNA免受自由基攻击免受自由基攻击 普普遍遍认认为为，生生物物体体内内DNA的的损损伤伤是是导导致致癌癌变变或或突突变变的的分分子子基基础础。物物理理的的化化学学的的因因素素常常能能诱诱发发产产生生非非常常活活泼泼的的自自由由基基，致致癌癌物物（C）也也能能经经细细胞胞活活化化生生成成自自由由基基C，这这些些自自由由基基都都能能使使细细胞胞的的DNA转转变变为为DNA，随随后后与与C形形成成DNAC加加合合物物，这这种种加加合合物物可可能能是是癌癌变变诱诱发发阶阶段段的的关关键。键。137我我们们设设想想一一下下，如如果果某某种种非非致致癌癌物物N与与致致癌癌物物C竞竞争争而而生生成成DNAN加加合合物物，保保护护DNA免免受受C的的攻攻击击，则则可可能能阻阻止止癌癌变变。所所幸幸的的是是，自自然然界界中中有有许许多多物物质质都都具具有有这这种种功功能能，如含氮抗癌药物及所有自由基清除剂。如含氮抗癌药物及所有自由基清除剂。138既既然然大大量量的的事事实实已已经经说说明明了了自自由由基基和和活活性性氧氧在在诱诱癌癌和和促促癌癌方方面面都都起起着着重重要要的的作作用用，因因此此，避避免免自自由由基基直直接接对对DNA的的攻攻击击才才是是最有效的癌症预防措施。最有效的癌症预防措施。1392、提高机体组织的抗氧化力、提高机体组织的抗氧化力机机体体组组织织的的抗抗氧氧化化力力指指的的是是整整个个机机体体抗抗氧氧化化能能力力的的总总和和。主主要要以以自自由由基基清清除除剂剂或或抗抗氧氧化化剂剂的的形形式式存存在在。如如SOD、GSH、GP、CAT、NADPH、多多种种维维生生素和各种各样的自由基清除剂等。素和各种各样的自由基清除剂等。140自自由由基基清清除除剂剂或或抗抗氧氧化化剂剂具具有有清清除除自自由由基基的的能能力力，因因此此，机机体体组组织织抗抗氧氧化化力力的的提提高高在在某某种种程程度度上上可可以以防防止止或或减减轻轻自自由由基基对对DNA的的攻攻击击，甚甚至至可可以以修修复复已已经经被被自自由由基基损损伤伤的的DNA，从从而而可可以以预预防防癌癌症症的的发发生生。日日常常生生活活中中，我我们们可可通通过过加加强强营营养养和和饮饮食食调调理理的的方方法法来来达达到到提提高高组组织织抗抗氧化力的目的，这是一个长期而艰巨的过程。氧化力的目的，这是一个长期而艰巨的过程。141第七章第七章 自由基与衰老自由基与衰老 一、自由基致衰老机制一、自由基致衰老机制二、衰老的直观标志二、衰老的直观标志老年斑老年斑三、生物抗氧化剂与寿命的关系三、生物抗氧化剂与寿命的关系四、组织抗氧化力与寿命的关系四、组织抗氧化力与寿命的关系五、组织抗氧化力与衰老的关系五、组织抗氧化力与衰老的关系六、外加抗氧化力对衰老的影响六、外加抗氧化力对衰老的影响七、代谢率与衰老七、代谢率与衰老八、限食、性别与衰老八、限食、性别与衰老1421955年年，Harman第第一一次次提提出出自自由由基基与与衰衰老老和和疾疾病病有有关关（即即衰衰老老的的自自由由基基学学说说），接接着着于于1957年年发发表表了了第第一一篇篇有有关关自自由由基基与与衰衰老老的的研研究究论论文文，他他用用含含有有0.51%自自由由基基清清除除剂剂的的饲饲料料喂喂养养小小鼠鼠，可使寿命增加。可使寿命增加。1431980年年cutler等等经经一一系系列列研研究究后后指指出出，需需氧氧生生物物在在进进行行氧氧化化代代谢谢过过程程中中产产生生的的氧氧自自由由基基、醛醛类类和和过过氧氧化化物物都都具具有有高高毒毒性性，可可导导致致衰衰老老。此此后后，有有关关衰衰老老的的各各种种学学说说相相继继提提出出，但但所所有有这这些些学学说说几几乎乎都都与与自自由由基发生直接或间接的联系。基发生直接或间接的联系。144一、自由基致衰老机制一、自由基致衰老机制1、脂类过氧化作用、脂类过氧化作用自自由由基基攻攻击击生生物物膜膜中中的的不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸，引引发发自自由由基基链链锁锁反反应应，导导致致细细胞胞损损伤伤、衰衰老老或或死死亡亡。其其最最终终结结果果是是引引起起整整体体组组织织或或器器官官的的退退行行性性死死亡亡（或或者者说说慢慢性性消消耗耗性性衰衰退退）衰老衰老（参见（参见P3）。）。1452、DNA损伤作用损伤作用DNA是是遗遗传传物物质质，主主要要由由四四种种碱碱基基组组成成，即即腺腺嘌嘌呤呤（A）、鸟鸟嘌嘌呤呤（G）、胞胞嘧嘧啶啶（C）和和胸胸腺腺嘧嘧啶啶（T）组组成成的的共共价价多多聚聚物物。自自由由基基对对DNA的的损损伤伤主主要要是是通通过过与与DNA中中的的胸胸腺腺嘧嘧啶啶作作用用，生生成成过过氧氧化化物物（即即胸胸腺腺嘧嘧啶啶过过氧氧化化物物TO2和和TOOH），导导致致DNA的的损损伤伤或或突突变变，从从而而引引起起机机体体生生理理功功能能的的广广泛泛紊紊乱乱，最最终终导导致致衰衰老老或或引引发发癌癌症（这种作用与引发癌症的机制是一样的）。症（这种作用与引发癌症的机制是一样的）。146自由基损伤自由基损伤DNADNA的机制：的机制：RRH2OH+O2TTT-OHTOOH+TO2自自由由基基并并非非只只攻攻击击DNA中中的的T，而而是是DNA的的四四种种碱碱基基中中，T对对自自由由基基比比较较敏敏感感，敏敏感感程程度度依依次次为为TCAG，上上式式只只代代表表DNA的的主主要要损损伤伤方方式式。所所以以，当当自自由由基基攻攻击击DNA时时，DNA并并不不是是受受到到点点式损伤，而是整条链同时受到不同程度的损伤。式损伤，而是整条链同时受到不同程度的损伤。147二、衰老的直观标志二、衰老的直观标志老年斑老年斑 动动物物和和人人的的神神经经细细胞胞、心心脏脏、肝肝以以及及皮皮肤肤等等组组织织在在老老年年时时出出现现的的点点状状或或弥弥散散状状色色素素沉沉着着，这这种种色色素素称称为为脂脂褐褐质质，俗俗称称老老年年斑斑。它它是是不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸受受自自由由基基作作用用后后产产生生的的脂脂肪肪酸酸过过氧氧化化物与机体组织蛋白质结合而形成的复合物。物与机体组织蛋白质结合而形成的复合物。148 老老年年斑斑的的形形成成与与组组织织老老化化、视视力力减减弱弱、学学习习和和记记忆忆衰衰退退有有关关。如如大大鼠鼠脑脑组组织织中中脂脂褐褐质质含含量量随随年年龄龄增增多多；当当大大鼠鼠缺缺少少维维生生素素E时时，脂脂褐褐质质明明显显增增加加，脂脂类类过过氧氧化化物物也也同同时时增增多多，在在饲饲料料中中补补充充维维生生素素E时时，情情况况得得到到改改善善；人人脑脑中中脂脂褐褐质质也也随随年年龄龄而而增增加加，2534岁岁增增加加最最快，心肌脂褐质从快，心肌脂褐质从45岁起逐年增多。岁起逐年增多。149三、生物抗氧化剂与寿命的关系三、生物抗氧化剂与寿命的关系 1、SOD：SOD是是超超氧氧阴阴离离子子最最有有效效的的清清除除剂剂，机机体体可可自自行行合合成成。研研究究表表明明，SOD的的含含量量与与寿寿命命无无关关，但但其其活活性性与与可可期期寿寿命命有有关关，即即SOD活活性性越越高高，防防御御超超氧氧阴阴离离子子的的能能力力越越强强，衰衰老老越越缓缓慢慢，可期寿命就长。可期寿命就长。150 2 2、尿酸：、尿酸：尿尿酸酸是是嘌嘌呤呤代代谢谢产产物物，一一向向被被认认为为是是毫毫无无生生物物学学作作用用的的产产物物，而而近近年年来来发发现现它它是是极极好好的的抗抗氧氧化化剂剂。灵灵长长类类动动物物血血浆浆中中尿尿酸酸含含量量与与可可期期寿寿命命呈呈正正相相关关性性，但但是是非非灵灵长长类类的的却却不不相相关关。一一般般来来说说，活活得得越越长长的的动动物物越越聪聪明明，越越加加依依赖赖于于学学习习行行为为。人人的的寿寿命命在在灵灵长长类类中中最最长长、最最聪聪明明，血浆尿酸含量也最多。血浆尿酸含量也最多。1513、-胡萝卜素：胡萝卜素：由由植植物物合合成成，人人体体不不能能合合成成。过过去去被被认认为为它它不不过过是是维维生生素素A的的前前体体而而已已，现现在在发发现现它它是是一一个个重重要要的的抗抗氧氧化化剂剂。血血清清中中它它的的含含量量与与可可期期寿寿命命呈呈正正相相关关性性。但但维维生生素素A却却与与寿寿命无关。命无关。1524、维生素、维生素E：又又名名生生育育酚酚，是是极极好好的的抗抗氧氧化化剂剂，它它和和SOD一一样样，本本身身与与寿寿命命无无关关，但但却却具具有有延延缓衰老的作用。缓衰老的作用。1535、维生素维生素C：也也叫叫抗抗坏坏血血酸酸，它它是是很很好好的的抗抗氧氧化化剂剂。人人们们一一直直认认为为它它是是维维持持健健康康和和长长寿寿所所必必需需的的，但但出出乎乎意意料料，它它竟竟与与寿寿命命没没有有明明显显的的关关系系，不不过过它它在在抗抗衰衰老老过过程程中中还还是是有有一一定定作作用用的的。人人和和其其它它动动物物不不同同，不不能能自自行行合合成成维维生生素素C，人人组组织织中中维维生生素素C的的含含量量比比其其它它动动物物的的都都要要低低，尤其是中枢神经系统中，其含量随年龄下降。尤其是中枢神经系统中，其含量随年龄下降。154值值得得注注意意的的是是，维维生生素素C在在有有氧氧时时能能和和Fe2+生生成成维维生生素素C自自由由基基，它它有有剧剧毒毒，从从这这个个意意义义上上讲讲，进进化化过过程程中中人人丧丧失失了了合合成成维维生生素素C的的能能力力也也许许是是一一件件好好事事。尿尿酸酸能能有有效效地地清清除除Fe2+，从从而而制制止止维维生生素素C自自由由基基的的生生成成，所所以以人人体体内内高高水水平平的的尿尿酸酸和和低低水水平平的的维维生生素素C都都是是进化的合理结果。进化的合理结果。155四、组织抗氧化力与寿命的关系四、组织抗氧化力与寿命的关系以以上上研研究究已已经经证证明明了了一一些些生生物物抗抗氧氧化化剂剂与与可可期期寿寿命命有有着着密密切切的的关关系系，但但体体内内还还有有许许多多我我们们不不知知道道的的抗抗氧氧化化剂剂，可可期期寿寿命命与与机机体体的的所所有有抗抗氧氧化化剂剂作作用用的的总总和和相相关关，因因此此，有有必必要要进进一一步步了了解解机机体体组组织织的的各各种种抗抗氧化力的总和。氧化力的总和。156组组织织抗抗氧氧化化力力: :指指的的是是机机体体组组织织所所具具有有的的多多种种抗抗氧氧化化力力的的总总和和，或或称称为为净净抗抗氧氧化化力力。一一个个组组织织经经过过一一定定时时间间的的温温育育后后的的过过氧氧化化物物生生成成量量可可以以反反映映该该组组织织的的抗抗氧氧化化力力。如如果果活活性性氧氧构构成成了了寿寿命命的的主主要要限限制制因因素素，那那么么寿寿命命最最高高的的人人类类组组织织的的过过氧氧化化物物生生成成量量最最低低，即即净净抗抗氧氧化化力力最最强强。反反过过来来，通通过过测测定定机机体体组组织织中中过过氧氧化化物物的的含含量量，可可以以预预测测一一个个人人的的可可期期寿寿命命。即即组组织织中中过过氧氧化化物物含含量量高高的的人人净净抗抗氧氧化化力力弱弱，可可期期寿寿命命短短，组组织织中中过过氧氧化化物物含量低的人净抗氧化力强，可期寿命高。含量低的人净抗氧化力强，可期寿命高。157五、组织抗氧化力与衰老的关系五、组织抗氧化力与衰老的关系 组组织织抗抗氧氧化化力力的的强强弱弱与与衰衰老老也也有有密密切切的的联联系系，这这与与可可期期寿寿命命的的关关系系是是相相应应的的。即即组组织织抗抗氧氧化化力力强强的的人人组组织织中中过过氧氧化化物物含含量量低低，衰衰老老速速度度慢慢，可可期期寿寿命命长长；组组织织抗抗氧氧化化力力弱弱的的人人组组织织中中过过氧氧化化物物含含量量高高，衰衰老速度快，可期寿命短。老速度快，可期寿命短。158六、外加抗氧化力对衰老的影响六、外加抗氧化力对衰老的影响如如果果提提高高组组织织的的抗抗氧氧化化力力是是否否能能延延缓缓衰衰老老呢呢？人人组组织织中中尿尿酸酸、胡胡萝萝卜卜素素和和维维生生素素E E的的含含量量在在一一定定程程度度上上依依赖赖于于食食物物的的成成份份，人人们们早早就就认认为为寿寿命命与与饮饮食食有有关关，很很自自然地会想到外加抗氧化剂的效果。然地会想到外加抗氧化剂的效果。159 可可喜喜的的是是，Harman实实验验室室传传来来了了令令人人振振奋奋的的消消息息。向向刚刚断断奶奶的的小小鼠鼠饲饲料料中中添添加加1%的的2-巯巯基基乙乙胺胺（SH-CH2-CH2-NH3），可可使使寿寿命命增增加加30%，这这相相当当于于人人类类寿寿命命从从73岁岁延延长长到到95岁岁。在在饲饲料料中中加加0.5%的的乙乙氧氧喹喹也也使使小小鼠鼠寿寿命命延延长长1820%。维维生生素素E可可增增加加家家蝇蝇的的寿寿命命51%等等等等。以以上上结结果果说说明明外外加加抗抗氧氧化化力力对对衰衰老有一定的影响。老有一定的影响。160但但是是，Cutler指指出出，生生物物组组织织净净抗抗氧氧化化力力是是一一种种可可代代偿偿的的稳稳态态，不不受受个个别别抗抗氧氧化化剂剂消消长长的的影影响响。如如长长期期缺缺乏乏维维生生素素E的的大大鼠鼠许许多多组组织织中中的的GSH、CAT和和SOD等等活活性性都都明明显显升升高高，以以代代偿偿性性地地弥弥补补维维生生素素E的的不不足足。所所以以向向食食物物中中添添加加大大量量抗抗氧氧化化剂剂不不足足以以改改变变组组织织的的净净抗抗氧氧化化力力，也也就就无无法法改改变变生生物物体体的的寿寿命命，但但对对延缓衰老是有明显作用效果的。延缓衰老是有明显作用效果的。161 最最近近发发现现一一些些抗抗衰衰老老中中药药中中含含有有许许多多抗抗氧氧化化物物质质。如如从从清清宫宫医医案案中中查查出出的的延延年年益益寿寿方方清清宫宫寿寿桃桃粉粉剂剂及及各各单单味味中中药药的的水水提提取取液液具具有有强强烈烈的的抑抑制制脂脂类类过过氧氧化化物物产产生生的的作作用用；红红参参、生生地地、当当归归和和酸酸枣枣仁仁的的水水提提取取液液也也有有这这种种作作用用，其其复复方方的的作作用用效效果果更更强强，几几乎乎完完全全抑抑制制了过氧化反应，同时还可清除了过氧化反应，同时还可清除O2-和和OH。162传传统统的的许许多多保保健健中中药药都都具具有有这这种种功功效效，如如灵灵芝芝、人人参参等等。因因此此，如如果果有有条条件件的的话话，这这些些传传统统保保健健中中药药可可作作为为我我们们日日常常生生活活中中外外加加抗抗氧氧化化剂剂的的有有效效调调理理品品，从从而而达达到到延延年益寿，养颜保健的目的。年益寿，养颜保健的目的。163七、代谢率与衰老七、代谢率与衰老降低代谢率往往能延长寿命。降低代谢率往往能延长寿命。研研究究发发现现，用用去去翅翅、限限制制活活动动空空间间和和改改变变群群体体雌雌雄雄比比例例三三种种方方法法来来限限制制苍苍蝇蝇的的活活动动量量，以以降降低低代代谢谢率率，可可以以提提高高寿寿命命；在在一一支支小小管管中中生生活活的的苍苍蝇蝇寿寿命命比比在在1立立方方尺尺笼笼中中生生活活的的寿寿命命长长2倍倍；当当生生活活在在同同样样环环境境中中时时，自自发发性性活活动动大大的的苍苍蝇蝇的的寿寿命命比比活活动动少少的的短短；长长期期大大活活动动量量锻锻练练的大鼠肌肉和肝中脂类过氧化物增多。的大鼠肌肉和肝中脂类过氧化物增多。164代代谢谢与与氧氧的的消消耗耗有有关关，耗耗氧氧多多表表示示代代谢谢高高。这这个个规规律律在在昆昆虫虫和和哺哺乳乳动动物物中中都都得得到到了证实。了证实。值值得得注注意意的的是是，妇妇女女的的基基础础代代谢谢比比男男人人的低约的低约10%，妇女的寿命普遍较男子高。，妇女的寿命普遍较男子高。165八、限食、性别与衰老八、限食、性别与衰老在在衰衰老老的的研研究究中中，有有两两种种公公认认的的现现象象一一直直没没有有得得到到满满意意的的解解释释，但但从从自自由由基基的角度却可作出回答。的角度却可作出回答。1661、限食是延长寿命的有效手段。、限食是延长寿命的有效手段。在在保保证证必必要要的的营营养养条条件件下下，从从幼幼年年即即开开始始减减少少食食量量2/3左左右右，可可明明显显地地延延长长动动物物寿寿命命，使使体体重重和和代代谢谢下下降降，肝肝和和肾肾的的细细胞胞体体积积变变小小，因因此此单单位位重重量量的的细细胞胞个个数数增增多多，但但限限食食不不改改变变单单位位重重量量组组织织的的耗耗氧氧量量，这这意意味味着着限限食食使使每每个个细细胞胞对对氧氧的的消消耗耗减减少少，活活性性氧氧也也就就必必然然减减少少，生生物物膜膜就就较较少少受受到到活活性性氧氧的的攻攻击击，其其脂脂类类过过氧氧化化作作用也就减弱，因此衰老速度必然缓慢。用也就减弱，因此衰老速度必然缓慢。1672、包括人类在内的许多动物总是雌性的寿命较长、包括人类在内的许多动物总是雌性的寿命较长原因是雌性具有较强的防护自由基损伤的能力。原因是雌性具有较强的防护自由基损伤的能力。人人（包包括括其其它它哺哺乳乳动动物物）的的X染染色色体体上上带带有有葡葡萄萄糖糖-6-磷磷酸酸脱脱氢氢酶酶的的基基因因编编码码，这这个个酶酶在在生生成成NADPH中中起起着着关关键键性性作作用用。NADPH能能使使GSH维维持持在在还还原原型型，而而还还原原型型GSH是是自自由由基基的的清清除除剂剂。雌雌性性为为XX，有有两两个个基基因因编编码码，雄雄性性为为XY，只只有有一一个个基基因编码，从这个意义上讲，雌性比雄性寿命长。因编码，从这个意义上讲，雌性比雄性寿命长。168