第五章自由基清除剂 本章要点 1.自由基理论的产生机理及来源 2.自由基对机体活动的影响 3.自由基清除剂的基本概念 随着生命科学的飞速发展,英国人 Harman于1956年提出了自由基学说。该学说认为,自由基攻击生 命大分子造成组织细胞损伤,是引起机体衰老的根本原因,也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因,其中的 观点被越来越多的实验所证明 自由基( Free radical)是人体生命活动中各种生化反应的中间代谢产物,具有高度的化学活性,是机 体有效的防御系统,若不能维持一定水平则会影响机体的生命活动。但自由基产生过多而不能及时地清除 它就会攻击机体内的生命大分子物质及各种细胞器,造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各 种损伤,加速机体的衰老进程并诱发各种疾病 近年来,国内外对自由基及自由基清除剂的研究十分活跃,在各类食品科学、生命科学及医学书籍上 都有许多关于自由基及其清除剂的研究报道,自由基清除剂作为功能性食品的重要原料成分之一,通过人 们日常消费的食品来调节人体内自由基的平衡,已受到食品营养学家的广泛重视 第一节自由基理论 、自由基的产生机理及来源 自由基又叫游离基,它是由单质或化合物的均裂( Homdytic Fission)而产生的带有未成对电子的原子 或基团。它的单电子有强烈的配对倾向,倾向于以各种方式与其他原子基团结合,形成更稳定的结构,因 而自由基非常活泼,成为许多反应的活性中间体 人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。氧自由基占主导地位,大约占自由基总量的95%。氧自 由基包括超氧阴离子(O2-)、过氧化氢分子(H2O2)、羟自由基(OH∽、氢过氧基(HO2-、烷过氧基 (ROO∽)、烷氧基(RO∽、氮氧自由基(NO-、过氧亚硝酸盐(ONOOˉ)、氢过氧化物(ROOH)和单 线态氧(O2)等,它们又统称为活性氧( reactive oxygen species,ROS),都是人体内最为重要的自由基 非氧自由基主要有氢自由基(H)和有机自由基(R)等。 (一)自由基的产生 人体细胞在正常的代谢过程中,或者受到外界条件的刺激(如高压氧、高能辐射、抗癌剂、抗菌剂、 杀虫剂、麻醉剂等药物,香烟烟雾和光化学空气污染物等作用),都会刺激机体产生活性氧自由基 人体内酶催化反应是活性氧自由基产生的重要途径。人体细胞内的黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶和 NADPH氧化酶等在进行酶促催化反应时,会诱导产生大量的自由基中间产物。除酶促反应外,生物体内 的非酶氧化还原反应,如核黄素、氢醌、亚铁血红素和铁硫蛋白等单电子氧化反应也会产生自由基。外界 环境,如电离辐射和光分解等也能刺激机体产生自由基反应,如分子中的共价键均裂后即形成自由基。 自由基反应包含3个阶段,即引发、增长和终止阶段。反应之初,引发阶段占主导地位,反应体系中 的新生自由基形成许多链的开端,反应物浓度高。引发后的扩展阶段为反应的主体,若起始有几个引发自 由基在扩展阶段没有消失或增加,那么反应中就有几条链。随着反应的进行,体系中的反应物浓度越来越1 第五章 自由基清除剂 本章要点 1. 自由基理论的产生机理及来源 2. 自由基对机体活动的影响 3. 自由基清除剂的基本概念 随着生命科学的飞速发展，英国人 Harman 于 1956 年提出了自由基学说。该学说认为，自由基攻击生 命大分子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因，其中的 观点被越来越多的实验所证明。 自由基（Free radical）是人体生命活动中各种生化反应的中间代谢产物，具有高度的化学活性，是机 体有效的防御系统，若不能维持一定水平则会影响机体的生命活动。但自由基产生过多而不能及时地清除， 它就会攻击机体内的生命大分子物质及各种细胞器，造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各 种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。 近年来，国内外对自由基及自由基清除剂的研究十分活跃，在各类食品科学、生命科学及医学书籍上 都有许多关于自由基及其清除剂的研究报道，自由基清除剂作为功能性食品的重要原料成分之一，通过人 们日常消费的食品来调节人体内自由基的平衡，已受到食品营养学家的广泛重视。 第一节 自由基理论 一、自由基的产生机理及来源 自由基又叫游离基，它是由单质或化合物的均裂（Homdytic Fission）而产生的带有未成对电子的原子 或基团。它的单电子有强烈的配对倾向，倾向于以各种方式与其他原子基团结合，形成更稳定的结构，因 而自由基非常活泼，成为许多反应的活性中间体。 人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。氧自由基占主导地位，大约占自由基总量的 95%。氧自 由基包括超氧阴离子（O2 －·）、过氧化氢分子（H2O2）、羟自由基（OH·）、氢过氧基（HO2 －·）、烷过氧基 （ROO·）、烷氧基（RO·）、氮氧自由基（NO·）、过氧亚硝酸盐（ONOO－）、氢过氧化物（ROOH）和单 线态氧（1O2）等，它们又统称为活性氧（reactive oxygen species，ROS），都是人体内最为重要的自由基。 非氧自由基主要有氢自由基（H·）和有机自由基（R·）等。 （一）自由基的产生 人体细胞在正常的代谢过程中，或者受到外界条件的刺激（如高压氧、高能辐射、抗癌剂、抗菌剂、 杀虫剂、麻醉剂等药物，香烟烟雾和光化学空气污染物等作用），都会刺激机体产生活性氧自由基。 人体内酶催化反应是活性氧自由基产生的重要途径。人体细胞内的黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶和 NADPH 氧化酶等在进行酶促催化反应时，会诱导产生大量的自由基中间产物。除酶促反应外，生物体内 的非酶氧化还原反应，如核黄素、氢醌、亚铁血红素和铁硫蛋白等单电子氧化反应也会产生自由基。外界 环境，如电离辐射和光分解等也能刺激机体产生自由基反应，如分子中的共价键均裂后即形成自由基。 自由基反应包含 3 个阶段，即引发、增长和终止阶段。反应之初，引发阶段占主导地位，反应体系中 的新生自由基形成许多链的开端，反应物浓度高。引发后的扩展阶段为反应的主体，若起始有几个引发自 由基在扩展阶段没有消失或增加，那么反应中就有几条链。随着反应的进行，体系中的反应物浓度越来越