【文章內容簡介】 和女貞子能迅速清除血液和肝臟中的乙醇自由基 ， 因此具有保肝護肝作用 。 五 、 常見水果蔬菜中的抗氧化能力 我們日常生活食用的許多水果和蔬菜都具有一定的自由基清除作用 ， 簡要介紹如下： （ 1） 未經煮沸的豆角 、 韭菜 、 茄子 、 香蕉 、 油菜 、 土豆和四季豆汁的抗氧化力強 ， 一經煮沸則效果減弱； （ 2） 黃瓜 、 葡萄和番茄汁經煮沸后 ， 效果反而增強； （ 3） 陳皮 、 大棗 、 山楂 、 生姜 、 大蒜和茶葉的水提物有較強的抗氧化作用； （ 4） 在以下 7種常見的蔬菜和水果汁中 ， 抗氧化能力的大小依次為：茄子汁 ＞ 豆角汁 ＞ 青椒汁 ＞黃瓜汁 （ 煮沸 ） ＞ 葡萄汁 （ 煮沸 ） ＞ 番茄汁 ＞ 桃汁 。 六 、 活性氧的清除 需氧生物時刻不停地利用氧氣進行呼吸代謝 ， 而氧分子被還原成水的過程中產生了大量的活性氧自由基 ， 反過來對機體本身又造成致命的傷害 。 需氧生物一面需氧 ， 同時又受到氧的損傷 ， 機體如何解決這一矛盾呢 ？ 所幸的是 ， 為了維持正常的生命活動 ， 需氧生物在漫長的生物進化過程中已演化出一整套完整的能迅速清除因氧的代謝而產生的活性氧系統 ， 即 活性氧清除酶系統 。 主要由 超氧化物岐化酶 （ SOD） 、 過氧化氫酶 （ CAT） 、 谷胱甘肽 （ GSH） 和谷胱甘肽過氧化酶 （ GP） 組成 。 SOD能清除 O2 ， 同時生成 H2O2。 H2O2又可被 CAT清除 ， 生成 H2O和 O2 。 除 CAT外 ， GP也可清除 H2O2， 而且還可清除脂類過氧化自由基 RO2及 ROOH（ R－ OOH） 。 活性氧的清除機制如下 ： O2 + O2 SOD H2O2 + O2 H2O2 H2O + O2 ROOH + GSH GP ROH + GSSG + H2O CATGP 第四章 自由基的生理功能 一、吞噬作用 二 、 凝血作用 三 、 生殖過程 四 、 肝臟的解毒作用 五 、 果實的成熟和植物組織創(chuàng)傷的影響 六 、 其它 生物機體內各種不同的自由基的產生和清除應處于動態(tài)平衡之間 。 自由基過多或不足都對機體不利 。 自由基產生過多或清除過慢固然會促進機體衰老 ， 引起各種疾病 。 如果生物機體不能維持一定量的自由基水平 ， 也會給生命活動帶來不利影響 ， 甚至不能進行正常的代謝活動 ， 或者發(fā)生另外一些類型的疾病 。 因此認為自由基總是對機體有害的觀念是錯誤的 。 本章主要闡述一些自由基對生物機體有益的方面 ， 即自由基的生理功能 。 一 、 吞噬作用 動物細胞的白細胞碰到細菌及其它微生物時會把它們包圍起來并吞入細胞內 ， 這一過程稱為 吞噬作用 （ phagocytosis） 。 機體受病毒或病菌入侵后 ， 就會發(fā)炎 。 在發(fā)炎的晚期 ， 單核白細胞 （ 成熟白細胞的前體 ） 就進入發(fā)炎區(qū) 。 它們的代謝率和吞噬功能原來都比較小 ， 但一旦進入發(fā)炎區(qū)后 ， 這些單核白細胞就會受到病菌的刺激而變成巨噬細胞 （ 成熟白細胞的一種 ） 。 這時 ， 巨噬細胞的代謝率和吞噬功能都大大地增加 ， 從而能大量地吞噬病菌 。 吞噬作用的整個過程為： 當病菌碰到巨噬細胞時 ， 細胞膜首先凹陷 ， 然后把整個病菌包圍 ，并形成吞噬體轉移入細胞質內 ， 這樣細胞膜的外表面就成了吞噬體的內表面 。 此時 ， 巨噬細胞就象整個生命機體消化食物一樣 ， 對吞噬體進行徹底的消化作用 ， 這種消化作用需要消耗大量的 O2，這一現象稱為呼吸爆發(fā) （ respiratory burst） 。 巨噬細胞消耗氧的同時可在其胞內產生大量的活性氧自由基 ， 從而達到對病菌的殺滅作用 。 當然 ， 大量的活性氧自由基對巨噬細胞本身也是致命的 ， 因此 ， 這一過程也是巨噬細胞 （ 嚴格來說 ， 應當是白細胞 ） 自殺性的行為 。 這就是發(fā)炎部位往往化膿的原因 。 二 、 凝血作用 凝血酶原是凝血酶的前體 。 凝血酶可激活血中的纖維蛋白原形成纖維蛋白 ， 因而在凝血過程中起作用 。 凝血酶原又是它的前體凝血酶原前體在超氧陰離子的氧化作用下才生成凝血酶原的 。 在生成凝血酶原時 ， 維生素 K是必不可少的因子 。 凝血過程的作用機制如下： 維生素 K 維 生 素 K 還 原 酶 維生素 K半醌 維生素 K半醌 + O2 維生素 K還氧化物 + O2． 凝血酶原前體 超 氧 陰 離 子 凝血酶原 超 氧 陰 離 子 凝血酶 纖維蛋白原 凝 血 酶 纖維蛋白 （ 網狀交聯： 凝血 ） 三 、 生殖過程 1． 受精作用 受精作用是一個與活性氧有關的有趣現象 ， 其一系列的變化與吞噬作用所引起的變化很相似 。 當受精作用進行時 ， 就會誘導氧消耗的突發(fā)并在卵表面立即形成一層受精膜 ，該膜含有大量交聯的過氧化物 。 膜的形成可阻止更多精子的進入 ， 即排除多精受精現象 。 交聯是由存在于卵子中的卵過氧化物酶催化完成的 。大部分額外吸收的氧被用來生產上述反應所需的過氧化氫 。 因此 ， 這種 “ 呼吸爆發(fā) ” 具有另一種不同的目的 。 受精膜的形成機制如下： 2RH + O2 過 氧 化 物 酶 2R + H2O2 2R + H2O2 過 氧 化 物酶 2ROOH 2． 精子的激活 人的精液 （ 堿性 ） 具有 SOD酶活性 ， 它與精子的活動能力有直接關系 ，同時具有保護精子免受脂類過氧化作用 。 由于 SOD酶的存在 ， 因此正常情況下 ， 精子的游動能力相對較弱 。 當精液進入女性的生殖道時 ， SOD酶在生殖道的酸性環(huán)境中失活 ， 精子受到一定程度的脂類過氧化作用 ， 此時精子的活動能力加強 ， 游動速度加快 ， 從而增加其受精機率的作用 ， 這一過程稱為精子的激活 。 精子被激活后 ， 可繼續(xù)沿著輸卵管向卵巢方向快速游動 ， 直到受精為止 。 然后受精卵順著輸卵管回到子宮里定居 ， 繼續(xù)進行胚胎發(fā)育 。 這一過程稱為 “ 著床 ” 。 四 、 肝臟的解毒作用 解毒作用實際上是肝細胞中的細胞色素 p450催化的各類 “ 外來物質 ” 的羥化作用 。 “ 外來物質 ”可包括許多不同種類的東西 ， 從藥物到毒物 ， 如各種藥物 、 抗生素 、 脂肪酸 ， 各種致癌物質 ， 各種麻醉劑 、 殺蟲劑 、 除草劑 、 烷烴系列石油產品及其燃燒產物等等 。 這些 “ 外來物質 ” 在一定劑量內可被羥化而排出體外 ， 即被解毒 。 因劑量過大使機體忍受不住 ， 就會中毒 。 機體對 “ 外來物質 ” 的解毒作用主要在 肝細胞中進行 ， 該過程需要超氧陰離子的參與 。 其解毒過程如下： p4503+ + 底物 （ S） p4503+S p4502+S + O2 SOH H2O 2H+ p4503+SOH p4503+S 圖 41 肝臟的解毒過程 H+ O2． 五 、 果實的成熟和植物組織創(chuàng)傷的影響 1． 果實的成熟和老化 果實的成熟和老化是一個嚴格控制氧化的過程 。 在成熟過程中 ， 水果或果實中的游離 SH基團降低 ， 同時大量積累了 H2O2和脂類過氧化物 。 由此可見 ， 成熟過程可用增加水果中 H2O2的含量的處理方法來進行催熟 。 2． 植物對創(chuàng)傷的 “ 響應 ” 植物組織中含有幾種特殊的氧化酶類 ， 當組織受傷時 ， 這些酶被釋放出來 ， 在氧的作用下 ， 氧化酶對受傷部位組織的不飽和脂肪酸進行過氧化作用 ，使它變成脂類過氧化物及其降解產物 —— 醛類物質 。 植物組織受破壞形成的脂類過氧化物和醛類物質在殺死企圖進入傷口的細菌和真菌方面起著重要作用 。 六 、 其它 自由基的生理功能還有許多方面 ， 如前列腺素的的合成 ， 木脂素的形成與毀壞 ， 植物的光合作用等 。 第五章 缺血重灌流 — 自由基對組織的損傷 一 、 缺血重灌流的活性氧自由基產生機制 二 、 缺血時間與重灌流的組織損傷效應 三 、 缺血重灌流對組織器官的損傷 （ 實例 ） 缺血引起的組織損傷是致死性疾病的主要原因 ， 例如冠狀動脈病和中風 。 但有許多證據說明僅僅缺血還不足以導致組織損傷 ， 只有在一段時間后 ， 血流又突然恢復 （ 即重灌流 ） 時才出現損傷 。 缺血組織重灌流時所造成的微血管和實質器官的損傷主要是由 活性氧 起作用的 ， 這在多種器官的損傷中已得到證實 。 如在創(chuàng)傷性休克 、 外科手術 、 器官移植 、 燒傷 、 凍傷和血栓等血液循環(huán)障礙時都出現缺血 —— 重灌流損傷 。 一 、 缺血重灌流的活性氧自由基產生機制 黃嘌呤氧化酶 是 缺血重灌流時活性氧自由基產生的主要原因 。 它存在于機體的各種組織中 。 機體在正常情況下所攝取的食物一般不能直接提供能量 ， 其中一部分能量直接轉化為熱能 ，以維持我們機體的正常體溫 ， 另外一部分則轉化為生物能 ， 然后以生物能的形式向各組織提供所需的能量 ， 以維持機體的正常生理功能 。 這種能量的轉化方式需要一種能量的中轉載體 ，即 ATP（ 三磷酸腺嘌呤核苷 ， 簡稱 三磷酸腺苷 ） 。其供能方式如下： ATP 有 氧 ADP + Pi + 能量 當機體缺血時 ， 缺血的組織處于臨時缺氧狀態(tài) ， 此時 ATP的供能方式為： ATP 缺氧 AMP + 能量 缺氧 腺嘌呤核苷 缺氧 次黃嘌呤核苷 缺氧 次黃嘌呤 由此可見 ， 機體缺血時組織中就會積累大量的次黃嘌呤 。 當血液恢復供應時 （ 即重灌流 ） ， 氧分子重新進入組織 ， 與組織中積累的次黃嘌呤和黃嘌呤氧化酶發(fā)生反應 ， 生成大量的活性氧 O2 、H2O2 和 OH 這些具有細胞毒性的自由基或活性氧使 細胞膜脂類過氧化 ， 使組織中的透明質酸和膠原蛋白降解 ， 改變了細胞的結構和功能 ， 造成組織損傷 。 其全過程如下圖所示： ATP 組織損傷 AMP LOOH 腺嘌呤核苷 OH 次黃嘌呤核苷 Fe2+ 次黃嘌呤 黃 嘌 呤 氧 化 酶 尿酸 + O2 + H2O2 重 灌 流 圖 51 缺血重灌流導致組織損傷示意圖 LH 缺 血 二 、 缺血時間與重灌流的組織損傷效應 由圖 51可以看出 ， 缺血重灌流時活性氧自由基的產生與組織中積累的次黃嘌呤有關 。 即活性氧自由基主要由組織中積累的次黃嘌呤和黃嘌呤氧化酶在有氧情況下發(fā)生反應生成 ， 而次黃嘌呤是缺血時組織中的 ATP代謝形成并積累在組織中的 。 因此 ， 組織缺血時間越長 ， 所積累的次黃嘌呤就越多 ， 當血液重新供應時 ， 生成的活性氧自由基也就越多 ， 對組織的損傷程度就越大 。 所以 ， 組織的損傷程度與其缺血時間成正比 。 當然 ， 當組織長時間缺血時 ， 因為細胞得不到氧氣而死亡 ，從而導致組織或器官的壞死 ， 這就談不上自由基的