自由基
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自由基名词解释植物生理学
自由基名词解释植物生理学
自由基 (Free radical) 是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。
自由基的化学性质非常活泼，可以与其他分子发生反应，从而影响植物的生理代谢和生长发育。
在植物生理学中，自由基通常是指在植物体内产生的有害氧化物质，它们可以通过植物体内的抗氧化系统来清除，以保持植物体内自由基的平衡。
植物生理学研究中发现，自由基可以影响植物的水分代谢、能量代谢和物质代谢，从而影响植物的生长发育和抗逆能力。
例如，自由基可以破坏植物细胞膜和细胞壁，导致细胞死亡和组织损伤。
同时，自由基还可以引发植物体内的炎症反应，促进植物免疫系统的启动，从而增强植物的抗逆能力。
因此，自由基在植物生理学中具有重要的研究价值。
通过对自由基的理解和调控，可以进一步提高植物的生长发育和抗逆能力，从而为植物育种和农业生产提供有力的科学支持。
(完整版)自由基的基本概念
.2 自由基的基本概念
▪ 自由基的存在被很多科学实验证实,已经被证实的自由基
有三类。
▪ ⒈ 原子自由基 ▪ 自由基是一个原子。如：
HH
2H
Cl Cl 光 2Cl H 、Cl , 都为原子自由基
▪ ⒉ 基团自由基 ▪ 自由基是一个基团。
O
O
O
▪ C6H5 C O O C C6H5 2C6H5 C O 2C6H5 + 2CO2
O
C6H5 C O (苯甲酰氧自由基) 为一个基团自由基。
C6H5 (苯基自由基)也为一个基团自由基。
2.2 自由基的基本概念
CH3
CH3
CH3
CH3 C N N C CH3
2CH3 C + N2
CN
CN
CN
CH3
CH3 C
(异丁腈基自由基)为一个基团自由基。
CN
⒊ 离子自由基 自由基是一个离子。如过硫酸钾分解：
2.2 自由基的基本概念
一、 自由基(radical,free radical) 二、 自由基的种类
⒈ 原子自由基 ⒉ 基团自由基 ⒊ 离子自由基 三、 自由基的性质 ⒈ 电子不饱和性 ⒉ 具有较高的能量 四、 自由基的稳定性及其影响因素 ⒈ 取代基的电子效应对自由基稳定性的影响 ⒉ 取代基的空间效应对自由基稳定性的影响
作业:⒈
2.2 自由基的基本概念
• ⒈ 取代基的电子效应对自由基稳定性的影响 ⑴ 取代基的共轭效应对自由基稳定性的影响 如果自由基与共轭取代基连接,如
CH2 CH2 CH CH2 CH3 CH2 CH3
稳定性减弱
由于自由基的电子不饱和性,其电子云易发生流动，与共轭 取代基发生共轭或超共轭。共轭的结果,使自由基电子云密度降 低,从而降低了自由基的能量,所以自由基的稳定性增强。
▪ 自由基的存在被很多科学实验证实,已经被证实的自由基
有三类。
▪ ⒈ 原子自由基 ▪ 自由基是一个原子。如：
HH
2H
Cl Cl 光 2Cl H 、Cl , 都为原子自由基
▪ ⒉ 基团自由基 ▪ 自由基是一个基团。
O
O
O
▪ C6H5 C O O C C6H5 2C6H5 C O 2C6H5 + 2CO2
O
C6H5 C O (苯甲酰氧自由基) 为一个基团自由基。
C6H5 (苯基自由基)也为一个基团自由基。
2.2 自由基的基本概念
CH3
CH3
CH3
CH3 C N N C CH3
2CH3 C + N2
CN
CN
CN
CH3
CH3 C
(异丁腈基自由基)为一个基团自由基。
CN
⒊ 离子自由基 自由基是一个离子。如过硫酸钾分解：
2.2 自由基的基本概念
一、 自由基(radical,free radical) 二、 自由基的种类
⒈ 原子自由基 ⒉ 基团自由基 ⒊ 离子自由基 三、 自由基的性质 ⒈ 电子不饱和性 ⒉ 具有较高的能量 四、 自由基的稳定性及其影响因素 ⒈ 取代基的电子效应对自由基稳定性的影响 ⒉ 取代基的空间效应对自由基稳定性的影响
作业:⒈
2.2 自由基的基本概念
• ⒈ 取代基的电子效应对自由基稳定性的影响 ⑴ 取代基的共轭效应对自由基稳定性的影响 如果自由基与共轭取代基连接,如
CH2 CH2 CH CH2 CH3 CH2 CH3
稳定性减弱
由于自由基的电子不饱和性,其电子云易发生流动，与共轭 取代基发生共轭或超共轭。共轭的结果,使自由基电子云密度降 低,从而降低了自由基的能量,所以自由基的稳定性增强。
自由基生物学
R·+ X-SH
R-H + X-S·
2X-S·
X-S-S-X
由此可见，硫醇类有机物在生物系统中是一种有
效的自由基清除剂（详见第三章）。
（3）耗氧反应
R· + O2 RO2· + A-H
RO2· R-OOH + A·
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。
（4）歧化反应
脂类过氧化作用对于理解自由基对细胞的损伤也是 重要的。
即R·可从不饱和脂肪酸分子上夺走氢，使其变成自 由基，……不饱和脂肪酸自由基再吸收氧而形成败酸。 败酸再和组织蛋白质结合形成脂褐质，俗称老年斑， 即动物和人的神经细胞、心脏、肝及皮肤在老年时出 现的点状或弥散状色素沉着。其反应通式如图1-1：
（-CH=CH-CH2-）+ R· RH +（-CH=CH-HC·-） O2
夺氢反应：
OH·可从醇类上夺走一个氢原子，并与之结合生成 水，使醇碳原子带有一个不成对电子。以乙醇为例：
CH3CH2OH + OH·
CH3C·HOH + H2O
两个碳自由基可通过不成对电子构成共价键而生
成非自由基产物： CH3C·HOH + CH3C·HOH
CH3CHOH CH3CHOH
OH·与生物膜上的卵磷脂就是通过夺氢 反应产生碳自由基而造成膜损伤的。当 OH·攻击糖，例如DNA中的脱氧核糖时，能 产生许多不同的产物，其中有些具有致突 变作用。
（-CH=CH-CH2-） + （-CH=CH-HCO2·-）
O-OH
（-CH=CH-CH-）（ 败 酸 ） 图1-1 老年斑形成过程
第二章 活 性 氧
什么是自由基
什么是自由基？自由基，化学上也称为"游离基"，是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。
(共价键不均匀裂解时，两原子间的共用电子对完全转移到其中的一个原子上，其结果是形成了带正电和带负电的离子，这种断裂方式称之为键的异裂。
)在书写时，一般在原子符号或者原子团符号旁边加上一个"·"表示没有成对的电子。
如氢自由基(H·，即氢原子)、氯自由基(Cl·，即氯原子)、甲基自由基(CH3·)。
自由基产生方法①引发剂引发，通过引发剂分解产生自由基②热引发，通过直接对单体进行加热，打开乙烯基单体的双键生成自由基③光引发，在光的激发下，使许多烯类单体形成自由基而聚合④辐射引发，通过高能辐射线，使单体吸收辐射能而分解成自由基⑤等离子体引发，等离子体可以引发单体形成自由基进行聚合，也可以使杂环开环聚合⑥微波引发，微波可以直接引发有些烯类单体进行自由基聚合。
自由基的害处途径一抗氧化枢机自由基是无处不在的，自由基对人体攻击的途径是多方面的，既有来自体内的，也有来自外界的。
当人体中的自由基超过一定的量，并失去控制时，这些自由基就会乱跑乱窜，去攻击细胞膜，去与血清抗蛋白酶发生反应，甚至去跟基因抢电子，对我们的身体造成各种各样的伤害，产生各种各样的疑难杂症。
人类生存的环境中充斥着不计其数的自由基，我们无时无刻不暴露在自由基的包围和进攻中。
离我们生活最近的，例如，炒菜时产生的油烟中，就有自由基，这种油烟中的自由基使经常在厨房劳作的家庭妇女中餐大厨肺部疾病和肿瘤的几率远远高于其他人；此外，还有吸烟，吸烟最直接产生自由基。
吸烟的过程是一个十分复杂的化学过程，您知道您吸食一只香烟的时候您就象开起了一座小化工厂，它产生了数以千计的化合物，其中除了早在80年代以被认知的焦油和烟碱外，还存在最大最难以控制的就是多种自由基。
自由基
自由基是客观存在的，对人类来说，无论是体内的 还是体外的，自由基还在不断地，以前所未有的速 度被制造出来。
• 好处：自由基在人体保健中，其实担当了极为重
要的角色。生命体遇上了对其有害的细菌和病毒，便 会产生出一些游离基，而当这些细菌和病毒接触到这 些游离基时，便会因为与游离基产生了强烈的化学反 应，而结果给破坏、消灭和杀死。换言之，在正常情 况下，游离基是生命体最好的军队。但是它既会破坏 消灭外来细菌和病毒，亦会攻击破坏杀害生命体本身 正常的 细胞。而生命体奇妙有趣之处，乃是当他发觉 有游离基要破坏人细胞时，生命体各个细胞核中的超 氧化物歧化酶（SOD）就会产生作用，去除游离基， 避免了游离基对细胞进行的氧化破坏活动。
Hale Waihona Puke •坏处• 氧化脂质:如细胞膜上脂质被氧化，使养分无法 进入细胞，使细胞坏死，人体老化 • 攻击蛋白:令蛋白失去功能，或形成大分子，甚 而断裂，引起病变。发生在皮下之胶原组织，会 令皮肤失去弹性、筋骨僵硬等。 • 自由基对DNA的破坏:主要是造成DNA股的切断 或碱基的修改，发生基因突变
• 把自由基想像成体内的黑道份子，个性顽劣，喜 欢欺负善良百姓。但是他们也并非毫无用处，如 果有细菌病毒入侵我们的身体，自由基一样会有 防御功能，消灭外来病菌，只是他好坏不分，假 使体内自由基的量超过平衡，就会对正常的细胞 造成威胁。
自由基
什么是自由基
• 自由基，化学上也称为“游离基”，是指化合物 的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而 形成的具有不成对电子的原子或基团。因为本身 多了一个负电子，为求令本身稳定下来，便会很 倾向与其 他东西产生化学反应作用。十分活泼， 存在时间短。如氢自由基（H· ，即氢原子）、氯 自由基（Cl· ，即氯原子）、甲基自由基（CH3· ） • 自由基是客观存在的，对人类来说，无论是体内 的还是体外的，自由基还在不断地，以前所未有 的速度被制造出来。
自由基
子，不是自由基，但其具有强烈的生物活
性，也被与自由基同等看待。例如H2O2不 是自由基，但在生化反应中极易生成羟自 由基（OH· ），故被称为活性氧。
（三）自由基的性质 1. 自由基在机体生化反应中不断生成， 机体对体内的自由基有一套完整的调控系 统。 2. 自由基具有高度的化学活泼性，极 易与相邻的物质发生电子的得、失交换，参 与生化反应，自由基是一把双刃剑。
2.自由基作为独立“分子”行使生理功能 （1）对蛋白质活性的调控：还原/氧化 型谷胱甘肽（GSH/GSSG）起重要作用。 （2）作为信号分子对基因转录的调控： 自由基调控转录因子AP-1的激活，从而调 控基因转录。 （3）氮自由基（NO· ）对血管松驰因子、 神经信使分子、免疫效应分子进行调控。
（五）自由基损伤 自由基的生成通常是 在机体的严格调控下进行的，当自由基的生 成超出了机体的抗氧化防卫能力时，则会造 成细胞的损伤。自由基损伤被认为是组织损 伤的主要分子机制之一。 1.自由基对核酸的损伤：造成DNA损伤 的主要自由基是OH· ，它对碱基、脱氧核糖、 磷酸二酯键骨架都能造成损伤，依据损伤程 度的不同，可引起突变、凋亡或坏死等。据 有关专家估计，DNA的氧化损伤频率可达： 1000次/每个基因组· 每个细胞· 每天。
3. 自由基参与许多生命活动中的生化 反应，如氧化还原反应、光合作用等，在维 持生命正常活动中起着重要作用。 4. 当自由基生成的数量或时空定位出 现异常，超出机体的调控能力时，自由基将
造成组织的损伤，核酸、蛋白质、脂质等大
分子物质最易受自由基破坏和攻击。
（四）自由基的生理意义 1. 参与重要化学反应：氨基酸的氧化 脱氨，胶原蛋白合成过程，前列腺合成过 程等，都有自由基反应。
1. 活性氧和自由基的清除酶系统 超氧 化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽 过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽转硫酶(GST)、 同蓝蛋白等酶内物质，均显示出重要的抗氧 自由基特性。 2. 非酶性抗氧化剂：维生素E、葫萝卜 素、维生素C等非酶性抗氧化剂，在基体的抗 氧化防御机制中也起了重要作用。
自由基及其检测
•高效液相色谱法（HPLC）
•自动电位滴定法
•极谱法
自旋共振波谱仪(ESR)自旋捕获法
顺磁共振波谱仪示意图
• 生物体内能直接用ESR技术检测研究的自 由基很少，因为体内绝大多数自由基的反 应活性非常高，半衰期很短，使其浓度很 低（10-8M- 10-10M），不能达到目前ESR 技术的检测水平（10-6M -10-7M）
• 解决这一困难的重要方法之一是自由基捕 获技术
自由基(自旋)捕获反应 R∗. + ST → R-SA∗
自由基
自旋捕获剂 (一般为抗磁 性物质 )
自由基加合物 （radical adduct, 长寿命自由基）
使自由基加合物的浓度积累到能被ESR检 测到的水平
自由基捕获剂
通用自旋捕获剂
特异自旋捕获剂
常用的荧光探针有 2 ,7-二氯荧光黄乙酰乙 酸 （DCFH-DA） 、3-氨基，4-氨甲基-2’， 7’- 荧光二乙酸酯（DAF-FMDA） 、双氢罗 丹明123 (DHR) 、 二氢乙锭( DHE) 等
可检测O2- 、 ·OH 和NO
乙酸盐基团 DCFH-DA
DCFH-DA
DAF-FMDA DAF-FMDA
金属络合物
基态
催化剂
两价阴离子氨基肽酸盐(APD) （激发态）
非辐射性跃迁
中性溶液 NO+ H2O2
过氧硝酸盐+鲁米诺
过氧硝酸盐 发光
化学发光测量一氧化氮简便灵敏，灵敏度达到 ～ 1 × 10-13mol / L。
另一种化学发光法测NO
臭氧与一氧化氮反应速度极快，发光强大。
NO+O3→NO2·
NO2· →NO2+h
白膜 蛋
•自动电位滴定法
•极谱法
自旋共振波谱仪(ESR)自旋捕获法
顺磁共振波谱仪示意图
• 生物体内能直接用ESR技术检测研究的自 由基很少，因为体内绝大多数自由基的反 应活性非常高，半衰期很短，使其浓度很 低（10-8M- 10-10M），不能达到目前ESR 技术的检测水平（10-6M -10-7M）
• 解决这一困难的重要方法之一是自由基捕 获技术
自由基(自旋)捕获反应 R∗. + ST → R-SA∗
自由基
自旋捕获剂 (一般为抗磁 性物质 )
自由基加合物 （radical adduct, 长寿命自由基）
使自由基加合物的浓度积累到能被ESR检 测到的水平
自由基捕获剂
通用自旋捕获剂
特异自旋捕获剂
常用的荧光探针有 2 ,7-二氯荧光黄乙酰乙 酸 （DCFH-DA） 、3-氨基，4-氨甲基-2’， 7’- 荧光二乙酸酯（DAF-FMDA） 、双氢罗 丹明123 (DHR) 、 二氢乙锭( DHE) 等
可检测O2- 、 ·OH 和NO
乙酸盐基团 DCFH-DA
DCFH-DA
DAF-FMDA DAF-FMDA
金属络合物
基态
催化剂
两价阴离子氨基肽酸盐(APD) （激发态）
非辐射性跃迁
中性溶液 NO+ H2O2
过氧硝酸盐+鲁米诺
过氧硝酸盐 发光
化学发光测量一氧化氮简便灵敏，灵敏度达到 ～ 1 × 10-13mol / L。
另一种化学发光法测NO
臭氧与一氧化氮反应速度极快，发光强大。
NO+O3→NO2·
NO2· →NO2+h
白膜 蛋
一、 自由基(radical,free radical) 二、 自由基的种类 ⒈ 原子自由基
2CH3
CH3 C + N2 CN
(异丁腈基自由基 为一个基团自由基。 异丁腈基自由基)为一个基团自由基 异丁腈基自由基 为一个基团自由基。
自由基是一个离子。如过硫酸钾分解： ⒊ 离子自由基 自由基是一个离子。如过硫酸钾分解：
K2S2O8 O O K O S O O S O K O O
水溶液中
K2S2O8
图2.2 甲烷分子 正四面体结构
2.2 自由基的基本概念
但当甲烷分子中一个H原子被分离出来后， 但当甲烷分子中一个 原子被分离出来后，形成的甲 原子被分离出来后 · 则为一个不稳定的结构。 基自由基CH3 则为一个不稳定的结构。 基自由基
H H C H H
CH3
+
H
*
H ** H* C * H
图2.3 甲基自由基 电子结构示意图 图2.3 甲基自由基 结构示意图
当自由基与吸电子取代基相连时, 自由基的稳定性增强。 当自由基与吸电子取代基相连时 自由基的稳定性增强。 · ·
2.2 自由基的基本概念
NO2 N N NO2
(1) (2) (3) (4)
NO2 >
C
>
CH2 > HO
O
> CH2
CH CH2
>R
CH C O OR
(6)
>
R CH CN
(7)
>
R CH C O R
2.2 自由基的基本概念
三、自由基的性质 自由基具有电子不饱和性和 电子不饱和性和较高的能量 自由基具有电子不饱和性和较高的能量 ⒈ 电子不饱和性 甲烷(CH4)是一个稳定的化合物。 是一个稳定的化合物。 甲烷 是一个稳定的化合物
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自由基 超氧阴离子 缩写 O2· 半衰期 10-5 sec
羟自由基
过氧化氢 过氧自由基 烷氧基
OH·
H2O2 RO2· RO·
10-9 sec
stable 7sec 10-6 sec
二、自由基的来源
氧化应激反应（细胞吞噬） 金属离子置换 黄嘌呤氧化酶 血红蛋白 核黄素
细胞色素P540 电子传递链
氧化酶类 脂质过氧化 NADPH 氧化还原酶
六、生活中如何对抗自由基
6.2 健康调理
1. 适当运动
医学之父希波克拉底讲过：“阳光、空气、水、和运动，这 是生命和健康的源泉。 过量的运动反而会产生大量自由基
2. 保证睡眠
3. 良好的情绪
Remember It all started with O2
The same thing that makes you live can kill you in the end.
Thank you ！
免疫（白细胞呼吸爆发）：自由基杀灭病原菌
生命能量代谢的基本形式：线粒体中的电子传递
酶促反应：凝血酶、胶原蛋白的合成 肝脏解毒：色素P540对有毒物质的羟化
三、自由基的生理作用
3.2.1 消极作用
脂质过氧化
产物
异 构 前 列 腺 素
壬 烯 醛
丙 烯 醛
丙 二 醛
结果：蛋白质结构功能改变、
细胞膜变性、DNA损伤
五、机体对自由基的调控
抗自由基物质摄取不足
1.体内自由基对细胞的破坏程度过高，引起组织
器官损伤和功能下降 2.继发性衰老和病变
六、生活中如何对抗自由基
思路： 降低生成量
客观存在，改变可能性较小
提高转化率
目前抗自由基主要手段
六、生活中如何对抗自由基
6.1 饮食调理
1. 蔬菜水果——VitaminC、VitaminE、黄酮素、Fe2+ 2. 茶和咖啡——茶多酚、咖啡多酚 3. 红葡萄酒——水杨酸、苯甲酸、白藜 4. 橄榄油——单不饱和脂肪酸 芦醇
呼吸系统 支气管损伤 肺泡损伤 神经系统疾病 阿尔兹海默病 帕金森综合症 肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症 唐氏症 心脑血管系统 动脉粥样硬化 心肌缺血 心肌梗死 克山病 皮肤系统 色斑 脂褐素沉积 紫质症 运动系统 肌营养不良 肌肉萎缩症 其他 衰老 肿瘤 白内障 糖尿病 自身免疫性疾病 肝脏损伤 慢性肾炎
自由基与细胞衰老
Free Radical And Aging
内容提要
一、什么是自由基
二、自由基是如何产生的
三、自由基的生理作用 四、自由基与衰老 五、自由基的生理调控 六、生活中如何对抗自由基
一、什么是自由基
定义：具有不成对电子的原子或基团 Fra bibliotek键词：孤对电子
活性氧
氧原子通过共用电子对形成平衡态
五、机体对自由基的调控
1.SOD 2.CAT
3.GSH-PX（GSH、GST）
4.VitE & VitC
五、机体对自由基的调控
1.SOD（超氧化物歧化酶）
催化的反应：
2O2•- + 2H+ H2O2 + O2
• 广谱抗自由基，体内最重要的抗自由基物质
五、机体对自由基的调控
2. CAT（过氧化氢酶）
催化的反应 : 清除 H2O2 2 H2O2 2 H2O + O2
• 防止脂质过氧化以及蛋白质氧化损伤
五、机体对自由基的调控
3. 谷胱甘肽系统
催化的反应: 清除 H2O2 以及 ROOH
ROOH + 2 GSH ROH + H2O + GSSG
谷胱甘肽的缺乏导致溶血性贫血以及脂质过氧化， 肝脏内的一种重要酶类
氧化损伤导致 的DNA突变
四、自由基与衰老和病变
脂质过 氧化
衰老和 病变
DNA 损伤
蛋白质 变性
四、自由基与衰老和病变
1.脂类代谢紊乱——脂褐素、心脑血管疾病 2.蛋白质变性——酶失活、凝血功能下降 3.DNA损伤——基因突变、癌基因激活
4.细胞衰老、凋亡
四、自由基与衰老和病变 与自由基有关的疾病
二、自由基的来源
ee- + 2H+ O2H2O2 e- + H+ H2O + OH e- + H+ H2O
线粒体电子传递链： O2 血红蛋白自氧化： Hb(Fe2+)-O2 芬顿反应： Fe2+
+ H2O2
metHb(Fe3+) + O2-
Fe3+ + HO + OH-
三、自由基的生理作用 3.1 积极作用
五、机体对自由基的调控
五、机体对自由基的调控
是否有必要抗自由基？
五、机体对自由基的调控
抗自由基物质摄取过量
1.体内出现抗自由基物质过多，长时间引起机体负反馈
调节，使摄取这些物质的能力下降或者排泄能力增强 2.体内自由基被抗下去了，实际上自由基是有很多生物学 效应的，这些生物功能下降，本身就是疾病。比较熟悉的 是，炎症细胞的呼吸爆发过程
三、自由基的生理作用
3.2.2 消极作用
蛋白质变性
蛋白质氧化变性
蛋白质肽链修饰 辅酶/辅基修饰
氨基酸被还原
羰基化、硝基华、卤化
空间结构改变
1.蛋白质凝聚 2.蛋白质肽链断裂 3.酶失活
三、自由基的生理作用
3.2 .3消极作用
DNA损伤
嘌呤和嘧 啶修饰
三、自由基的生理作用
3.2.3 消极作用
一、什么是自由基
O2 + e-=O2 - = -0.33 V (1)
O2- + 2H+ + e-=H2O2 = +0.89 V (2)
H2O2 + H+ + e- =H2O + HO· = +0.38 V (3)
HO·+ H+ + e- =H2O = +2.31 V (4)
一、什么是自由基
几种常见自由基的半衰期
羟自由基
过氧化氢 过氧自由基 烷氧基
OH·
H2O2 RO2· RO·
10-9 sec
stable 7sec 10-6 sec
二、自由基的来源
氧化应激反应（细胞吞噬） 金属离子置换 黄嘌呤氧化酶 血红蛋白 核黄素
细胞色素P540 电子传递链
氧化酶类 脂质过氧化 NADPH 氧化还原酶
六、生活中如何对抗自由基
6.2 健康调理
1. 适当运动
医学之父希波克拉底讲过：“阳光、空气、水、和运动，这 是生命和健康的源泉。 过量的运动反而会产生大量自由基
2. 保证睡眠
3. 良好的情绪
Remember It all started with O2
The same thing that makes you live can kill you in the end.
Thank you ！
免疫（白细胞呼吸爆发）：自由基杀灭病原菌
生命能量代谢的基本形式：线粒体中的电子传递
酶促反应：凝血酶、胶原蛋白的合成 肝脏解毒：色素P540对有毒物质的羟化
三、自由基的生理作用
3.2.1 消极作用
脂质过氧化
产物
异 构 前 列 腺 素
壬 烯 醛
丙 烯 醛
丙 二 醛
结果：蛋白质结构功能改变、
细胞膜变性、DNA损伤
五、机体对自由基的调控
抗自由基物质摄取不足
1.体内自由基对细胞的破坏程度过高，引起组织
器官损伤和功能下降 2.继发性衰老和病变
六、生活中如何对抗自由基
思路： 降低生成量
客观存在，改变可能性较小
提高转化率
目前抗自由基主要手段
六、生活中如何对抗自由基
6.1 饮食调理
1. 蔬菜水果——VitaminC、VitaminE、黄酮素、Fe2+ 2. 茶和咖啡——茶多酚、咖啡多酚 3. 红葡萄酒——水杨酸、苯甲酸、白藜 4. 橄榄油——单不饱和脂肪酸 芦醇
呼吸系统 支气管损伤 肺泡损伤 神经系统疾病 阿尔兹海默病 帕金森综合症 肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症 唐氏症 心脑血管系统 动脉粥样硬化 心肌缺血 心肌梗死 克山病 皮肤系统 色斑 脂褐素沉积 紫质症 运动系统 肌营养不良 肌肉萎缩症 其他 衰老 肿瘤 白内障 糖尿病 自身免疫性疾病 肝脏损伤 慢性肾炎
自由基与细胞衰老
Free Radical And Aging
内容提要
一、什么是自由基
二、自由基是如何产生的
三、自由基的生理作用 四、自由基与衰老 五、自由基的生理调控 六、生活中如何对抗自由基
一、什么是自由基
定义：具有不成对电子的原子或基团 Fra bibliotek键词：孤对电子
活性氧
氧原子通过共用电子对形成平衡态
五、机体对自由基的调控
1.SOD 2.CAT
3.GSH-PX（GSH、GST）
4.VitE & VitC
五、机体对自由基的调控
1.SOD（超氧化物歧化酶）
催化的反应：
2O2•- + 2H+ H2O2 + O2
• 广谱抗自由基，体内最重要的抗自由基物质
五、机体对自由基的调控
2. CAT（过氧化氢酶）
催化的反应 : 清除 H2O2 2 H2O2 2 H2O + O2
• 防止脂质过氧化以及蛋白质氧化损伤
五、机体对自由基的调控
3. 谷胱甘肽系统
催化的反应: 清除 H2O2 以及 ROOH
ROOH + 2 GSH ROH + H2O + GSSG
谷胱甘肽的缺乏导致溶血性贫血以及脂质过氧化， 肝脏内的一种重要酶类
氧化损伤导致 的DNA突变
四、自由基与衰老和病变
脂质过 氧化
衰老和 病变
DNA 损伤
蛋白质 变性
四、自由基与衰老和病变
1.脂类代谢紊乱——脂褐素、心脑血管疾病 2.蛋白质变性——酶失活、凝血功能下降 3.DNA损伤——基因突变、癌基因激活
4.细胞衰老、凋亡
四、自由基与衰老和病变 与自由基有关的疾病
二、自由基的来源
ee- + 2H+ O2H2O2 e- + H+ H2O + OH e- + H+ H2O
线粒体电子传递链： O2 血红蛋白自氧化： Hb(Fe2+)-O2 芬顿反应： Fe2+
+ H2O2
metHb(Fe3+) + O2-
Fe3+ + HO + OH-
三、自由基的生理作用 3.1 积极作用
五、机体对自由基的调控
五、机体对自由基的调控
是否有必要抗自由基？
五、机体对自由基的调控
抗自由基物质摄取过量
1.体内出现抗自由基物质过多，长时间引起机体负反馈
调节，使摄取这些物质的能力下降或者排泄能力增强 2.体内自由基被抗下去了，实际上自由基是有很多生物学 效应的，这些生物功能下降，本身就是疾病。比较熟悉的 是，炎症细胞的呼吸爆发过程
三、自由基的生理作用
3.2.2 消极作用
蛋白质变性
蛋白质氧化变性
蛋白质肽链修饰 辅酶/辅基修饰
氨基酸被还原
羰基化、硝基华、卤化
空间结构改变
1.蛋白质凝聚 2.蛋白质肽链断裂 3.酶失活
三、自由基的生理作用
3.2 .3消极作用
DNA损伤
嘌呤和嘧 啶修饰
三、自由基的生理作用
3.2.3 消极作用
一、什么是自由基
O2 + e-=O2 - = -0.33 V (1)
O2- + 2H+ + e-=H2O2 = +0.89 V (2)
H2O2 + H+ + e- =H2O + HO· = +0.38 V (3)
HO·+ H+ + e- =H2O = +2.31 V (4)
一、什么是自由基
几种常见自由基的半衰期