分子药理学作业 自由基
自由基
自由基
一．定义：自由基，机体氧化反应中产生的有害化合物，具有强氧化性，可损害机体的组织和细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。
二.自由基的形成：自由基又称游离基，是具有非偶电子的基团或原子，它有两个主要特性：一是化学反应活性高；二是具有磁矩。
在一个化学反应中，或在外界（光、热等）影响下，分子中共价键分裂的结果，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子；若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子（或基团），则形成自由基。
三．产生自由基的方法：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。
四．自由基在衰老发生发展中的作用及机制：
1.脂褐素的形成
2.线粒体DNA突变
3.诱导细胞凋亡
4.蛋白质合成减少
五．自由基攻击的目标
1.核酸
2.蛋白质
3.脂质
4.不饱和脂肪酸
六．自由基致病的原因
自由基是一个健康平衡的问题，也许在人类的自然状态下，免疫系统所必须得氧化势能，也就是自由基，和自由基天然的对手进化剂之间，曾经有过一个协调的平横。
可惜的是，这种关系渐渐地发生了危险的偏斜；随着越来越严重的环境污染，我们必须面对持续增加的自由基和越来越弱的与之抗衡的力量。
氧化剂的精神压力已经被预设好了。
自由基
5/辐射(电磁辐射和粒子辐射会在体内产生自由基。)
6/吸食烟草(吸烟会产生大量的自由基。)
7/非有机微粒(吸入石棉、石英、或矽尘，吞噬细胞会在肺部产生自由基。)
8/气体(臭氧会产生自由基。)
9/其它(发烧、使用大量类固醇、或甲状腺机能亢进等情况会提高体内的代谢速率而产生较多的自由基。空气中的工业废气、杀虫剂、麻醉气体、有机溶剂也会在体内产生自由基。)炒菜时产生的油烟中/吸烟，吸烟最直接产生自由基
产生自由基的：
1/自动氧化(体内一些分子，例如儿茶酚胺、血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素C和巯基在氧化的过程中会产生自由基。)
2/酶促氧化(一些经由酶催化的氧化过程会产生自由基。)
3/ 呼吸带入(吞噬细胞在清除外来微生物时会产生自由基。)
4/药物(例如某些抗生素、抗癌药物会在体内产生自由基，特别是在高氧状态。)
通过呼吸系统吸入的自由基决不仅仅来自炒菜和吸烟，象汽车尾气、工业生产废气等等环境污染产生的大量自由基也会在人们日常生活运动中被无防备的吸入。
散布在空气中，使用的化妆品中的自由基还会直接攻击人的皮肤，从表皮细胞中抢夺电子，使皮肤失去弹性，粗糙老化产生皱纹。
人体低密度脂蛋白简称LDL
保护机制：
1/超氧化物歧化酶——催化把两个O2?.转变为H2O2和O2的反应，抗氧化能力来自其所含之镁、铜、或锌，其浓度可被诱导而提高。
6/谷胱甘肽(细胞内最重要的抗氧化物，其巯基(SH)可以接收自由基的电子。)
7/机体内还存在为数众多的小分子抗氧化剂.如胆红素，尿酸，类黄酮，
类胡萝卜素等
防老化的习惯
拒绝抽烟
《分子药理学》第二章 自由基与疾病
二、自由基对蛋白的损伤
1. 蛋白质活性部位的修饰 2. 蛋白质结构的破坏
休克时中性粒细胞被激活，此过程中出现呼吸爆发 （respiratory burst），在细胞膜NADPH氧化酶催化 下，O2从NADPH获得电子，产生超氧阴离子 。在上 述反应中，NADPH氧化酶的激活起重要作用。正常状 态下，该酶处于静止状态，休克时多种体液因子如补 体、细菌、内毒素、PAF、LT等均可起激活作用。呼 吸爆发产生 后，又可经一系列反应生成H2O2、 OH• 等多种氧代谢产物，但它们的半衰期很短，在细胞外 参与邻近靶分子的反应。因此细胞膜被认为是主要的 损伤部位，而H2O2还能通过靶细胞膜上的阴离子通道， 扩散进入靶细胞，参与细胞内的分子反应，引起细胞 损伤。
2. 脂自由基对蛋白质分子的进攻
在自由基的作用下，胞浆与膜蛋白以及某些酶的分子 可发生交联、聚合或肽腱断裂，使蛋白质和酶结构破 坏、活性丧失。前面已述及，膜的脂质微环境改变， 也影响膜蛋白和酶的功能，如Na+ -K+-ATP酶失活， 使Na+ 内流增多；Na+-Ca2+ 交换增强，使细胞内钙 超负荷。近年来特别注意到，在缺血/再灌注使微粒体 及质膜上的脂加氧酶（lipooxygenase）及环加氧酶 （cyclooxygenase）激活，催化花生四烯酸代谢， 在增加自由基产生及脂质过氧化的同时，还形成具有 高度活性的物质，如前列腺素、血栓素、白三烯等。 许多实验证明，缺血特别是再灌注时血栓素形成增加， 前列环素形成减少，从而产生微循环障碍，与无复流 现象有关。
（3）破坏核酸和染色体 自由基可以导致碱基改变、DNA断裂和染色体畸变，
这些改变80%由OH•引起。OH•易与脱氧核糖及碱基 起反应并使其改变。
自由基
何为不成对电子？
当一个原子的外层电子层上两个电子的自转方 向相反时称为成对电子。当两个电子自转方向 相同时，称为不成对电子。如只有单独一个电 子，就必定是不成对电子了。
何为“自由”基？
如果这些化学物质中的原子或原子团的电子有 一个或多个不成对时，它们就只得靠“掠夺” 别的化学物质的电子来保持稳定。因其化学物 质特别活泼，容易和别的化学物质发生化学反 应，由此冠名“自由”。
活性氧自由基
体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过 程。但过多的活性氧自由基就会有破坏作用，导致人体正 常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。如心脏病、老 年痴呆症、帕金森病和肿瘤。此外，外界环境中的阳光辐 射.空气污染.厨房油烟.吸烟.垃圾食品.汽车尾气.农药等都 会使人体产生更多活性氧自由基，使核酸(主要是贮存遗 传信息和传递遗传信息。包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖 核酸(DNA)两类。 )突变，这是人类衰老和患病的根源。
自由基在衰老发生发展中的作用及机制
1 脂褐素的形成 过量的· OH氧化细胞膜中不饱和脂肪酸引起脂质 过氧化、交联、聚合成脂褐素(一种难以消除的惰性 废物)，它堆积在细胞内毒害细胞，阻止细胞内物质 和信息的传递。脂褐素在皮肤细胞中堆积，形成老年 斑；在脑细胞中堆积，则会引起记忆减退或智力障碍， 甚至导致老年性痴呆症；在心肌细胞中堆积，心脏功 能减退。胶原蛋白聚合则引起皮肤失去张力和弹性， 皱纹增多以及老年性骨质增生。这些都是衰老的基本 特征
何为“链式反应”？
自由基掠夺了别的分子中原子或原子团的电 子后，那些原子或原子团因为缺乏电子而成为 新的自由基，这个新的自由基又会去“掠夺” 别的分子中原子或原子团的电子，这样的反应 像链子一样不断地“传递”下去。
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。
什么是自由基
什么是自由基？自由基(free radical)是指能独立存在，含有未成对电子的原子，原子团、分子或离子。
如含有不成对电子的氧则称为氧自由基(oxygen free radical，OFR), 占机体内自由基的95%以上，它是人体内氧化过程中释放的一种活泼的有害物质。
它在体内肆意掠夺其它分子的电子，破坏了细胞、DNA、RNA和蛋白质的结构，使体内细胞组织、器脏的功能降低、并不能被再修复，使体内的免疫系统功能下降，从而导致各种疾病的发生、甚至死亡。
在正常情况下，人体内的自由基主要有：过氧基Peroxyl Radical (ROO.) 、氢氧基Hydroxyl. Radical (OH)、高氧基Superoxide Radical (O2)、氮氧基Nitric Oxide (NO.)等几种。
自由基对人体，亦敌亦友，是处于不断产生与清除的动态平衡之中。
一方面自由基是机体防御系统的组成部分，如不能维持一定水平的自由基则会对机体的生命活动带来不利影响，但另一方面如果自由基产生过多或清除过慢，它通过攻击生命大分子物质及各种细胞，会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。
1956年，英国著名的哈曼博士提出了在医学界和抗衰老领域里享有盛誉的《自由基衰老理论》，理论中称自由基是“百病之源”，人类衰、老、亡的“元凶”。
在化学结构上，自由基是指未配对电子的基因、分子或原子，以小圆点（·）来表示未配对的电子。
人体内的自由基，主要有各种化合物分子中的共价键在外界（如光、热、染发剂等）作用下分裂成含有不成对价电子的原子或原子团，成为不稳定的自由基。
它有很大的能量从稳定的原子或分子上夺得一个电子以求达到平衡，这样就会使被夺走电子的原子或分子成为不稳定的新的自由基，形成连锁反应，不断形成新的自由基。
自由基在生物体内普遍存在，按其化学结构自由基可为分为三种类型：①半醌类自由基，如黄素类半醌自由基；②氧中心自由基，简称氧自由基，包括超氧阴离子自由基(O2 )、羟自由基(·OH)、烷氧自由基(RO·)、烷过氧自由基(ROO·)、氢过氧自由基(HOO·)。
自由基名词解释
自由基名词解释
自由基是指分子或原子中具有部分未成对电子的一类高度活跃的化学物质。
自由基可以是原子自由基或分子自由基，其特点是具有不成对的电子，使其非常活跃和不稳定。
在化学反应中，自由基的生成和消亡过程对反应速率和反应的产物种类和数量起着重要的调控作用。
自由基可以通过光照、热能、氧化还原反应和分解反应等多种方式生成。
在光解反应中，光照可以打断化学键，使大分子化合物裂解为小分子自由基。
氧化还原反应中，电子的转移也可以生成自由基。
自由基也可以通过分解反应生成，例如超氧自由基的生成就来自于超氧化物分子的解离。
自由基在生物体内有重要的作用。
在机体中，氧代谢是自由基生成的主要途径。
生物体中的自由基与细胞氧化酶反应，释放能量并参与生物体的调节和平衡。
然而，当自由基的生成超过机体的清除能力时，会产生过量的自由基，对生物体造成危害。
自由基对生物体的影响主要表现在氧化应激中。
自由基可以氧化细胞膜、DNA、蛋白质和其他生物大分子，造成细胞结构
和功能的损害。
自由基也可以参与衰老、疾病和癌症等病理过程。
抗氧化剂是一类可以清除自由基的物质，可以帮助减少自由基对机体的损害。
然而，自由基也有其正面的作用。
在免疫系统中，自由基可以帮助杀死细菌和病毒，保护机体免受感染。
自由基也可以参与药物分解和合成等化学反应，对药物治疗具有一定的作用。
总之，自由基是一类具有不成对电子的高度活跃的化学物质。
它在化学反应中起着重要的调控作用，并在生物体内有重要的功能。
适当控制自由基的生成和消亡对维持生物体的健康非常重要。
自由基的名词解释
自由基的名词解释自由基是一个在化学中非常重要的概念。
它是指那些含有一个或多个未成对电子的分子或原子。
这一不稳定结构使得自由基具有高度的反应性，可以与其他分子发生化学反应。
一、自由基的形成自由基的产生来源广泛，包括自然界和人体内外的化学过程。
光照、辐射和热量等自然条件可能引发分子的电离或裂解，从而产生自由基。
此外，人体的新陈代谢过程中也可能产生自由基。
例如，呼吸过程中形成的活性氧化物就是一种自由基。
二、自由基的反应性自由基具有极强的反应性，这是由于其未成对电子的存在。
自由基可以与其他分子中的电子形成化学键或从其他分子中夺取电子，导致分子之间的电子重排或断裂。
这种反应常常引发链式反应，其中一个自由基的形成会在反应过程中产生更多的自由基。
三、自由基的生物学作用自由基在生物体内具有重要的生物学作用。
在免疫系统中，自由基可以发挥杀灭细菌和病毒等病原体的作用。
此外，自由基还参与维持正常的细胞功能。
然而，当自由基的产生和清除不平衡时，就会导致氧化应激，造成细胞的损伤和组织的炎症。
四、自由基与健康问题自由基与一系列健康问题有关。
例如，自由基可以引发动脉粥样硬化，这是一种心血管疾病。
自由基对脂肪、蛋白质和DNA等生物分子的氧化损伤也与人体衰老过程有关。
此外，自由基还被认为是一些慢性病如癌症、糖尿病和神经退行性疾病的重要因素。
五、抗氧化剂的作用由于自由基对健康的负面影响，科学家们开始研究抗氧化剂的作用。
抗氧化剂可以与自由基反应，从而减少自由基的产生或清除已经形成的自由基，从而减轻氧化应激的损伤。
一些食物如水果、蔬菜和全谷物就富含抗氧化剂，因此饮食中适量摄入这些食物有助于维持健康。
六、应对自由基的方法为了保护健康，我们可以采取一系列措施来应对自由基的负面影响。
首先，保持健康的生活方式和均衡的饮食是最基础的方法。
其次，避免或减少暴露在辐射和污染物中，例如UV射线和化学物质等。
此外，适量运动和定期体检也有助于维持身体的健康。
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分子药理学作业--自由基与疾病
天然药物与免疫工程重点实验室药物化学王婷
自由基是机体氧化反应中产生的有害化合物具有强氧化性，可损害机体的组织和细胞，进而引起慢性疾病和衰老效应。
通过学习我对自由基的了解分为以下三大部分:
一、生物体中的主要自由基
(一) 氧中心自由基
、线粒体、黄嘌呤氧化酶等
1.超氧阴离子：CytP
450
等
2. 过氧化氢：羟自由基、单线态氧O
2
(二) 氮中心自由基
1. 一氧化氮NO
2. 过氧亚硝基阴离子ONOO-
(三) 半醌类自由基
二、自由基的生理学意义
1. 蛋白质活性的调控
包括氧张力感受与黄嘌呤脱氢酶向黄嘌呤氧化酶的转化
2. 自由基作为信号分子对基因转录的调控
包括对转录因子AP-1的激活和对核转录因子KappaB(NF-kB)的调控
3. 氮自由基NO的生理功能
三、自由基对人体的损伤
自由基对核酸、蛋白质、脂质均有较大损伤：
1、破坏细胞膜。
细胞膜极富弹性和柔韧性，它的电子很容易丢失，因此，细胞
膜极易遭受自由基的攻击。
一旦被自由基夺走电子，细胞膜就会失去弹性并丧失其功能，从而导致细胞内环境紊乱，心脑血管疾病等各种疾病。
2、使血清抗蛋白酶失去活性。
分子结构改变，可使蛋白质变性。
3、损伤基因导致细胞病变。
复制转录、翻译等过程的错误，细胞死亡或癌变(癌
肿瘤的发生) 。
4、对脂肪组织的攻击。
当氧自由基攻击遍布全身的脂肪组织时，它们会“击中”
在血液中漂浮的胆固醇的微滴。
当击中的是坏的低密度胆固醇，它会被氧化。
结果是胆固醇变得更粘稠（泡沫状），粘稠到会黏附在动脉管壁上粗糙的地方。
这些发生后，血栓就开始形成，最后导致动脉堵塞、心脏病发作或中风。
目前发现，几乎所有疾病的产生都和自由基相关。
自由基 VS 癌症
1、每一种癌症发生都有其不同的原因,这些致癌原因之所以会导致发病,自由基数量的增加是主要的原因之一；
2、启动细胞核中的致癌基因；
3、致癌基因会开始改变正常的DNA（去氧核糖核酸），造成染色体与细胞突变，
发展成癌前细胞；最后形成真正的恶性肿瘤细胞,也就是癌细胞；
自由基ＶＳ糖尿病
胰脏中的β细胞会分泌胰岛素，一旦β细胞被自由基氧化，胰岛素功能将停止，形成糖尿病。
自由基和动脉粥样硬化
胆固醇可以分为好的胆固醇和坏的胆固醇，其中坏的胆固醇称为低密度脂蛋白,简称ＬＤＬ。
ＬＤＬ很容易被自由基氧化，被氧化的ＬＤＬ经过一连串的变化，就会形成泡沫细胞，这些泡沫细胞长得正像我们吃的粥一样，会附着在我们的血管壁上，当这些粥状物质积到一定程度，会阻塞血管或与血管脱离，形成血栓。
血栓会将血管阻塞，如果发生在供应心脏血液的冠状动脉，就是冠心病；如果发生在脑部，就会造成中风。
自由基ＶＳ帕金森综合症
自由基破坏脑部细胞，使得神经传导物质多巴胺（Dopamine）缺失所造成．
自自由基ＶＳ风湿性关节炎
常有病毒或细菌入侵身体时，白血球会制造大量的自由基来消灭外来的病菌；但是过量的自由基除了吞噬病毒和细菌，也伤害附近的组织细胞，使发炎症状恶化。