自由基生物学
自由基
自由基与人体的关系一、什么是自由基正常情况下，参与代谢的氧大多数与氢结合生成水，然而有4－5％的氧将被酶所催化形成超氧阴离子，后者又可形成过氧化氢，它们都属于自由基。
自由基有多种，如氧自由基和羟自由基，是指那些最外层电子轨道上含有不配对电子的原子、离子或分子。
从化学结构上看是含未配对电子的基团，原子或分子。
人体内以氧化形成的自由基最为重要，包括超氧阴离子（O·）、羟自由基（OH·）、烷氧基（RO·）、烷过氧基（ROO·）、氢过氧化物（ROOH）等，它们又统称为活性氧。
存在于体内的非氧化自由基主要有氧自由基（H·）和有机自由基（R·）。
自由基具有高度的氧化活性它们极不稳定，活性极高，它们攻击细胞膜、线粒体膜,与膜中的不饱和脂肪酸反应，造成脂质过氧化增强。
脂质过氧化产物又可分解为更多的自由基，引起自由基的连锁反应。
这样，膜结构的完整性受到破坏，引起肌肉、肝细胞、线粒体、DNA、RNA等广泛损伤从而引起机体的衰老，也是引起各种疾病，诸如炎症癌症、扩张性心肌病、老年性白内障、哮喘等疾患的原因。
故自由基是人体疾病、衰老和死亡的直接参与和制造者。
人体内的自由基是处于不断产生与清除的动态平衡之中。
自由基是机体有效的防御系统，如不能维持有一定水平的自由基则会对机体生命活动带来不利影响。
但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器，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，加速机体的衰老进行过程并诱发各种疾病。
而我们的身体，当然也会有自然产生的自由基清除者来能抑制自由基形成，此外，身体自然制造的酵素，也可中和自由基。
除了这些酵素，我们还可由饮食中摄取天然的抗氧化剂，例如维生素A、C、E及硒，以协助体内清除自由基。
如果人体系统在自由基的充斥下，而自然产生的自由基清除者无法“应付”时，健康就会亮起红灯。
因此，人们在平时就应通过饮食，摄取天然的抗氧化剂，或服用一些补充品，来协助身体破坏自由基。
自由基的产生方法
自由基的产生方法介绍自由基是一种高度活跃且未配对的分子或原子，具有不同的反应性。
自由基的产生方法包括自然生成和人为生成两种途径。
自由基在生物化学、环境科学和工业应用等领域具有重要的作用。
自然生成的方法自然生成的自由基主要来源于以下几种途径：光解反应光解反应是指分子在光照条件下发生解雇，产生自由基。
例如，在大气中，紫外线照射下，氧分子会发生光解反应，形成两个氧原子自由基。
O2+ℎν→2O·辐解反应辐解反应是指分子受到辐射的能量激发后，发生中断化学键，产生自由基。
例如，在生物体内，DNA分子受到紫外线的辐射，产生DNA链断裂的自由基。
氧化反应氧化反应是指物质与氧气发生反应，产生自由基。
例如，在生物体内，氧气可以与免疫系统产生的活性物质发生反应，产生氧自由基，参与抗菌作用。
高温反应在高温条件下，分子的热能增加，化学键变得不稳定，容易断裂，产生自由基。
例如，汽车发动机在高温条件下，燃烧过程中产生大量的氮氧化物自由基。
人为生成的方法人为生成的自由基主要来源于以下几种途径：烟草烟雾中含有大量的自由基形成物质，吸烟会导致体内自由基的产生增加。
吸烟者的体内自由基水平较高，容易受到自由基的损害。
空气污染物空气中的污染物如汽车尾气、工业废气等，释放大量的氧气自由基形成物质。
长期暴露在污染环境中的人，身体内自由基的产生率较高。
电离辐射电离辐射，如X射线、γ射线等，能够产生高能量的电离辐射，使分子发生断裂，释放自由基。
长期接触电离辐射的人，体内的自由基水平会增加。
化学物质某些化学物质具有强氧化性，例如重金属、有机溶剂等，在与生物体接触时，容易产生自由基。
人们在使用这些化学物质时需要注意防护。
自由基对人体的影响自由基对人体有一定的害处，它们具有强氧化性，会引起细胞膜的氧化损伤、DNA的突变、蛋白质的失活等。
长期暴露在高自由基环境中，会导致多种疾病的发生，包括心血管疾病、癌症、老化等。
为了抵御自由基的危害，人体内有一套自由基清除系统，包括酶类、抗氧化物质等。
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
自由基生物学总复习
四、活性氧的清除机制
抗氧化酶
抗氧化剂
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五、体内活性氧增加的原因
1.生成增多
⑴缺氧或利用障碍
⑵长期吸入高浓度氧
⑶缺血及再灌注
2.清除能力降低
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六、防治体内活性氧过量的措施
1.减少活性氧的生成
⑴避免不正确吸入高浓度氧
⑵临床危重病救治时，应尽量缩短缺血时
间和减少氧耗量
⑶使用活性氧生成抑制剂
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O2-·
引发
H2O2
Fe2+ O2-·
HO·
LH
L·
O2
LOO·
LH
L·
LO·+ HO·
LOOH
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三、活性氧的作用
1.活性氧生理作用
⑴参与物质代谢
参与甲状腺素的合成 参与花生四烯酸的代谢
参与ATP的合成
参与药物、毒物的代谢 影响酶活性
⑵杀菌抗肿瘤作用
⑶参与信号传递和基因表达调控
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2.病理损伤作用
长期吸入高浓度氧 贫血和缺氧 机体抗氧化能力下降
活 性 氧 增 多
组 衰老 织 损 疾病 伤
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⑴损伤细胞
①破坏生物膜
活性氧 不饱和脂肪酸 脂质过氧化 膜液态性 流动性 通透性
主要影响：细胞膜
线粒体膜
溶酶体膜 小血管壁
发生改变
功能障碍
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②损伤蛋白质
氨基酸 破坏一级结构
活性氧
肽键 断裂 P· POO· POOP 丙二醛 蛋白质
黄嘌呤 + H2O + O2
尿酸 +2O2- ·+ 2H+
尿酸 + H2O2
黄嘌呤氧化酶
自由基在物种适应性中的作用
自由基在物种适应性中的作用自由基是指一类具有非常活跃的电子自由度的分子或原子，其特点是电子不成对，具有较高的反应性和化学活性。
自由基与物质进行反应，可发生氧化还原反应、加成反应、分解反应等。
自然界中存在大量的自由基，其中最常见的是氧自由基（O·）、超氧化物自由基（O2-·）、过氧化氢自由基（H2O2）、羟基自由基（OH·）等。
这些自由基对生物体有着重要的生理和病理作用，在物种适应性中也起到了一定的作用。
自由基的形成自由基的产生渠道有很多，其中最常见的是体内氧化还原反应过程。
氧化还原反应发生时，电子会从原子或分子中转移，并使得部分物质失去电子或获得电子，产生了自由基。
同时，机体内炎症反应、应激反应、辐射、饮食以及吸烟等也会导致自由基的产生。
自由基的作用自由基的作用可以分为正面和负面两方面。
在正常的生理状态下，生物体内部分子的代谢会产生少量的自由基，这些自由基可以帮助机体进行免疫和抗氧化反应，防止细胞发生病变。
而在病理状态下，自由基的过量产生会引起氧化应激，造成DNA、蛋白质和脂质的氧化损伤，导致组织器官损伤、细胞损伤和疾病发生。
自由基在物种适应性中也起到了一定的作用。
在物种进化过程中，生理性状的适应有很大的随机性，而自由基的反应路径又有着很高的多样性，这让自由基成为一种影响生物适应性的选择性因素。
以下分别从生长、繁殖和适应环境三个方面探讨了自由基的作用。
1. 生长生物营养的充足和自由基水平的升高都能刺激生长酶的合成，从而增加机体的生长发育。
自由基增加导致机体对营养物质的需求增加，同时也增加了机体利用食物和维生素的能力。
2. 繁殖自由基在生物繁殖过程中有较大的影响。
在生殖细胞的发生和成熟过程中，自由基的影响比单一的基因作用更为广泛和复杂。
研究表明，增加自由基水平能够使精子活力增强，卵细胞的受精率提高，从而提高了生殖能力。
3. 适应环境自由基水平的升高在一定程度上会促进生物体对环境变化的适应。
自由基反应的机理和生物学功能
自由基反应的机理和生物学功能自由基反应是一个化学过程，它涉及到自由基分子和其他分子反应产生新产物的过程。
自由基是一个非常活跃的分子，因为它有未成对的电子，需要和其他分子反应形成稳定的化合物。
这种反应是非常常见的，有很多不同的应用。
在生物学中，自由基反应是非常重要的过程，因为它们参与到很多细胞的活动中。
自由基反应的原理：自由基反应的原理在于它们具有未成对电子，而这些电子是非常活跃的。
当自由基与其他分子发生反应时，它们会捐出或接受电子，而这些反应会导致几个原子之间的共用电子轨道发生变化。
这种反应可以是非常复杂的，因为它们通常涉及到多个分子和一些中间体的反应。
不同的化学物质对自由基反应的方式有很大的影响。
自由基反应的机理：自由基反应的机理非常复杂，尤其是在生物学上。
在自由基反应的过程中，自由基分子从另一个分子中夺取一个电子，或把一个电子给另一个分子。
这种反应会导致目标分子发生改变，从而产生新的产物。
例如，生物体内的DNA会经常遭受自由基的攻击，而这种攻击会导致我们的细胞发生突变和死亡。
自由基反应的应用：自由基反应在生物学中有很多应用，其中最常见的是抗氧化作用。
抗氧化作用是指一种保护细胞和DNA免受自由基攻击的过程。
这种作用可以通过饮食、运动和其他方式来促进。
此外，抗氧化剂也可以用于化妆品、医药和其他应用。
自由基反应在许多生物学过程中也起着关键作用。
例如，氧化和还原）反应是一种重要的生物学过程，它涉及到氧化还原酶（redox enzymes）的作用。
这些酶可以通过将电子从一个分子转移到另一个分子来产生能量。
另一个例子是光合作用，这也是一种非常重要的生物学过程，它涉及到叶绿体中的化学反应。
总结：自由基反应是一个非常重要的化学反应过程，在生物学中起着至关重要的作用。
它们是生命得以存在和维持的基础。
深入了解自由基反应的机理和应用，有助于我们更好地理解生命的本质和生态系统的复杂性。
第一讲 自由基概述
谷胱甘肽过氧化物酶
• 2GSH+ 2H2O2——————GSSG+2H2O
谷胱甘肽过氧化物酶
• 2GSH+ ROOH——————GSSG+2ROH
谷胱甘肽过氧化物酶生物学 功能
• 同时科学家也认为，维生素Ｃ在 保护ＤＮＡ的同时，也具有伤害 ＤＮＡ的能力。
新的研究表明维生素C也具 有可怕的化学副作用
• 在破坏自由基的过程中，维生素C转变成 了维生素C自由基。如果附近有某种金属 离子，那么维生素C自由基就能将脂类氢 过氧化物转变成基因毒素（genotoxins）。 基因毒素会改变DNA的碱基对，从而破坏 DNA精细的密码。 • 研究人员发现每日补充进200毫克的维生 素C就能刺激可疑的基因毒素的形成。
例：维生素E对肺叶切除术病人血清过 氧化脂质、胰岛素和血糖变化的影响
• 40例病人随机分为对照(C)组和维生素E(E)组,E 组病人在术前和麻醉诱导后分别注射VE100mg,C 组不用此类药物。 • 对比两组病人血清过氧化脂质(LPO)、胰岛素和 血糖的变化。 • 维生素E能保持自由基产生与消除之间和平衡, 减轻脂质过氧化反应,从而降低血清LPO,并能消 除胰岛素与血糖间的“不协调”,提高葡萄糖利 用率,降低血糖。
• 1、清除脂质氢过氧化物； • 2、清除体内O2˙¯ ，防止对机体的直接 或间接损伤作用 • 3、减轻有机氢过氧化物对机体的损伤； • 4、参与调节前列腺素的生物合成。
4、抗氧化酶及其作用机 制
• 抗氧化酶特点：细胞含量主度特异性；含
Cu、Mn、Fe、Se抗氧化酶广泛地分布在 生物系统中，在防止氧化代谢物的损伤中 具有重要的作用。 • 酶不但协同地防止活性氧的损伤，而且相 互之间起保护作用。一旦在相互保护系统 中某一成员减弱或减少，整个酶性保护系 统可能全线崩溃，导致不可逆的细胞损伤。
自由基连锁反应
自由基连锁反应
自由基连锁反应是一种重要的化学反应，它在生物学、化学工业和环境科学等领域都有着广泛的应用。
本文将从自由基的概念、自由基反应的特点、自由基反应的应用等方面进行阐述。
自由基是一种具有不成对电子的分子或原子，它们具有极强的化学活性，能够与其他分子或原子发生反应。
自由基的产生方式有很多种，例如光照、热能、电离辐射等。
在自由基反应中，自由基会与其他分子或原子发生反应，从而形成新的自由基，这些自由基又会与其他分子或原子发生反应，形成更多的自由基，这样就形成了自由基连锁反应。
自由基反应具有以下特点：首先，自由基反应是一个自我加速的过程，因为每个自由基都能够产生新的自由基，从而加速反应的进行。
其次，自由基反应是一个高度选择性的过程，因为自由基只能与具有特定结构的分子或原子发生反应。
最后，自由基反应是一个高度灵敏的过程，因为它受到环境因素的影响，例如温度、光照、氧气浓度等。
自由基反应在生物学、化学工业和环境科学等领域都有着广泛的应用。
在生物学中，自由基反应是一种重要的细胞信号传递机制，它能够调节细胞的生长、分化和凋亡等过程。
在化学工业中，自由基反应是一种重要的合成方法，它能够合成各种有机化合物和高分子材料。
在环境科学中，自由基反应是一种重要的污染物降解方法，
它能够降解各种有机污染物，从而净化环境。
自由基连锁反应是一种重要的化学反应，它具有自我加速、高度选择性和高度灵敏的特点，广泛应用于生物学、化学工业和环境科学等领域。
我们应该加强对自由基反应的研究，探索其更广泛的应用价值。
活性氧自由基在细胞生物学调控中的作用研究
活性氧自由基在细胞生物学调控中的作用研究活性氧自由基是指一类高度活泼的物质，它们带有未配对的电子，具有很强的氧化性和化学反应活性。
在细胞生物学调控中，活性氧自由基发挥着重要的作用。
本篇文章将详细介绍活性氧自由基的产生途径、成因及其在细胞生物学调控中的作用研究。
一、活性氧自由基的产生途径活性氧自由基的产生途径非常复杂，主要包括光化学反应、电化学反应、生物化学反应等多种形式。
其中，最为重要的是细胞呼吸过程中的线粒体氧化作用。
当细胞内线粒体中的氧分子被还原为水，同时释放出碳氢化合物和ATP，就会产生大量的自由基。
此外，在细胞的一些生理过程中，也会产生活性氧自由基。
例如，吞噬细胞杀死外来入侵的细菌时，释放出的过氧化氢和超氧离子就是活性氧自由基。
二、活性氧自由基的成因活性氧自由基是存在于细胞中的化学物质，由于它们未配对的电子非常不稳定，因此会和周围的物质发生化学反应。
活性氧自由基很容易通过电子转移、自由基碰撞等反应和其他分子结合，从而影响它们的结构和功能。
此外，诸如细胞衰老、肿瘤形成、免疫反应等生理和病理过程也会影响活性氧自由基的产生和消除。
慢性疾病如糖尿病和高血压等病理条件也可能导致活性氧自由基的过度产生。
三、1．活性氧自由基在生物体中的信号传递在生理状态下，适量的活性氧自由基可以作为信号分子，参与到调节生物体代谢过程中来。
大量的实验研究表明，在人体或动物的许多细胞中，当活性氧自由基水平降低时，细胞内信号途径就会受到抑制，从而在整体上影响了细胞的调节过程。
2．活性氧自由基在免疫反应中的作用在免疫反应过程中，细胞的免疫系统会通过释放活性氧自由基来杀死入侵的病原体。
活性氧自由基对于细胞内部多种调节和信号传递途径均有关键作用，这有助于维持细胞内环境的稳定并保持正常的生理功能。
3．活性氧自由基在细胞衰老中的作用随着年龄的增长，细胞会逐渐积累由于活性氧自由基过度产生引起的氧化损伤。
细胞内代谢过程受到了束缚，应激响应过度或损失，最终会导致细胞衰老和死亡。
一、自由基的基本知识
2.辐射分解 如：水的辐射分解（辐射直接损伤大分子如DNA.Pr 间接损伤形成H 、OH自由
基引起DNA损伤）
H2O→H2O++eaq→eaq+H·+OH·→
（水正离子） （水化电子）
H2+H2O2+H3O++OH甲烷的卤代反应
可见光
CI：CI CH4+CI·
CI· +· CI H：CI+· CH3
的，但它对生物大分子具有损伤作用。故机体在
不断产生自由基的同时又在不断清除，维持动态 平衡。如果平衡失调就会导致细胞衰老活细胞损 伤，引起疾病。
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三、自由基生物学研究的内容 1.自由基的生物化学
（1）自由基的产生 （2）活件氧的重要作用 （3）生物大分了的过氧化作用 （4）生物体自由基的产生与清除 （5）自由基对机体的损伤和机体对自由基的 利用
（1）自由基的结合反应
R·+R·→R：R CI·+CI·→CI：CI H·+CI·→H：CI
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(2)自由基的转移反应
R·+ A：B→R：A + B·
·CI + CH4→CHI + ·CH3
(3)自由基的裂解反应（易在贝塔位裂解）
CH3 ∣ CH3－C－O·→·CH3+CH3－C＝O ∣ ∣ CH3 CH3
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3.过渡金属离子
可加速自由基反应，还可以改变反应产物
4.稳定自由基
抑制自由基反应
5.自由基反应抑制剂
减慢或停止自由基反应 ⑴酚类：VitC 、 VitE ⑵ 硫醇类化合物：半胱氨酸 、谷胱甘肽
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四、自由基的检测
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第一章自由基的产生及其化学性质一、什么是自由基如方程式（1）、（2）所示，当A与B两个分子或原子间形成共价键时，可以看作它们共享一对电子，这两个电子既可以是一个分子所提供的，也可以是每个分子各贡献出一个电子，前者称为配位作用，后者称为共价结合。
A:- + B+A:B （配位作用）（1）A.+B. A:B （共价结合）（2）其逆过程，即当一个共价键离解时，必须要供给能量（自由能）。
反应式（1）的逆过程称为异裂，反应式（2）的逆过程称为均裂。
在均裂时所产生的分子或原子含有一个不配对电子，这种分子常具有高度化学活性——氧化活性。
正因为如此，它们的寿命也极短暂。
这些可以单独存在的具有一个或几个不配对电子的分子或原子就称为自由基（free radical），用R·表示，即在分子式的右上角加一个黑点作为自由基的特征标记，以表示存在着不配对电子。
根据这个定义，我们可知道氯原子（Cl·）、氧原子（O:）和OH．等都是自由基。
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荷或正电荷，所以叫做离子自由基或离子基。
这种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离子基，或失去一个电子而成为正离子基。
二、自由基的产生一般而言，自由基是通过共价键的均裂而产生的，但也可通过电子俘获而产生。
R + e-R.天然存在的自由基一般都是有用的自由基（如氧原子），或者是半衰期比较短的自由基（如氯原子）。
但是，由于某些分子，尤其是共价结合的有机分子吸收外部能量而产生均裂时，所形成的自由基是非常有害的。
共价分子发生均裂而形成自由基的机制有：热解、光解和氧化还原反应。
(1)热解很多化合物，特别是含有弱键的有机化合物可以发生热均裂反应，生成活泼的自由基。
典型的例子是热锅炒菜时，脂肪、蛋白质和糖类等有机营养物发生的热均裂反应；抽烟时，烟草的不完全燃烧也产生大量的自由基。
(2)光解电磁辐射（可见光、紫外线、X射线）或粒子轰击（如高能电子）都可提供使共价键裂解的能量而形成自由基。
如紫外线照射可使水发生均裂而生成羟自由基（OH．）:H2O 紫外线H．+ OH．羟自由基可与机体内的有机物发生一系列的氧化还原反应，导致机体损伤，突变，甚至死亡。
这就是紫外线杀菌的原理。
（3）氧化还原反应氧化还原反应过程中产生的电子转移也可形成自由基。
机体的生命活动离不开能量，这种能量主要由营养物质来提供，生物体可将营养物氧化还原而自控地提供能量，这一过程产生了大量的电子，但是，电子可通过生物体的电子传递链有序地传递而产生少量的自由基中间产物，从而避免了大量的自由基对机体本身的伤害。
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。
三、自由基的化学反应（1）湮灭反应两个自由基可发生自我湮灭反应（self-annihilation）（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，因为电荷相同时，二者由于静电相斥而发生排斥作用。
（2）夺氢反应这是非常普遍的自由基反应，也是自由基致衰老的主要原因。
R. + A-H R-H + A.夺氢反应在自由基清除剂的反应中也很重要，如硫醇类有机物（大蒜、姜、葱等具有辛辣味的蔬菜中富有）含有-SH基团，在溶液中可与自由基发生包括夺氢反应在内的一系列反应：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. + O2RO2．RO2．+ A-H 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）歧化反应有时一个自由基可从另一个自由基的β碳上夺取一个质子，变成安定的化合物，另一个自由基则变成不饱和化合物，其结果与复合作用一样，使自由基消灭，以终止自由基反应，例如：2CH3-CH2.岐化酶CH2=CH2+ CH3-CH3（5）加成反应X-C=C-X＇+R．X-C＇（6）链锁反应有时，一个自由基的反应产物成为另一个自由基反应的底物，从而引起一系列的自由基链式反应，称为自由基的链锁反应。
自由基链式反应包括三个阶段，即引发、增长和终止阶段。
其过程如下：A-A 2A.（引发）.（扩展）从总体来说，反应起始时，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，反应底物的浓度也很高。
这时，反应体系中以扩展阶段为主体，如果起始时有n个引发自由基，那么在扩展阶段中就有n条反应链。
当反应到一定阶段后，体系中的非自由基底物越来越少，自由基本身相互碰撞的机会也越来越多，于是终止阶段也就到来：2A. A-A2C.C-C （终止）A. + C.A-C当然，如果反应体系中从一开始就有抗氧化剂（自由基清除剂）存在，那么它很快就捕捉住由引发产生的自由基，使反应不能扩展，从而很快终止了自由基的链式反应。
抗氧化剂在生产上很重要，主要有硫、磷、酚类、维生素E、维生素C、胡萝卜素等。
（-CH=CH-CH2-）+ R.RH + （-CH=CH-HC.-）O2（-CH=CH-CH2-）+ （-CH=CH-HCO2.-）（-CH=CH-CH-）（败酸）O-OH图1-1 老年斑形成过程（7）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。
生物膜中含有多种不饱和脂肪酸。
如细胞膜、线粒体膜、溶酶体膜和内质网膜等，它们均含有种类繁多的不饱和脂肪酸，其特点是：当有自由基和氧存在时，就发生氧化变质，经常伴有一股难闻的酸败气味，并且使得食物不可口。
这是食品过期变质的原理。
这一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：第二章活性氧一、氧的毒性大约2×109年以前，地球上开始出现氧气，随着臭氧（O3）在高空的出现，以及臭氧和氧把有害的太阳紫外线吸收掉后，才使较复杂的陆生生物的进化成为可能。
氧气是地球上一切需氧生物赖以生存的必备条件，但恰好又是最终导致其衰老或死亡的罪魁祸首。
原因是氧具有毒性！正常人静脉血中氧的含量为40mmHg，当氧的浓度增高时，就会发生中毒现象，主要表现为慢性中毒。
例如，1940年发现许多早产婴儿眼晶体纤维化，到了1954年才知道这是由于把早产婴儿放在高氧浓度的育婴箱中造成的。
后来认真控制氧的浓度后，这种病就不常见了。
高浓度氧常能抑制视网膜血管的生长，当回复到正常浓度时，血管就会过分生长，有时会造成视网膜脱落，随后失明。
高浓度氧对内分泌也有影响，使畸胎率增高。
二、活性氧及其在生物体内的产生1．活性氧的定义氧的毒性不是由于氧分子本身的反应能力，它的反应能力相对来说是微不足道。
氧的毒性是由于氧分子还原成水时产生的许多中间产物，其中的绝大部分都是自由基，因此，把这些中间产物统称为活性氧（active oxygen sp ecies），即氧分子被还原成水时所产生的中间产物的统称，它包括超氧阴离子（superoxide anion）O2．-、羟自由基（hydroxyl radical）OH．、过氧化氢分子（hydrogen peroxide）H2O2、烷氧基RO．、烷过氧基ROO．、氢过氧化物ROOH和氧分子O2本身等等。
其中ROO．和ROOH又称为脂类过氧化物。
氧分子还原成水的全过程如下：O2+ e-O2．-O2．-+ e-H2O2H 2O 2 + e -OH . + H 2OOH . + e - H 2O 2．活性氧的产生细胞在正常代谢过程中，或者受到高能辐射时，以及由于高压氧，药物（抗癌药、抗生素、杀虫剂、麻醉剂等）代谢、吸烟和受到光化学空气污染物等作用都能产生活性氧。
三、活性氧的毒性1．羟自由基的毒性OH ．非常活泼，几乎能与活细胞中任何分子发生反应，且反应速率极快。
能反应的物质遍及糖、氨基酸、磷脂、核酸和有机酸等。
OH ．是最活泼的自由基之一，在活性氧中也是最活泼的。
它的反应可分为三大类：夺氢、加成和电子转移。
其中夺氢和加成反应是OH ．导致生物机体细胞损伤、衰老或死亡的重要原因。
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：CH 3CH 2OH + OH . CH 3C .HOH + H 2O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：CH 3C .HOH + CH 3C .HOHOH ．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。
加成反应：OH ．可与DNA 中嘌呤或嘧啶的-C =C -发生加成反应，生成嘌呤或嘧啶自由基，这些自由基再发生一系列的反应，最终引起DNA 链的断裂，严重损伤DNA ，以至于不能修复，使细胞死亡。
即使活着也会发生突变（或癌变）。
电子转移：OH ．可与无机物或有机物发生电子转移。
如：Cl - + OH . Cl . + OH -以上各种反应可见，OH ．如果在机体内产生，那么它可以立刻与周围的任何生物分子发生反应，生成活性各异的次级自由基，从而导致机体不同程度的损伤。
2．超氧阴离子的毒性O 2．-是氧分子被还原成水时所产生的第一个活性氧自由基，其化学反应性质较OH ．弱，具有双重性质，既可作为电子供体（还原剂），又可作为电子受体（氧化剂）。
当其作为弱碱起作用时，可以成为电子供体，即还原剂，例如它能还原细胞色素（一种含血红素的蛋白质）和血红蛋白，使血红素中心的Fe 3+还原成Fe 2+：细胞色素C （Fe 3+）/血红蛋白（Fe 3+） + O 2．- O 2 + 细胞色素C （Fe 2+）/血红蛋白（Fe 2+）当它作为电子受体起作用时，可以成为弱氧化剂，能氧化抗坏血酸：抗坏血酸（维生素C ） + O 2．-+ H + H 2O 2 + 抗坏血酸（维生素C ）自由基 （剧毒） 也能使与NADH 结合的酶（如乳酸脱氢酶）形成NAD 自由基：酶-NADH + O 2．-+ H + H 2O 2 + 酶-NAD ． 由此可见，因光化学和酶反应所产生的O 2．-能使酶失活、使红细胞溶血、杀菌、使DNA 降解和破坏动物细胞等。
此外，O 2．-还可与细胞内的过度性金属离子发生反应，生成更活泼的OH ．。