活性氧和氮物种的合成与代谢
生物体系活性氧及反应中间体研究进展
生物体系活性氧及反应中间体研究进展蔡汝秀;张珂;王俊;刘志宏【摘要】生物体系活性氧及反应中间体是生物医学、分析化学领域重要研究对象,许多重要生命现象及重大疑难病症都与活性中间体有关.本文介绍了活性氧中间体、酶反应中间体、药物代谢中间体、化学振荡反应中间体近年来的重要进展,尤其是对中间体分析的困难及动力学分析法在解决这一问题中的优点作了中肯的评述.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2000(015)006【总页数】5页(P7-11)【关键词】生物医学;活性氧中间体;酶反应中间体【作者】蔡汝秀;张珂;王俊;刘志宏【作者单位】武汉大学化学与环境科学学院,湖北,430072;武汉大学化学与环境科学学院,湖北,430072;武汉大学化学与环境科学学院,湖北,430072;武汉大学化学与环境科学学院,湖北,430072【正文语种】中文【中图分类】O6随着生物医学和病理学研究的不断深入，生物反应活性中间体与生命、健康和疾病的密切关系已为大家所认识，反应活性中间体已成为生物医学和分析化学领域的重要研究对象。
许多重要生命现象及重大疑难病症都与活性中间体有关，如机体的氧化与衰老、酶的催化功能、抗癌药物的治疗作用以及生命的有序现象等等，因此迫切需要给出反应活性中间体的原位、瞬时、在线动态信息。
活性中间体本身的特性决定了其反应速度快、寿命短、谱学信息弱、信号易被掩盖等特点，因此用一般的分析方法难以捕获其信息，而一些通过将其转变为其他长寿命物质来间接检测的方法不能对其原位动态过程进行跟踪描述。
动力学分析方法以其特有的对动态过程的分析能力，加上20世纪90年代以来动力学分析仪器和理论模型方面的长足发展，为这一领域的研究开辟了新的途径，不仅对于揭示生物氧化-抗氧化过程、药理及代谢动力学过程和蛋白质及酶反应过程具有重要价值，而且启发人们从研究化学系统的自组织、自组装现象入手去探索生命有序的奥秘并为生命过程提供化学模型法。
活性氧物种在生物体内的代谢途径研究
活性氧物种在生物体内的代谢途径研究活性氧物种是指由氧化还原反应而产生的、具有高度活性的自由基或非自由基的化合物。
它们能够与其他生物分子发生反应，对生物体造成伤害。
然而，活性氧物种也是正常代谢过程中不可或缺的一部分。
在生物体内，细胞通过多种途径控制活性氧物种的产生和消除，从而保持正常的细胞代谢和功能。
代谢途径一：氧化磷酸化氧化磷酸化是指通过线粒体内的美国在线能过程产生三磷酸腺苷（ATP）的过程。
在这个过程中，电子由呼吸链中较低的能量水平向更高的能量水平传递，从而产生能量。
不幸的是，这样做会产生大量的氧化剂受体，如超氧阴离子和过氧化氢等。
这些活性氧物种可能会对线粒体、细胞膜和其他细胞质分子造成损伤。
为了减轻这种情况，生物体通过线粒体内的抗氧化剂系统将这些活性氧物种清除。
代谢途径二：NADPH氧化酶系统NADPH氧化酶系统是非线性电子传递的重要代表。
这个酶系统的主要作用是将氧和还原辅因子NADPH转化成水和NADP。
这个反应的副产物是超氧阴离子。
虽然这种反应产生的超氧阴离子是活性氧物种中的一种，但这个系统在细胞抵御感染时也起到重要的作用，因为超氧阴离子可以形成次氯酸根离子，这是一种消灭被吞噬的细菌的化学物质。
当超氧阴离子被产生时，抗氧化剂会通过多种途径清除它们。
代谢途径三：单核细胞吞噬作用和呼吸爆发单核细胞吞噬作用和呼吸爆发是一种过程，其中单核细胞可以摄取并破坏外来病原体。
在这个过程中，细胞消耗氧气，产生超氧阴离子和其他活性氧物种。
然而，这些活性氧物种是破坏病原体的有效方法，因为它们可以破坏病原体的膜，甚至破坏病原体的DNA。
代谢途径四：细胞自噬细胞自噬是一种过程，在这个过程中，细胞嵌合内源性和外源性物质。
这种过程的主要目的是清除细胞内的垃圾和受损的膜蛋白和细胞器。
在这个过程中，细胞可以产生多种活性氧物种，这些物种在清除垃圾时起到关键作用。
然而，在自噬过程中产生的活性氧物种数量过多，会对细胞产生不良影响。
活性氧的物种
活性氧的物种李连兴【摘要】在传统制浆漂白工艺中．其药剂主要是氯化物．如氯气、次氯酸盐、二氧化氯，最近对环境要求逾加严格．在制浆废水中的排放标准中加入了有机氯化物和二嗯英的指标．这两种物质都是由于使用氯气和氯化物作为漂剂而产生的有毒的排放物。
因此．在制浆漂白的漂剂中．开始使用含氧的漂剂。
【期刊名称】《天津造纸》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】4页(P7-10)【关键词】活性氧;有机氯化物;物种;制浆废水;漂白工艺;次氯酸盐;二氧化氯;排放标准【作者】李连兴【作者单位】不详【正文语种】中文【中图分类】TS745在传统制浆漂白工艺中，其药剂主要是氯化物，如氯气、次氯酸盐、二氧化氯，最近对环境要求逾加严格，在制浆废水中的排放标准中加入了有机氯化物和二噁英的指标，这两种物质都是由于使用氯气和氯化物作为漂剂而产生的有毒的排放物。
因此，在制浆漂白的漂剂中，开始使用含氧的漂剂。
例如用纯氧用于氧脱木素。
用过氧化氢和臭氧当作漂剂。
由于使用O2、O3、H2O2作为漂剂其本身被还原为水，对环境无害。
它氧化木质素或半纤维素的产物为各种有机酸或是CO2和水，没有剧毒的污染产生，并大大降低了CODcr和BOD5的负荷。
有利于污水的处理。
尤其是最近几年国内出现了许多单位和个人，利用氧及其衍生物去直接制浆，代替了亚硫酸盐中性盐法和硫酸盐制浆然后再去漂白的老传统，开辟了一条清洁制浆的新路，同时在一些清洁制浆方法中还使用了其他氧化剂如过氧化氢自由基（HOO·）和羟基自由基（HO·）以及其他活性氧物种。
为此，笔者试将这些活性氧物种作一个粗略的概括，供大家讨论和参考。
笔者将活性氧分为三大类即O2氧气系统（由于氧分子本身含有两个未成对的电子，因它具有活性，因此将氧分子本身也归纳为活性氧）和单线态氧（l△g O2），以及臭氧 O3。
现分述如下：分子氧的分子结构用轨道理论可以得到满意的说明，氧的分子轨道式为：即氧的分子中有一个σ键和两个三电子π键。
环境科学中的大气氧化反应
环境科学中的大气氧化反应随着科技的不断发展，人类已经可以运用各种方法来检测和研究大气氧化反应，也正是因为这些研究，我们才有可能保护环境，改变我们日常生活中的不良习惯，从而减少污染和排放。
那么，什么是大气氧化反应，为什么它在环境科学中至关重要呢？本文将从多个角度探讨这一问题。
一、大气氧化反应的定义和作用大气氧化反应是指含氧气体如氧气、一氧化氮、二氧化氮、臭氧和挥发性有机物等，在光照下氧化发生的化学反应。
它在环境科学中的作用非常重要，因为这些反应会产生一系列有害物质，例如二氧化硫、氮氧化物、臭氧和一氧化碳等，这些物质会对人类健康和自然环境造成危害。
同时，大气氧化反应还会对气候、天气、农业以及生态系统等产生影响。
二、大气氧化反应的主要反应机制大气氧化反应的发生过程非常复杂，主要包括以下几个步骤：1.活性氧物种生成：活性氧物种包括羟基自由基(OH•)、超氧自由基(O2•-)、过氧化氢自由基(HO2•)和硝酰自由基(NO3•)等，它们在大气中起到重要的氧化作用。
2.反应介质的生成：反应介质通常包括臭氧、氮氧化物和挥发性有机物等。
通过反应介质和活性氧物种的相互作用，会引发复杂的化学反应。
3.反应产物的生成：主要产生的反应产物包括一氧化碳、二氧化碳、硫酸、硝酸和有机酸等。
这些产物会对大气质量和健康产生不良影响。
三、大气氧化反应对环境的影响1.对气候和天气的影响：大气中的氮氧化物和二氧化碳等温室气体会导致全球气候变化，同时也会影响地球的温度、湿度和风向等；2.对农业的影响：一些有害物质的排放会影响植物的生长和健康，对农业产量产生不良影响；3.对健康的影响：空气中的有害物质会危害人类健康，例如空气中的微粒子会导致呼吸道疾病，臭氧则会导致头痛、嗜睡和肺部损伤等；4.对生态系统的影响：臭氧和酸雨等对土壤和水体的酸化，会影响生态系统的平衡破坏生态环境。
四、如何减少大气氧化反应的危害为了减少大气氧化反应的危害，我们需要采取以下措施：1.降低污染物的排放：减少交通工具的使用、加强工业涂料和溶液的控制、提高燃料效率等措施都可以减少污染物的排放；2.研究新型的相关技术：采用更加环保和绿色的技术可以有效地减少大气污染；3.改变个人的不良习惯：使用环保袋、减少用电、使用电动车等都可以对环境带来积极影响。
植物耐盐碱性研究进展及外源褪黑素应用研究
特产研究157Special Wild Economic Animal and Plant Research DOI ：10.16720/ki.tcyj.2022.092植物耐盐碱性研究进展及外源褪黑素应用研究贾文飞1,2，马靖恒1,2，裴彤1,2，魏晓琼1,2，王颖1,2，李金英1,2，吴林1,2※（1.吉林农业大学园艺学院，吉林长春130118；2.吉林省蓝莓研究中心，吉林长春130021）摘要：土壤盐碱化是农业发展的主要障碍之一，是当今世界农业发展所面临的重大环境问题。
褪黑素（N-乙酰基-5-甲氧基色胺）是广泛存在于动植物体内的小分子胺类物质，植物中褪黑素可参与植株的生长与发育，调控植物对盐碱胁迫的应答。
本文概述盐碱胁迫下植物的生理响应，归纳总结外源褪黑素对植物盐碱胁迫的生理响应，为植物的抗性研究和外源褪黑素的开发利用提供理论基础。
关键词：土壤盐碱化；盐碱胁迫；生理响应；褪黑素中图分类号：Q945.78文献标识码：A 文章编号：1001-4721（2023）03-0157-06Research Progress on Salt-alkali Tolerance of Plant andApplication of Exogenous MelatoninJIA Wenfei 1,2,MA Jingheng 1,2,Pei Tong 1,2,WEI Xiaoqiong 1,2,WANG Ying 1,2,LI Jinying 1,2,WU Lin 1,2※(1.College of Horticulture,Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China;2.Jilin Blueberry Research Center,Changchun 130021,China )Absrtact :Soil salinization is one of the main obstacles to agricultural development,and it is also a major environmental problem for agri-cultural development facing in the world today.Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine )is a small molecule amine substance widely existing in animals and plants.Melatonin in plants can play a roll in the growth and development of plants and regulate the response of plants to saline-alkali stress.In this paper,the physiological response of plants under saline-alkali stress is reviewed as well as the physiological response of exogenous melatonin to plants under saline-alkali stress,which would provide the theoretical basis for the research of plant re-sistance and the development and utilization of exogenous melatonin.Keywords :soil salinization;saline-alkali stress;physiological response;melatonin全球盐碱地面积约9.5108hm 2，占世界陆地总面积的7.23%[1,2]。
脱硝催化剂主要成分
脱硝催化剂主要成分脱硝催化剂是一种广泛应用于工业领域的重要催化材料，主要用于高效去除二氧化氮（NOx）污染物。
脱硝催化剂的主要成分是以金属为基础的复合氧化物。
1. 三元催化剂三元催化剂是目前应用最广泛的脱硝催化剂之一。
它的主要成分包括钒、钼、钛、铜等金属，以及氧化铝等辅助载体。
这些金属成分具有较高的催化活性和稳定性，可以有效地催化NOx的还原反应。
其中，钒是三元催化剂的关键成分之一。
钒的加入可以增强催化剂对氨的选择性吸附能力，促进NH3和NOx的反应生成氮气和水蒸气。
钼和钛的加入则可以提高催化剂的还原性能和耐高温能力，增加催化剂的活性寿命。
2. 铁基催化剂铁基催化剂是一类新型的脱硝催化剂，近年来备受关注。
铁基催化剂的主要成分是铁，辅以适量的促进剂、稳定剂和载体。
相比于传统的三元催化剂，铁基催化剂具有更高的催化活性和抗硫抗水等特点。
铁基催化剂的催化机理主要是通过活性氧物种的生成和传质作用来进行脱硝反应。
催化剂表面的铁离子可以与氧分子发生反应生成活性氧物种，这些活性氧物种与NOx发生反应生成氮氧化物和水，从而实现脱硝效果。
3. 铜铁催化剂铜铁催化剂是一种由铜和铁元素组成的复合催化剂。
铜铁催化剂具有较高的催化活性和选择性，可以在较低温度下实现高效的脱硝效果。
铜铁催化剂的主要成分是以铜和铁为基础的复合氧化物，以及二氧化硅等辅助载体。
铜铁催化剂的催化机理主要是通过活性氧物种的生成和传质作用来实现脱硝反应。
催化剂表面的铜和铁离子能够与氧分子相互作用，生成活性氧物种。
这些活性氧物种与NOx发生反应生成氮氧化物和水，从而实现脱硝效果。
4. 钒基催化剂钒基催化剂是一种以钒为主要活性组分的脱硝催化剂。
钒基催化剂具有较高的催化活性和稳定性，可以在宽温度范围内实现高效的脱硝效果。
钒基催化剂的主要成分是钒氧化物，辅以一定比例的稳定剂和增强剂。
钒基催化剂的催化机理主要是通过氧化-还原反应来实现脱硝。
钒基催化剂表面的钒离子可以与氧分子发生反应，生成活性氧物种，进而与NOx发生反应生成氮氧化物和水。
植物中多重耐药性机制及其生物学意义研究
植物中多重耐药性机制及其生物学意义研究植物作为地球上最重要的生物之一，不仅在环境保护、气候调控和食品安全等方面具有不可替代的作用，还是药用物种源的重要来源。
然而，在长期漫长的进化过程中，植物面临了形形色色的环境压力和挑战，并不断研发出了各种生物学机制来适应不同的环境条件。
其中，植物中的多重耐药性机制就是一种非常重要的适应机制。
本文将着重从多重耐药性机制及其生物学意义两个方面进行论述。
一、植物中多重耐药性机制多重耐药性是植物适应环境压力的一种生物学机制，它是指植物对于一组或多组毒性和/或非毒性化合物表现出的综合抗性。
这些化合物包括生物源和非生物源的毒素、抗生素、草药、调节素和矿物质元素等。
研究表明，植物中多重耐药性机制主要通过以下几种途径实现：1. 调节细胞质膜的通透性通过调节细胞质膜上的各种蛋白质或其他分子结构，提高细胞膜对于化合物的透过性，并阻止毒性物质深入细胞内部。
这种机制主要通过转录因子和信号传导通路实现。
2. 活性氧代谢植物通过自身的酶系和抗氧化防御系统代谢细胞内产生的活性氧物质（如超氧自由基、过氧化氢等），从而增强自身对环境中的化合物的耐受性。
3. 防御性代谢植物表现出能够代谢和转化环境中的化合物的酶系统，从而把毒性物质转化为无害或低毒性物质，或者将其转化为可以利用的代谢产物。
4.转运机制植物在细胞膜和细胞内部的管道中包含许多分子转运器和泵类蛋白，它们能够主动或被动地转移和排除具有毒性的化合物。
这种机制主要通过转录因子和内源性激素的调控实现。
二、多重耐药性机制的生物学意义多重耐药性机制在植物的进化过程中起到了非常重要的生物学作用。
它可以帮助植物适应环境中多种极端条件，比如高盐、干旱、低温、缺氮、缺磷等。
此外，多重耐药性机制还能帮助植物对抗各种病害和害虫侵袭，并为植物的保健和医药开发提供基础。
具体来说，多重耐药性机制可以在以下几个方面发挥重要的生物学作用：1. 生态适应多重耐药性机制可以让植物在不同的环境条件下生存和繁殖，从而适应不同的生态地位和生态环境。
活性氧在生物体内的作用及其研究
活性氧在生物体内的作用及其研究活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）是指氧分子在体内引起电子失衡、单电子化和能量激发等过程后所产生的过渡态氧化物种，包括超氧阴离子(O2^-)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH·)和单线态氧( ^1O2)等。
ROS在生物体内广泛存在，是生命活动中的重要媒介和信号分子。
合适的浓度和位置可以促进生长发育、调节代谢和免疫等生理反应，但是过多的ROS则会对细胞膜、DNA和蛋白质等造成氧化损伤，导致细胞死亡和疾病的发生。
ROS的产生来源广泛，包括线粒体呼吸链(80%)、细胞色素P450、NADPH氧化酶等酶类，以及外界环境、烟草、辐射和化学药物等引起的各种应激刺激，其中冷冻、晒伤、感染和损伤等会引起迅速的ROS增加。
为了维持内部氧化还原环境的稳定和避免ROS的氧化损伤，生物体内还存在多种保护系统，如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽还原酶和热休克蛋白等。
近年来，随着对ROS代谢途径、信号通路和调控机制的深入了解，ROS的研究也得到了极大的发展。
研究人员发现ROS能够通过与细胞膜、蛋白质和DNA等相互作用，参与到多种功能的调控中。
例如，ROS可以刺激蛋白激酶、转录因子和离子通道等的活性，引发胚芽发育、光敏反应、细胞增殖和凋亡等生理过程。
研究人员还发现，改变ROS浓度和通路的干预措施可以用于预防和治疗多种疾病。
例如，短时间内的低浓度ROS刺激可以增强机体的免疫力，预防肿瘤和感染等疾病；而低浓度的H2O2可以通过调控细胞增殖和凋亡来促进创伤愈合和组织修复。
此外，干细胞、肿瘤和神经退行性疾病等研究领域也正在积极探索ROS的作用和机制。
虽然ROS的作用已经得到了广泛研究，但是ROS在生物体内的复杂特性和功能还有很多未知之处。
例如，ROS参与到细胞信号转导的分子机制还未完全明确；ROS的作用在不同物种、组织和环境中可能存在差异，需要针对特定问题进行深入探讨。
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前列腺素的生物合成伴随着活性氧的产生; 通过脂氧合酶转换花生四烯酸为白三烯， 已被确定为是活性氧的一个来源;
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
2.2. 氮为中心的活性物种及其衍生物
（nitrogen-centered reactive species and their derivates）
L-精氨酸 + NOS + O2
活性氮的作用可以描述为一个“双刃剑”
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
3.3. 活性氧和氮的物种和免疫系统
(RONS and the immune system)
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
3.4. 疾病中的活性氧和活性氮物种
(RONS in diseases)
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
主要内容：
1、有关活性氧和氮物种的基本知识
（生成特性、作用机制、生理功能、构成抗氧化系统）
2、急性和慢性运动在形成、作用、调节活 性氧和氮物种特性上的具体影响
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
1. 生物体内的活性氧和氮物种
自由基：是在其轨道中存在具有非常明显的化学
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
3.1. 生物系统中的氧化应激
(oxidative stress in the biological system)
如果活性氧的产生过多或快速，系统可能无法 氧化应激： 充分反应。细胞的氧化还原状态转向促氧化状态， 是指机体在遭受各种有害刺激时,体内高活性分 增强脂质、蛋白质和核酸的氧化修饰。 子如活性氧和活性氮产生过多,氧化程度超出氧化 物的清除,氧化系统和抗氧化系统失衡,从而导致组 氧化修饰： 是细胞内的活性氧诱导生物大分子 织损伤。 发生氧化反应引起的结构及构象改变。
相比之下，诱导型NOS的活性不依赖于细胞内钙离子， 主要由信号转导通路转录水平进行调控; 一旦表达，诱导型NOS生成一氧化氮的含量很高，这一 过程可以持续几个小时甚至几天;
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
2.3. 免疫活性细胞
（immunocompetent cells） 在刺激过程中，中性粒细胞和巨噬细胞可通过激活吞 噬细胞的NADPH氧化酶产生大量的超氧化物及其活性衍生 物; 此外，NADPH氧化酶也存在于嗜酸性粒细胞中，可以诱 导活性氧的形成;
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
3.2. 活性氮物种的作用机制
(RNS-mechanisms of actions)
.NO + .O 2
ONOO( 过氧亚硝基阴离子 )
ONOO- 的加入会导致脂质、蛋白质和DNA的氧化与 硝化，导致细胞死亡
活性氧和一氧化氮的作用，反映了一个重要的 “清道夫”的作用。
NO + L-瓜氨酸
一氧化氮合酶 （NOS）
神经型 一氧化氮合酶 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱnNOS或NOS1）
内皮型 一氧化氮合酶 （eNOS或NOS3）
诱导型 一氧化氮合酶 （iNOS或NOS2）
分布于神经元细胞
血管内皮细胞
免疫细胞
血管通过内皮型NOS形成一氧化氮，是直接通过增 加血液流动和剪切力来促进的； 由于损伤或肌肉机械活动，神经型NOS蛋白表达增 加，而神经损伤后它的表达会降低; 神经型NOS 内皮型NOS 产生低水平的一氧化氮活化
（如：一氧化氮.NO、二氧化氮.NO₂、 过氧化亚硝酸盐.ONOO-）
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
活性最强的含氧物质是羟自由基（•OH - ）
基础条件下， 身体产生的总的.O2-的量接近2公斤/年
一氧化氮（.NO）生成量达9公斤/年
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
2. 活性氧和氮物种产生的机制
(Mechanisms of RONS generation)
活性氧和氮物种 (RONS)
以氧为中心的活 性氧（ROS） 以氮为中心的活 性氮（RNS）
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
2.1. 氧为中心的活性物种及其衍生物
（oxygen-centered reactive species and their derivates）
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
超氧化物歧化:
. 2 O2 +
超氧化物歧化酶 + 2H
H2O2 + O2
H2O2 +
Cl-
髓过氧化物酶
HOCl
呼吸爆发：再灌注组织重新获得氧供应的短时间内 激活的中性粒细胞耗氧量显著增加，产生大量氧自 由基，又称为氧爆发。
多种免疫活性细胞在炎性刺激下（如细胞因子和内毒 素刺激），可引起诱导型一氧化氮合酶表达； 缺氧、高温和低浓度.NO本身，是非炎症性诱导型一 氧化氮合酶的诱导剂； 相反，皮质醇和更高浓度的.NO将发挥抑制作用； 在某些条件下，一些非免疫细胞（如肝细胞、上皮 细胞、心脏和骨骼肌细胞），也能够引起诱导型一氧 化氮合酶表达；
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
3.1.1. 脂质过氧化
(lipids peroxidation)
脂质过氧化过程中的脂质过氧化物的积累，
对细胞膜会产生破坏影响,干扰细胞的完整性;
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
3.1.2. 蛋白质氧化 (protein oxidation)
活性氧的作用包括在氨基酸残基（如精氨酸、甲硫氨酸、 半胱氨酸、色氨酸、赖氨酸）中的各种氧化修饰; 氧化蛋白质损伤研究中最常用的标记是活性羰基衍生 物（RCD） 修饰的蛋白质会影响其生理功能和加速蛋白水解降解; 氧化蛋白的积累已是公认的逐渐发生在老化的过程中，并 且与一系列疾病的严重程度相关
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
朱小桢
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
前言
证据表明,急性体力活动可通过多种机制诱导增强氮物 种的产生； 为应对剧烈的体力活动而形成活性氧和氮物种（RONS） ，会导致氧化应激； RONS作为信号分子，调节一系列生理功能； RONS种通过氧化还原敏感性转录因子调节基因表达； 训练似乎能改变RONS的生成，从而在慢性疾病的治疗和 预防过程中发挥有益作用
次黄嘌呤 + H2O + O2 → 黄嘌呤 + H2O2
黄嘌呤 + H2O + 2O2 → 尿酸+ 2.O2- + 2H+
这种活性氧的生成过程已经在代谢性应激下被研究， 在细胞缺氧复氧损伤中起着特殊的作用.
芬顿反应：
Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + OH + .OH-(羟自由基)
铜也有与H2O2形成反应生成.OH-的潜力
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
3.1.3. DNA氧化损伤
(oxidative DNA damage)
DNA已被认为是氧化损伤最显著的生物标记 每个人体细胞平均每天至少发生几百个DNA氧化损伤
核DNA（nDNA）氧化损伤被认为是在癌症发展中 的一个潜在的病理生理学因素
细胞通过复杂的DNA修复酶系统，能快速修复 DNA的损伤。
NADPH氧化酶：是血管内生成活性氧簇（ROS） 的主要酶体；存在于吞噬细胞和多种 其它细胞（如血管平滑肌细胞、内皮细 胞、心脏和骨骼肌细胞）中； 由非吞噬细胞的NADPH氧化酶所形成的活性氧程度较低 但在氧化还原敏感性信号传导途径的调节中起着重要的作用
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
血小板源性生长因子 凝血酶 肿瘤坏死因子-α 刺 激
机械力
刺
激
血管平滑肌细胞 的NADPH氧化酶
内皮细胞的 NADPH氧化酶
超氧自由基（.O2-）通过线粒体电子传递链氧化
还原反应连续地产生。
如此利用的氧约占组织耗氧总量的90%~98%
O2+4e
细胞色素氧化酶
2H2O
.O 2
O2+e
.O 2
铁催化
发生在所有含线粒体的细胞中
.OH
黄嘌呤氧化酶催化的反应：
第九章 活性氧和氮物种的合成与代谢
3. 活性氧和活性氮的作用机制
（RONS-mechanisms of action） 活性氧和氮物种的特性，产生一种强大的破坏作用， 它是对脂质、蛋白质、核酸、以及细胞外基质产生 破坏性影响的基础; 另一方面，活性氧和氮的物种如在严格控制的条件 下中等水平（适度）的生成，在各种信号传导过程中 承担起调节介质的作用,实现重要的生理功能;
活性的一个或多个不成对电子 的原子或分子 通常，用一个点“ . ”来象征自由基物质
如氢自由基H· 氯自由基Cl· 羟基自由基(OH· )
活性氧:
是指那些含氧的具有比较强的氧化和还原性质的自 由基和非自由基氧的衍生物 （如：超氧阴离子.O2-、过氧化氢H2O2、羟自由基OH· ）
活性氮：NO代谢产生一系列复合物的总称