超氧阴离子自由基对生物体的作用机理研究.pdf

第 卷 第 期印 年 月焦 作 教 育 学 院 学 报 综 合 版罚 咒 超 氧 阴 离 子 自 由 基 对 生 物 体 的 作 用 机 理 研 究刘 占 才 , 牛 俊 英焦 作 师 范 高 等 专 科 学 校 , 河 南 焦 作分摘 要 超 氧 阴 离 子 自 由 基 对 细 胞 的 衰 老 有 着 重 要 的 作 用 本 文 就 超 氧 阴 离 子 自 由 基 的 产 生 途 径 、 作 用 机 理 以 及 生物 对 它 的 氧 化 作 用 的 防 御 方 面 作 了 一 些 介 绍 关 键 词 超 氧 阴 离 子 自 由 基 脂 质 过 氧 化 衰 老 笋 氧 化 作 用地 球 上 所 有 的 需 氧 生 物 都 离 不 开 氧 气 氧 气 参与 新 陈 代 谢 , 线 粒 体 的 呼 吸 和 氧 化 磷 酸 化 , 产 生 能 量, 它 几 乎 是 一 切 生 命 活 动 的 基 础 物 质 之 一 但是 , 氧 气 在 参 与 生 命 活 动 的 同 时 也 产 生 了 氧 自 由 基 ,引 起 细 胞 损 伤 和 衰 老 , 导 致 疾 病 发 生 氧 气 是 一 切氧 自 由 基 的 来 源 和 引 起 氧 自 由 基 损 伤 的 物 质 基 础 。

氧 气 在 生 物 体 内 生 成 氧 自 由 基 时 , 产 生 的 第 一 个 自由 基 便 是 超 氧 阴 离 子 自 由 基 , 它 不 仅 自 身 具 有 毒 性 ,而 且 可 以 经 过 一 系 列 反 应 生 成 其 它 氧 离 子 自 由 基 ,进 一 步 对 生 物 产 生 损 害 作 用 因 此 对 超 氧 阴 离 子 自由 基 的 研 究 在 生 物 的 损 伤 和 衰 老 方 面 有 着 重 要 的 意义 一 、 体 内 超 氧 阴 离 子 自 由 基 产 生 的 途 径高 等 动 物 吸 收 的 氧 气 大 部 分 被 线 粒 体 电 子 传 递还 原 成 水 有 些 酶 如 经 基 乙 酸 酶 可 以 把 氧 气 直 接 还原 成 过 氧 化 氢 , 也 有 少 数 酶 如 黄 嗦 吟 脱 氢 酶 , 它 可 以把 氧 气 直 接 还 原 成 超 氧 阴 离 子 自 由 基 在 动 植 物 组织 中 , 黄 嘿 吟 氧 化 酶 实 际 上 就 是 黄 漂 吟 脱 氢 酶 , 它 把电 子 传 递 给 十 而 不 是 氧 气 在 提 纯 过 程 中 , 由于 蛋 白 水 解 酶 的 作 用 或 一 些 琉 基 被 氧 化 生 成 黄 嗦 吟氧 化 酶 。

在 体 内 能 引 起 产 生 超 氧 阴 离 子 自 由 基 的 酶还 有 纤 维 二 糖 氧 化 酶 , 硝 基 丙 烷 二 氧 酶 , 半 乳 糖 二 氧酶 和 醛 氧 化 酶 等 除 此 之 外 , 体 内 还 有 以 下 几 个 途径 产 生 超 氧 阴 离 子 自 由 基 【 , , 〕自 氧 化 反 应一 些 重 要 生 物 分 子 在 有 氧 存 在 时 可 氧 化 生 成 超氧 阴 离 子 自 由 基 , 它 们 包 括 甘 油 醛 还 原 型 核 黄 素 及其 衍 生 物 和 , 前 列 腺 素 , 四 氧 喋 吮 和 含 硫化 合 物 如 半 胧 氨 酸 等 人 的 红 细 胞 中 的 血 红 蛋 白 分子 在 运 输 氧 气 的 同 时 产 生 超 氧 阴 离 子 自 由 基 它 有四 个 亚 基 , 两 个 一 链 和 两 个 一 链 , 每 个 链 上 有 一 个 能与 氧 可 逆 结 合 的 血 红 素 , 在 脱 氧 血 红 蛋 白 血 红 素 环中 的 铁 是 两 价 的 , 结 合 氧 之 后 , 电 子 离 域 在 铁 和 氧 之间 十 一 。

一 , 一 歹每 分 子 氧 合 血 红 蛋 白 分 解 释 放 一 个 超 氧 阴 离 子自 由 基 血 红 素 一 矛 十 一 仇 血 红 素 一 护 犷含 血 红 素 一 十 的 高 铁 血 红 蛋 白 无 结 合 氧 的 生物 活 性 人 的 红 细 胞 每 天 大 约 的 血 红 蛋 白 经 受这 样 的 氧 化 , 释 放 恒 定 的 超 氧 阴 离 子 自 由 基 成 熟的 红 细 胞 无 核 无 线 粒 体 , 不 能 合 成 和 更 新 蛋 白 和 膜脂 , 却 要 在 血 液 中 存 活 天 , 因 为 它 具 有 丰 富 的, 过 氧 化 氢 酶 , 谷 胧 甘 肤 过 氧 化 物 酶 等 预 防 超 氧阴 离 子 自 由 基 和 过 氧 化 氢 对 红 细 胞 的 损 伤 红 细 胞还 有 高 铁 血 红 蛋 白 还 原 酶 可 以 将 还 原 成 矛 ,同 时 还 能 水 解 氧 化 修 饰 了 的 蛋 白 过 渡 金 属 离 子 ,特 别 是 铜 和 亚 硝 酸 可 以 加 速 血 红 蛋 白 的 氧 化 光 照 黑 色 素 可 以 产 生 超 氧 阴 离 子 自 由 基 。

黑 色素 是 芳 香 氨 基 酸 氧 化 聚 合 的 产 物 , 含 有 高 浓 度 的 对醒 , 氢 醒 及 半 醒 , 在 聚 合 过 程 中 留 下 很 多 未 成 对 电子 线 粒 体 电 子 传 递 链在 需 氧 生 物 细 胞 内 产 生 超 氧 阴 离 子 自 由 基 最 多的 地 方 是 线 粒 体 动 物 细 胞 线 粒 体 最 主 要 的 功 能 是氧 化 三 拨 酸 循 环 和 其 它 代 谢 中 产 生 的 和粉不收 稿 日 期 二 一 一作 者 简 介 刘 占 才 一 , 男 , 河 南 博 爱 人 , 焦 作 师 范 高 等 专 科 学 校 理 化 生 系 讲 师 刘 占 才 等 超 氧 阴 离 子 自 由 基 对 生 物 体 的 作 用 机 理 研 究兮从 , 这 一 氧 化 是 在 线 粒 体 内 膜 的 电 子 传 递 链 上完 成 的 , 释 放 的 能 量 用 于 合 成 细 胞 色 素 氧 化酶 复 合 物 每 得 到 个 电 子 , 能 将 一 分 子 氧 气 还 原 成两 分 子 水 进 化 使 得 细 胞 色 素 氧 化 酶 将 所 有 自 由 基中 间 物 都 紧 紧 地 固 定 在 蛋 白 上 而 不 释 放 到 周 围 溶 液中 , 但 是 , 在 整 个 电 子 传 递 链 上 传 递 大 量 电 子 时 , 已经 有 实 验 检 测 到 有 些 电 子 被 露 了 出 来 , 使 氧 气 发 生了 一 电 子 还 原 产 生 了 超 氧 阴 离 子 自 由 基 。

漏 电 子 的位 置 可 能 是 辅 酶 复 合 物 和 还 原 的 辅 酶上 从 动 物 组 织 中 分 离 的 线 粒 体 在 体 外 可 以 产 生 过氧 化 氢 , 这 可 能 是 歧 化 产 生 的 超 氧 阴 离 子 自 由基 的 结 果 线 粒 体 基 质 中 含 , 在 内 外 膜 之 间含 , 一 片 暴 露 于 空 气 的 鼠 肺 , 吸 收 氧 气 的转 变 为 超 氧 阴 离 子 自 由 基 , 在 氧 气 中 , 吸 收氧 气 的 转 化 为 超 氧 阴 离 子 自 由 基 很 多 动 植 物 组 织 内 质 网 含 有 细 胞 色 素, 暴 露 于 氧 气 之 后 , 可 以 氧 化 多 种 底 物 在 这 一反 应 中 , 一 个 氧 原 子 与 底 物 结 合 , 另 一 个 氧 原 子 形 成水 , 这 个 反 应 称 单 加 氧 酶 或 混 合 功 能 氧 化 酶 反 应 有 证 据 表 明 , 细 胞 色 素 一 反 应 时 也 可 以 把 电 子漏 给 氧 气 形 成 超 氧 阴 离 子 自 由 基 细 胞 核 膜 也 含 有 电 子 传 递 链 , 也 可 以 把 电 子漏 给 氧 气 产 生 超 氧 阴 离 子 自 由 基 。

增 加 氧 气 浓 度 和, 漏 出 电 子 速 率 增 加 , 这 比 线 粒 体 漏 出 电 子 更危 险 , 因 为 产 生 的 氧 自 由 基 更 接 近 细 胞 核 的 综 合 以 上 所 述 , 在 需 氧 生 物 细 胞 内 产 生 超 氧 阴离 子 自 由 基 应 当 是 肯 定 的 二 、 超 氧 阴 离 子 自 由 基 对 生 物 毒 害 机 理是 生 物 体 内 特 异 清 除 超 氧 阴 离 子 自 由 基 的酶 在 需 氧 生 物 细 胞 中 发 现 直 接 导 致 提 出 氧毒 性 的 超 氧 阴 离 子 自 由 基 理 论 仁 〕 这 一 理 论 认 为超 氧 阴 离 子 自 由 基 是 氧 毒 性 的 主 要 原 因 , 其 他 氧 自由 基 都 是 从 超 氧 阴 离 子 自 由 基 衍 生 而 来 的 超 氧 阴 离 子 自 由 基 是 基 态 氧 接 受 一 个 电 子 形 成的 氧 自 由 基 , 在 水 中 可 视 为 一 个 碱 它 可 以 接 受 一个 十 形 成 质 子 化 的 超 氧 阴 离 子 自 由 基 · , 是 超氧 阴 离 子 自 由 基 的 共 扼 酸 它 也 可 以 再 分 解 为 超 氧阴 离 子 自 由 基 和 十 , 并 在 水 溶 液 中 保 持 平 衡 , 约为 。

改 变 溶 液 的 值 , 便 可 以 改 变 犷 和 · 的浓 度 在 值 为 时 , 约 为 人 的 体 液 生理 在 一 之 间 , 因 此 , 在 生 理 条 件 下 , 体 内生 成 的 主 要 是 超 氧 阴 离 子 自 由 基 , 只 有 少 量 转 化 为 就 是 这 少 量 · 可 能 跨 越 细 胞 膜 而 引 起脂 质 过 氧 化 因 为 · 和 歹 的 性 质 相 差 很 大 ,呀 带 负 电 荷 , 是 亲 水 性 的 , 不 能 穿 透 细 胞 膜 , 在 很多 场 合 是 还 原 剂 而 · 不 带 电 荷 , 是 疏 水 性 的 ,可 饭 穿 透 细 胞 膜 , 并 在 膜 的 疏 水 区 积 聚 , 而 且 其 氧 化性 远 远 大 于 犷 , 这 就 为 细 胞 膜 的 脂 质 过 氧 化 造 就了 充 分 条 件 超 氧 阴 离 子 自 由 基 在 水 溶 液 中 的 存 活 时 间 约 为秒 , 在 脂 溶 性 介 质 中 的 存 活 时 间 约 为 小 时 和其 他 活 性 氧 相 比 , 超 氧 阴 离 子 自 由 基 不 很 活 泼 , 因 此曾 有 人 认 为 超 氧 阴 离 子 自 由 基 毒 性 可 能 不 大 。

其实 , 正 是 由 于 其 寿 命 较 长 , 可 以 从 生 成 位 置 扩 散 到 较远 的 距 离 , 达 到 靶 位 置 , 从 这 种 意 义 上 讲 , 超 氧 阴 离子 自 由 基 具 有 更 大 的 危 险 性 另 外 , 由 于 它 是 生 物体 中 第 一 个 生 成 的 氧 自 由 基 , 又 是 所 有 氧 自 由 基 的前 身 , 可 以 转 化 为 其 他 氧 自 由 基 , 因 此 具 有 非 常 重 要的 意 义 超 氧 阴 离 子 自 由 基 对 细 胞 损 伤 的 一 个 重 要 方 面是 使 细 胞 的 膜 相 系 统 发 生 脂 质 过 氧 化 , 一 般 定 义 不饱 和 脂 肪 酸 的 变 质 为 脂 质 过 氧 化 由 于 氧 气 在 有 机相 中 溶 解 度 远 远 大 于 无 机 相 , 细 胞 膜 中 氧 气 浓 度 很高 , 这 就 使 细 胞 具 备 了 脂 质 过 氧 化 的 两 个 重 要 条 件 ,氧 气 和 不 饱 和 脂 肪 酸 , 加 之 细 胞 膜 在 细 胞 最 外 层。