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自由基基础理论和技术 自由基的概念最早是在18世纪末化学家在研究化学反应时提出来的，那时猜测自由基是一些不稳定的基团。最早Gomberg于1900年在用氯化三苯甲基制备六苯乙烷时首先分离出稳定的自由基(三苯甲基自由基)，才在世界上最早肯定了自由基的客观存在。 一、自由基的定义与性质 （一）自由基的定义 含有不成对电子且可以独立存在的原子、分子、离子和基团称自由基。 (二)自由基的性质 ??? 从化学反应的角度来看，自由基具有三个显著特点，即反应性强、具有顺磁性和寿命短。 在所有分子成键过程中，电子都是倾向配对的，自由基中的未成对电子也有配对的倾向，因此大多数自由基都很活泼，反应性极强，容易反应生成稳定分子，这一重要性质导致自由基极易攻击细胞、蛋白质、酶和核酸等，这也正是自由基容易造成机体损害的直接原因。 电子自旋运动只有顺时针与逆时针两种方向，自旋的磁矩也只有两种不同的取向，当电子成对存在于同一轨道时，由于自旋方向相反，相应的磁矩各异，实际上相互抵消，对外不显示磁性。但是带有不成对电子的物质，由于存在自旋产生的磁矩，故具有顺磁性。 多数自由基反应性很强，寿命很短，如羟基自由基的寿命只有10-6秒；但也有少数自由基反应性不强，寿命较长，并相当稳定， （三）自由基在体外的生成 均裂法?a将分子中的共价键均裂，使分子成为两个自由基 电子转移法?a使分子俘获一个电子，成为带有不成对电子的自由基，或者给出一个电子也可成为自由基。 活性氧（Reactive oxygen species, ROS） 、HO2?、?OH、H2O2、1O2、LO?、LOO?及LOOH等含氧的活性物质都具有较氧活泼的化学性质，遂统称为ROS。 活性氮（Reactive nitrogen species, RNS) 是指NO与包括活性氧在内的化合物相互作用，衍生出一系列包括ONOO-及其质子形式过氧亚硝酸（ONOOH）等具有高度氧化活性的自由基和硝基类化合物，这些与活性氧相对应的以NO为中心的衍生物称为活性氮。 二、 活性氧 （一）生物体内活性氧的产生 1. 的产生 （1）非酶反应 a 某些生物分子（包括甘油醛、还原型核黄素、FMN 与FAD 、肾上腺素、四氢喋呤）氧化时可产生 （2）酶反应 a．黄嘌呤或次黄嘌呤氧化为尿酸 b. 醛氧化酶的酶促反应 c. 线粒体呼吸链有关的某些酶促反应 d．微粒体电子传递系统有关的某些酶促反应 e. 其他酶体系（NADPH氧化酶） 2. ?OH的产生 (1)通过Fenton 型Haber-Weiss 反应产生?OH (2) 某些药物在体内代谢中可能产生?OH (3)某些酶或其复合体系可产生?OH 黄嘌呤氧化酶、前列腺素合成酶 、鸟嘌呤环化酶 、微粒体乙醇氧化体系、微粒体电子传递体系 (4) 某些生理或病理生理作用中产生·OH 3. H2O2的产生 在生物体内通过非酶反应产生H2O2的可能性是很小的。但在生物体内产生H2O2的酶促反应是比较多的，如黄嘌呤氧化为尿酸，D-氨基酸氧化为酮酸，D-葡萄糖氧化为D-葡糖酸内酯 (二)生物体内活性氧的清除 2. 抗氧化剂 （1） 抗氧化维生素 包括抗坏血酸、维生素E、维生素A等。 （2） 谷胱甘肽 （3）尿酸 在体外实验中尿酸可与?OH、HOCl、ONOO-、LO?、LOO?、O3、NO2反应，产生尿酸自由基，但是后者在抗坏血酸作用下可以还原为尿酸。 （4）辅酶Q 辅酶Q ( coenzyme Q）即泛醌（ubiquinone, UQ )，是生物体合成的，参与线粒体氧化磷酸化链的重要组成部分，它的还原型UQH2是抗氧化剂，在生物膜中可与维生素E 协同中止脂质过氧化链式反应。 （5）α-硫辛酸 α-硫辛酸可在动物体内合成。它是抗氧化剂，可清除?OH、HOCl、1O2 （6）胆红素 血红蛋白中血红素经血红素加氧酶作用可氧化为胆绿素，然后经过还原反应，生成胆红素。 胆红素有抗氧化活性，但它与氧自由基作用后发生聚合与聚集，这两种作用的结果使胆红素的溶解度降低，黏度增加，钙化产物（胆红素钙）颗粒变大，速度加快，易形成胆色素类结石。 （7）血浆铜蓝蛋白 近年来发现血浆铜蓝蛋白可能是一种抗氧化剂，如能抑制抗坏血酸或无机铁引起的脂质过氧化。它还能清除氧自由基。 （8）金属硫蛋白 其主要作用是去除金属的毒性，但由于分子内存在多个SH 基，因此可以清除?OH等活性氧。 （9）其他的抗氧化剂 Metabolic pathways of reactive oxygen radicals. (from cell signal,1999) （三）、氧化应激的生物  标志物及