[论文]关于自由基致损的初步研究
杨颜霞（五级）
(江苏昆山宗仁卿医院,昆山)
[摘要] 本文论述了自由基学说的历史来源，致病原理与防治等方面的内容，系统介绍了自由基学说发展状况，对指导营养学临床预防保健有借鉴意义。
[关键词] 自由基,研究,概况
1956年美国科学家哈曼（Denham Harman）博士提出衰老的自由基学说，认为衰老过程中的退行性变化是由于细胞正常代谢过程中产生的自由基的有害作用造成的。生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生的自由基积累的结果，自由基可以引起DNA损伤从而导致突变，诱发肿瘤形成。自由基反应能力很强，可使细胞中的多种物质发生氧化，损害生物膜。还能够使蛋白质、核酸等大分子交联，影响其正常功能。
早在上个世纪末90年代初期，中国大陆对自由基的认知来自于北京卷烟厂在出口产品定单中外方产品的要求，外方，尤其是日本提出，吸烟有危害身体健康，不仅仅是尼古丁，焦油，还有一种更危害的物质是自由基。
1 致损原理
自由基是正常代谢的中间产物，适量的自由基为人体生命活动所必须，它可以促进细胞增殖，刺激白细胞和吞噬细胞杀灭细菌，消除炎症，分解毒物。当体内积蓄的自由基过多，会干扰人体内其他正常细胞的代谢功能，引发一系列的连锁反应，并由于这种自由基的连锁反应，加深对机体的损害，从而成为癌症，高血压，动脉硬化，糖尿病，败血症，心脏病等许多疾病的病因或诱发疾病的因子。
自由基对人体的攻击首先是从细胞膜开始的。细胞膜极富弹性和柔韧性，它的电子很容易丢失，因此细胞膜容易遭受自由基攻击。自由基能够氧化生物膜中的脂类物质，尤其是不饱和脂肪酸，形成过氧化脂质，破坏膜的完整性，使膜的液态性和流动性降低，脆性异常增加，脂质双层断裂，从而导致各种膜性细胞器受损。细胞膜受损后，其通透性、离子转运以及屏障功能遭到破坏，营养成分无法进入细胞内，细胞内的代谢废物也排泄不出来，造成细胞坏死，并形成脂褐素。脂质过氧化会生成终产物丙二醛等，它们可以引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，其随年龄的增长而成脂褐素沉淀物。生物膜破坏和脂褐素在细胞中过量续集，便会导致细胞死亡。而随心肌神经等细胞内的脂褐素含量逐渐增加，细胞死亡也随之增多，导致人体的衰弱。
《素问·刺法论》所说“正气存内，邪不可干。”因而中医学认为保养人体正气，增强生命活力和适应自然界的变化能力，能达到健康和长寿。而自由基则是损害人体正气，使人体趋于衰弱。
2 发病分析
自由基能够激发人体释放各种炎症因子，促使细胞外黏多糖发生氧化降解，导致关节腔中的滑液失去滑润作用，从而引发关节炎。自由基还能侵蚀胰脏细胞引起糖尿病，损伤肝脏导致肝炎。如果自由基作用于免疫系统，将会引起人体细胞免疫和体液免疫功能减弱，导致免疫性疾病出现。
过氧化脂质与蛋白质结合生成不溶于水的脂褐素(lipofuscin)，沉积在皮肤细胞中不易除去，形成老年斑，如果在大脑、脑干、脊髓和神经节中堆积，将会导致神经细胞老化，引起记忆减退或智力障碍，甚至出现老年痴呆症，自由基对大脑海马体神经细胞的损害可能是导致脑功能丧失的原因之一。自由基氧化血液中的脂蛋白，造成胆固醇沉积于血管壁，引起心脑血管疾病。
数据显示，人体每一个细胞每天要遭受10，000个自由基攻击，体内自由基的产生主要有两个来源：外源性自由基和内源性自由基。
2.1内源性自由基 主要由体内酶反应和非酶反应产生。人体新陈代谢本身就是一个氧化过程，细胞有氧呼吸过程中，线粒体电子传递链因氧化还原反应不完全可以产生超氧离子自由基；血红蛋白、肌红蛋白可通过非酶促反应产生自由基；体内分子氧与多种不饱和脂类(如膜磷脂中的不饱和脂肪酸)直接作用后也可生成自由基。另外，外来致病微生物侵人人体时，机体产生炎症反应，白细胞中也会出现大量自由基。
2.2外源性自由基 由体外理化因素影响而产生，主要因素有：
2.2.1不健康的饮食习惯，营养过剩以及脂肪摄入过量等。
2.2.2长期生活在富氧/缺氧环境。
2.2.3环境污染包括空气污染、饮用水污染、工业废水污染以及土壤污染，汽车尾气可诱发体内产生自由基。
2.2.4心里因素、精神状况，压力过大、急躁、焦虑、郁闷、紧张等情绪问题也会产生自由基。
2.2.5毒品、酗酒、吸烟与被动吸烟，科学家们从烟雾中发现的自由基有过氧化氢、一氧化碳、二氧化碳、烷基和烷氧基等多种有害的自由基，据估计每吸一口烟，就会吸入几百万个自由基。
2.2.6运动过量。
2.2.7化学物质损害例如药物、食品添加剂、残留农药、乙醇等化学物质在肝脏解毒过程中可产生自由基。
2.2.8辐射、电磁波、阳光中的紫外线以及医学诊疗中的各种射线照射皮肤表面时也可产生自由基。
3 治疗方法
人体内本身就具有清除多余自由基的能力，这主要是靠内源性自由基清除系统，它包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶等一些酶和维生素C、维生素E、还原性谷胱甘肽、胡萝卜素和硒等一些抗氧化剂。酶类物质可以使体内的活性氧自由基变为活性较低的物质，从而削弱它们对肌体的攻击力。酶的防御作用仅限于细胞内，而抗氧化剂有些作用于细胞膜，有些则是在细胞外就可起到防御作用。这些具有抗氧化作用的酶和非酶系统在体内组成了一道道防线，有效地阻止了有害自由基对机体的伤害，维持体内自由基的产生和清除，有利于保持机体健康。研究发现，人类在25岁左右体内的自由基清除剂含量最丰富，以后逐年减少，过了40岁减少速度加快，容易出现衰老，可适时从体外补充以上物质。
目前许多非营养素的抗氧化物质逐渐被人们所关注，非营养素的抗氧化物质又称植物化合物（植物因子）如：类胡萝卜素、植物皂苷、类黄酮、多酚类、叶绿素、含硫化合物等，其抗氧化作用包括：直接清除自由基，增强抗氧化酶活性，阻断脂质过氧化，减少DNA等生物大分子损伤。
以上这些具有抗氧化作用的物质普遍存在植物性食物中如各种新鲜蔬菜及水果、粗杂粮、薯类、豆类、坚果类等。所以经常食用上述食物对清除自由基、延缓衰老有着重要作用。大蒜，在《本草纲目》曾被记载为“其气熏烈，能通五脏达诸窍，去寒湿……”现代药理研究表明：大蒜原汁对羟自由基具有很强的清除能力。富硒大蒜或大蒜水溶液提取液(硒蛋白和硒多糖)对超氧化物阴离子自由基具有很强的清除能力。
此外一些中草药如人参、黄芪、丹参、川芎、银杏叶、刺五加、三七等被公认的活血化瘀良药，是有效的天然自由基清除剂，均能抗脂质过氧化，清除有害的自由基。生地、首乌、党参、枸杞子、女贞子、蛤蚧、淫羊藿、肉苁蓉、女贞子、等均能有效保护人体对抗自由基损害。
4 预防保健
正常人体有一套清除自由基的系统，但这个系统的力量会因人的年龄增长及体质改变而减弱，致使自由基的负面效应大大增强，引起多种疾病发病率的提高。现代都市人，生活压力大，居住环境不佳，充满各种污染，体内自由基泛滥，如果不加以控制，每天可能会遭受数十亿个自由基无情的攻击。为有效地清除体内过量自由基，减少自由基对身体破坏，建议如下：
4．1限制饮食：限制饮食之所以能增加寿命，主要是因为可以减少线粒体衰老。因为摄取食物，其消化吸收的代谢需要在线粒体内进行氧化磷酸化，然后以ATP形式来供给机体活动需要的能量。在产生ATP过程中有自由基的生成，这些内源性自由基会在细胞内氧化防御体系不足的情况下对线粒体产生积累性伤害，从而导致线粒体衰老。
4．2改善食物质量：过多的摄取脂肪，增加了内源性自由基的产生，摄入大量饱和脂肪酸，增加形成低密度脂蛋白的机会，引起线粒体老化，导致机体衰老。
4．3多食用蔬菜及水果，尤其是根茎类食物：健康的饮食应是每日蔬果及肉类比例为七比三，蔬果中含有天然抗自由基的维生素及黄酮素，还有增加肠蠕动的纤维素。实用蔬果最好生食，以免维生素及黄酮素流失，每天食用有三种颜色以上之蔬果，这样才能补充充足的维生素及黄酮素等。
4．4适当增加草药酒的饮用：草药酒可提升人体正气，减轻自由基对机体的伤害。
4．5减少煎炸食物、加工食物摄取：食品加工过程中会添入色素，防腐剂及香料等，这些过多食入身体会产生过多自由基的。
4．6饮用干净的水：健康的饮水每日应饮用干净水2000毫升以上。少喝含各种添加物的罐装饮料。
4．7多食用富含维生素C及维生素E之类的蔬菜水果，个别人群可适量补充维生素C及维生素E抗氧化剂：维生素E是存在于生物膜上的主要脂溶性抗氧化物，维生素E可使细胞膜上不饱和脂肪酸免于被氧化破坏，起到延缓衰老的作用。
4．8拒绝抽烟：科学研究抽烟是目前产生最快及最多自由基的方式，每吸一口烟会制造十万个以上之自由基，会导致全身性的癌症，甚至加速癌症细胞生长。尤其是肺癌高达五十倍以上的危险率，还有它会造成许多慢性病，例如心血管病症及糖尿病，还有研究证实一手烟及二手烟伤害是一样的。
4．9尽量少服不需要的药物：有些药物包括中西药是有毒性的，例如抗生素，镇痛剂，化疗药物是会产生自由基的，不要误信药物可以有病治病，无病保身。患病时应该找医生看病，应该服药才可以服药，不可以随便乱服药。
4．10避免农药的污染：农药会产生大量自由基，选择蔬果产品外观应不好看，甚至有虫咬过的农产品，是较安全及少农药的。
5 病案研究
目前对自由基的临床研究很多，自从发现自由基对人类健康的危害后，如何能更接近生命现象进一步研究自由基的反应机理和损伤的分子机理就成为这个领域国际上期待解决的前沿课题。从国内外的大量报纸看，很多自由基的反应规律和损伤机理中的一些关键问题至今尚在研究中。这里节选部分介绍：
5．1自由基与癌症
长期以来，人们一直致力于对癌变原因不同角度的探索。自从揭示了具有高度活泼性的自由基能引起迅速扩展的连锁反应后，人们把这些性质的快速生长联系起来，研究癌变诸过程中自由基的参与问题。目前的看法是，不少致癌物必须在体内经过代谢活化形成自由基并攻击DNA才能致癌，而许多抗癌剂也是通过自由基形成去杀死癌细胞。一个正常细胞发生癌变必须经历诱发和促进两个阶段，这就是两步致癌学说。自然界中的促诱剂种类繁多，巴豆脂、巴豆油，香烟烟雾凝聚物、未燃烧烟草提取物、十二烷基磺酸钠及吐温60之类表面活性剂、脂肪酸甲酯、酚类和直链烷烃类等等。 诱发阶段与自由基关系密切。 自由基作用于脂质产生的过氧化产物既能致癌又能致突变，致癌和致突变在分子水平上的机理是相同的。 促癌阶段也与自由基有关，促癌能力与其产生自由基的能力相平行。 在化疗过程中，由于药物的毒性导致细胞内产生大量的自由基这往往会引起骨髓损伤、白血球减少，致使化疗减慢或被迫停止化疗。若使用自由基清除剂，则可防止骨髓进一步受氧自由基的破坏，加速骨髓和白血球量的恢复，有利于化疗的继续。
5．2自由基与眼病
眼睛是人和动物唯一的光感受器，老年性眼睛衰老(特别是白内障)与自由基反应有关。研究表明，老年人由于全身机体的衰老使得眼球晶状体中自由基清除剂的含量与活性降低，导致对自由基侵害的抵御能力下降。事实表明，白内障的起因和发展与自由基对视网膜的损伤导致晶状体组织的破坏有关。角膜受自由基侵袭引起内皮细胞破裂，细胞通透性功能出现障碍，引起角膜水肿。自由基会对眼晶状体产生直接的损伤破坏。
5．3自由基与心脏健康
北京三博远志业界新闻2010.10.12报道： 英国一项最新研究发现，与过去笼统以为自由基全都有害健康不同，实际上某些自由基可以匡助保护心脏健康。结果发现，在心脏面对高血压等压力的情况下，前一类实验鼠的心脏表现得更好。
介入研究的阿杰伊·沙阿教授说，自由基有一个“有害健康”的坏名声，因此很多疗法都试图全面清除它们，但很少有通过这种方式成功改善健康的例子。这将使人们重新思索现在一些为保护健康而全面清除自由基的疗法。这项研究表明，某些自由基可以匡助心脏适应压力，对健康具有益处，因此相关疗法需要考虑区别对待不同的自由基，才能更有效地保护健。
自由基是一类具有较强氧化性的原子或原子团的总称，它们常会损害正常的细胞和组织，因此现在很多疗法都试图使用抗氧化剂来全面去除自由基，以匡助保护健康。研究职员改变了实验鼠的基因，使一些实验鼠体内有过多的这种酶而另一些实验鼠体内缺少这种酶。
但英国伦敦国王学院等机构研究职员在新一期美国《国家科学院学报》上讲演说，动物实验显示一种名为ＮOX４的酶是天生的活性氧自由基，有助保护心脏。
本文系统的描述了自由基在机体内引发的一系列的连锁反应所造成的对人体的伤害，对临床营养的保健指导具有一定意义。
