自由基清除劑

關(guān)于自由基清除劑英國(guó)人Harman于1956年提出了自由基學(xué)說(shuō)：自由基攻擊生命大分子造成組織細(xì)胞損傷，是引起機(jī)體衰老的根本原因，也是誘發(fā)腫瘤等惡性疾病的重要起因，其中的觀點(diǎn)被越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)所證明。

自由基是人體生命活動(dòng)中各種生化反應(yīng)的中間代謝產(chǎn)物，具有高度的化學(xué)活性，是機(jī)體有效的防御系統(tǒng)，若不能維持一定水平則會(huì)影響機(jī)體的生命活動(dòng)。但過(guò)多的自由基會(huì)攻擊機(jī)體內(nèi)的生命大分子物質(zhì)及各種細(xì)胞器，造成機(jī)體在分子水平、細(xì)胞水平及組織器官水平的各種損傷，加速機(jī)體的衰老進(jìn)程并誘發(fā)各種疾病。第2頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月受自由基影響的肌膚擊退體內(nèi)自由基健康肌膚人體內(nèi)的自由基令肌膚缺水，缺乏光澤，出現(xiàn)干紋，色斑等問(wèn)題有效抑制自由基，肌膚的質(zhì)素明顯得到改善擊退體內(nèi)的自由基，徹底解決底層肌膚問(wèn)題，令肌膚光滑細(xì)嫩第3頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月第一節(jié)自由基理論(一)自由基的概念：由單質(zhì)或化合物的均裂而產(chǎn)生的帶有未成對(duì)電子的原子或基團(tuán)。它的單電子有強(qiáng)烈的配對(duì)傾向，傾向于以各種方式與其他原子基團(tuán)結(jié)合，形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，因而自由基非?；顫姡蔀樵S多反應(yīng)的活性中間體。（二）自由基的產(chǎn)生：人體細(xì)胞在正常的代謝過(guò)程中，或者受到外界條件的刺激（如高壓氧、高能輻射、抗癌劑、抗菌劑、殺蟲(chóng)劑、麻醉劑等藥物，香煙煙霧和光化學(xué)空氣污染物等作用），都會(huì)刺激機(jī)體產(chǎn)生活性氧自由基。第4頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月人體內(nèi)的自由基分為氧自由基和非氧自由基。氧自由基占主導(dǎo)地位，約占自由基總量的95%。非氧自由基主要有氫自由基（H·）和有機(jī)自由基（R·）。它們又統(tǒng)稱(chēng)為活性氧，都是人體內(nèi)最為重要的自由基。第5頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月機(jī)體內(nèi)活性氧自由基產(chǎn)生的途徑物理因素：(1)X射線→水射解→H·+OH·+O2O2-·(2)光離R·+O2O2-·+R

光光激發(fā)+O2O2-·化學(xué)因素：無(wú)機(jī)：M++O2→M2++O2-·

有機(jī)：RH+O2→R·+O2-·+H++O2O2-·+R生化因素：非催化：正鐵血紅蛋白Fe2++O2→正鐵血紅蛋白Fe3++O2-·

催化：胰上的酶：線粒體、微粒體、質(zhì)膜可溶性酶：胞外：血漿銅藍(lán)蛋白酶胞內(nèi)：黃嘌呤氧化酶、髓過(guò)氧化酶第6頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月自由基反應(yīng)機(jī)理自由基反應(yīng)動(dòng)力學(xué)有別于普通單分子或雙分子反應(yīng)，因?yàn)樽杂苫梢赃B續(xù)傳遞出現(xiàn)連鎖反應(yīng)。自由基反應(yīng)機(jī)理：引發(fā)、增長(zhǎng)和終止3個(gè)階段。反應(yīng)初始引發(fā)階段占主導(dǎo)地位，反應(yīng)體系中的新生自由基形成許多鏈的開(kāi)端，反應(yīng)物濃度高。引發(fā)后的擴(kuò)展階段為反應(yīng)的主體，如果起始有幾個(gè)引發(fā)自由基，在擴(kuò)展階段沒(méi)有消失或增加，那么反應(yīng)中有幾條鏈。待到一定階段，體系中的反應(yīng)物濃度越來(lái)越少，自由基本身互相碰頭的機(jī)會(huì)越未越多，反應(yīng)速度不能保持?jǐn)U展階段時(shí)那徉快，自由基越來(lái)越少，最后反應(yīng)終于停止。第7頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月如果反應(yīng)體系中有自由基清除劑存在，它就能很快地捕捉自由基使擴(kuò)散不能形成。因?yàn)檠醴肿优c許多有機(jī)物反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生自由基，而自由基清除劑能捕捉過(guò)氧自由基而中斷連鎖反應(yīng)，阻止有機(jī)物的氧化，所以自由基清除劑又稱(chēng)為抗氧化劑。第8頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月（三）自由基的來(lái)源人體內(nèi)特定的自由基有不同的來(lái)源。O2－·扮演著非常重要的角色，因?yàn)樵诜磻?yīng)順序上其他許多活性中間產(chǎn)物的形成都始于與O2－·起作用。它是從黃嘌呤氧化酶、NADPH氧化酶通過(guò)酶的一電子還原作用釋放的氧產(chǎn)生的或由呼吸鏈裂解生成的。人體利用的氧氣中約有1%～3%轉(zhuǎn)化為O2－·。H2O2也是一種重要的非自由基活性物，容易在活細(xì)胞中擴(kuò)散。過(guò)氧化氫酶能有效地將其轉(zhuǎn)變成水，生成氧自由基。OH·的活性最強(qiáng)，其半衰期估計(jì)為10-9秒，其產(chǎn)生后能迅速起反應(yīng)。在射線等高能輻射下，通過(guò)體內(nèi)水的均裂作用或經(jīng)金屬催化過(guò)程由內(nèi)源的過(guò)氧化氫分子形成。紫外線能將過(guò)氧化氫分子分裂成兩個(gè)羥自由基分子。第9頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月1O2是另一種非自由基的活性物，可能是體內(nèi)的組織暴露于光中形成的。其半衰期估計(jì)為10-6秒，具體時(shí)間取決于周?chē)|(zhì)的性質(zhì)。它能通過(guò)轉(zhuǎn)移其激發(fā)態(tài)能量或通過(guò)化學(xué)結(jié)合與其它分子相互作用。NO·也是一種很重要的自由基，它是精氨酸在酶作用下形成的一種信號(hào)化合物，能松弛血小管平滑肌，防止血小板的凝集，從而降低血壓。也可通過(guò)激活參與初級(jí)免疫的巨嗜細(xì)胞而產(chǎn)生。它的半衰期為6～50秒，很容易與氧發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物NO2也是自由基。它還能與生物分子直接反應(yīng)或與O2－·結(jié)合形成過(guò)氧亞硝酸鹽（ONOO－）。NO·過(guò)多會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞毒性。第10頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月二、自由基積極的生物學(xué)功能自由基作為人體正常的代謝產(chǎn)物，對(duì)機(jī)體危害物有積極的防御作用。1．增強(qiáng)白細(xì)胞的吞噬功能，提高殺菌效果白細(xì)胞在吞噬細(xì)菌的過(guò)程中，對(duì)氧的消耗量激增，會(huì)產(chǎn)生大量的O2－·和H2O2，兩者通過(guò)Haber-Weiss反應(yīng)還會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生OH·，這些活性氧對(duì)病原菌都有很強(qiáng)的殺滅效果。OH·還可引發(fā)被吞噬細(xì)菌的不飽和脂肪酸降解，降解終產(chǎn)物丙二醛也是一種強(qiáng)力殺菌劑，足以致細(xì)菌死亡。2．促進(jìn)前列腺素的合成前列腺素是人體內(nèi)的一種重要的激素，它以花生四烯酸為前驅(qū)物質(zhì)，經(jīng)膜上多酶系統(tǒng)催化氧化生成，其生物合成途徑中必須有氧自由基（OH·或O2－·）的參與。第11頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月3．參與脂肪加氧酶的生成血小板脂肪加氧酶作用于花生四烯酸生成1，2-氫過(guò)氧化-5，8，11，14-碳四烯酸（12-HPETE），該化合物是具有強(qiáng)生物學(xué)活性化合物的前體。在HPETE形成過(guò)程中有活性氧自由基參與。4．參與膠原蛋白的合成膠原蛋白的前體稱(chēng)原膠原蛋白。原膠原蛋白中的脯氨酸和賴(lài)氨酸經(jīng)羥化酶的羥化作用是原膠原蛋白合成的關(guān)鍵步驟。在此酶促羥化過(guò)程中，需要O2－·、H2O2

、OH·或1O2等活性氧自由基的參與。5．參與肝臟的解毒作用肝臟對(duì)外來(lái)毒物解毒的實(shí)質(zhì)是在肝微粒體細(xì)胞色素P450催化下對(duì)各類(lèi)毒物的羥化作用。一定劑量范圍內(nèi)的外來(lái)毒物可被羥化并排出體外而完成解毒作用。在肝解毒過(guò)程中，連接于細(xì)胞色素上的O2－·自由基是真正起羥化作用的物質(zhì)。6．參加凝血酶原的合成凝血酶原是凝血酶的前體。在凝血酶原合成過(guò)程中，其前體蛋白質(zhì)氨基端的10個(gè)谷氨酸殘基經(jīng)過(guò)酶促羧化作用轉(zhuǎn)變?yōu)?0個(gè)γ-羧基谷氨酸殘基，形成凝血酶原。該羧化過(guò)程與氧自由基密切相關(guān)，沒(méi)有氧自由基的參加，就不能形成凝血酶原第12頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月三、自由基對(duì)生命大分子的損害自由基具有高度的活潑性和極強(qiáng)的氧化反應(yīng)能力，能通過(guò)氧化作用攻擊體內(nèi)的生命大分子，如核酸、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)和脂質(zhì)等，使這些物質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化變性、交聯(lián)和斷裂，從而引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞，導(dǎo)致機(jī)體的組織破壞和退行性變化。OH·是最活潑、毒性最大的自由基。它可和活細(xì)胞中的任何分子發(fā)生反應(yīng)而造成損傷，而且反應(yīng)速度極快，被破壞的分子遍及糖類(lèi)、氨基酸、磷脂、核苷和有機(jī)酸等。O2－·可使核酸鏈斷裂、多糖解聚及不飽和脂肪酸過(guò)氧化作用，進(jìn)而造成膜損傷、線粒體氧化磷酸化作用的改變等。H2O2能使少數(shù)酶的-SH（巰基）氧化失活。因?yàn)镠2O2能迅速穿過(guò)細(xì)胞膜，而O2－·不能，在細(xì)胞內(nèi)的H2O2能與Fe2+或Cu2+離子反應(yīng)生成OH·，這是H2O2毒性的真正原因。第13頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月四、衰老自由基學(xué)說(shuō)自由基學(xué)說(shuō)能比較清楚地解釋機(jī)體衰老過(guò)程中 的種種癥狀，如老年斑、皺紋及免疫力下降等，是目前最有說(shuō)服力的學(xué)說(shuō)。1．免疫功能的降低免疫功能是指機(jī)體抵抗外來(lái)有害物質(zhì)入侵的能力。人體內(nèi)的免疫系統(tǒng)包括細(xì)胞免疫和體液免疫。自由基作用于免疫系統(tǒng)，會(huì)引起人體細(xì)胞免疫與體液免疫功能減弱，并使免疫識(shí)別力下降。因識(shí)別能力下降，免疫系統(tǒng)在攻擊病原體和異常的細(xì)胞時(shí)，也侵犯了正常的細(xì)胞和健康組織而出現(xiàn)自身免疫性疾病。第14頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月2．器官組織細(xì)胞的破壞與減少器官組織細(xì)胞的破壞與減少是機(jī)體衰老的癥狀之一。器官組織細(xì)胞破壞或減少主要是由于自由基引起的脂質(zhì)過(guò)氧化而造成對(duì)細(xì)胞膜與細(xì)胞器膜的損害，改變了生物膜的結(jié)構(gòu)與功能，影響了膜的通透性與流動(dòng)性，從而導(dǎo)致了膜功能的紊亂，加快機(jī)體的衰老。另外，自由基作用于核酸引起的基因突變改變了遺傳信息的傳遞，導(dǎo)致蛋白質(zhì)與酶的合成錯(cuò)誤及酶活性的降低。自由基還可與膜上的酶發(fā)生作用，影響細(xì)胞正常生理功能的發(fā)揮。自由基通過(guò)對(duì)脂質(zhì)的侵襲加速了細(xì)胞的衰老進(jìn)程。這些結(jié)果的積累，造成了器官組織細(xì)胞的老化與死亡。

第15頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月3．生命大分子的交聯(lián)聚合和脂褐素的累積自由基作用于脂質(zhì)能發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)，其氧化的終產(chǎn)物丙二醛等會(huì)引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合，形成脂褐素。脂褐素不溶于水，不能隨著機(jī)體的代謝排出體外，在細(xì)胞內(nèi)逐漸堆積。老年斑就是由脂褐素在皮膚的堆積而形成的，老年斑的出現(xiàn)是人體衰老的一個(gè)明顯的外表象征。隨著膠原蛋白的交聯(lián)聚合，會(huì)使膠原蛋白溶解性下降、彈性降低及水合能力減弱，會(huì)導(dǎo)致皮膚失去張力，皺紋增多。脂褐素在腦細(xì)胞中的堆積，會(huì)出現(xiàn)記憶力的減退或使智力發(fā)生障礙，甚至出現(xiàn)老年性癡呆癥。眼球晶狀體長(zhǎng)期暴露于光和氧中，極易發(fā)生脂質(zhì)氧化損傷，導(dǎo)致視網(wǎng)膜模糊，引起白內(nèi)障。第16頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月五、自由基與疾病的關(guān)系

1．自由基與心血管疾病大多數(shù)心血管疾病的主要原因是動(dòng)脈粥樣硬化，是動(dòng)脈壁的一種多因素疾病。自由基攻擊動(dòng)脈血管壁和血清中的不飽和脂肪酸使之發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)而生成過(guò)氧化脂質(zhì)，后者能刺激動(dòng)脈壁，增加粥樣硬化的趨勢(shì)。動(dòng)脈硬化的程度與硬化斑中脂質(zhì)過(guò)氧化程度呈正相關(guān)，血管內(nèi)壁的蠟樣物質(zhì)就是脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)的直接證明。第17頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月2．自由基與癌癥致癌過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的多階段的過(guò)程，包括誘發(fā)和促進(jìn)兩步。一個(gè)正常的細(xì)胞發(fā)生癌變必須經(jīng)歷誘發(fā)和促進(jìn)這兩個(gè)階段。大量研究證明，誘發(fā)階段與自由基關(guān)系密切，促癌階段也與自由基有關(guān)，促癌能力與其產(chǎn)生自由基的能力相平行。致癌物必須在體內(nèi)經(jīng)過(guò)代謝活化形成自由基并攻擊DNA才能致癌，抗癌劑也必須通過(guò)自由基形式去殺死癌癥。第18頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月3．自由基與肺氣腫自由基作用于肺部的巨嗜細(xì)胞，使其釋放了蛋白水解酶類(lèi)而導(dǎo)致了對(duì)肺組織的損傷破壞，從而引起細(xì)支氣管和肺泡管的破裂，肺泡間隔面積縮小，周?chē)号c肺之間氣體交換量減少，導(dǎo)致肺氣腫。正常情況下，肺組織細(xì)胞間的蛋白酶與抗蛋白酶能夠保持平衡，蛋白酶抑制劑控制著水解蛋白酶類(lèi)的釋放與活性。如果缺乏這種抑制劑，就有可能導(dǎo)致肺氣腫。長(zhǎng)期吸入香煙及其他大氣中的污染物，會(huì)使肺中氧自由基增多，使水解蛋白酶增多和使水解蛋白酶的天然抑制劑失活，最終導(dǎo)致肺氣腫的出現(xiàn)。第19頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月4．自由基與眼病由自由基氧化損傷引起的視力損害，最常見(jiàn)的當(dāng)數(shù)白內(nèi)障和老年黃斑變性。老年人由于全身機(jī)體的衰老使得眼球晶狀體中自由基清除劑的含量與活性降低，導(dǎo)致對(duì)自由基侵害的抵御能力降低。許多事實(shí)表明，白內(nèi)障的起因和發(fā)展與自由基對(duì)視網(wǎng)膜的損傷導(dǎo)致晶狀體組織的破壞有關(guān)。又由于眼晶狀體長(zhǎng)期暴露于光和氧中，所形成的活性氧類(lèi)物質(zhì)可能與晶體蛋白質(zhì)起反應(yīng)。受損的蛋白質(zhì)可能聚合和沉淀，從而喪失原來(lái)的功能。視覺(jué)活性最高的視網(wǎng)膜組織易受損害，從而引起老年黃斑變性。第20頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月5．自由基與炎癥當(dāng)局部氧量過(guò)少或外來(lái)病原菌侵襲時(shí)，大量多形嗜中性白細(xì)胞積聚在病變處。這些白細(xì)胞由特殊作用的代謝物激活，結(jié)合在膜上的NADPH2氧化酶被激活，氧化NADPH2成為NADP+，同時(shí)產(chǎn)生大量的O2－·。氧自由基一方面破壞病原菌和病變細(xì)胞，另一方面進(jìn)攻白細(xì)胞本身而造成白細(xì)胞大量死亡，引起溶酶體酶的大量釋放，進(jìn)而殺傷組織細(xì)胞，造成骨、軟骨的破壞，導(dǎo)致炎癥和關(guān)節(jié)炎。第21頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月6．自由基與貧血貧血的出現(xiàn)也與自由基有關(guān)。據(jù)研究表明，地中海貧血的病理變化包含紅細(xì)胞膜的過(guò)氧化，膜上多不飽和脂肪酸含量減少，-SH轉(zhuǎn)變成-S-S基團(tuán)和維生素E含量減少。缺鐵性貧血的病變過(guò)程也有自由基參與，因?yàn)榇藭r(shí)紅細(xì)胞的維生素E和過(guò)氧化酶含量減少，易被自由基破壞而縮短壽命。第22頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月7．自由基與癲癇有關(guān)研究證明，癲癇活動(dòng)伴有活躍的自由基反應(yīng)。清除自由基，阻斷自由基反應(yīng)對(duì)癲癇的預(yù)防和治療有一定作用。自由基反應(yīng)在癲癇發(fā)生中的作用日益受到重視。隨著自由基理論的研究發(fā)展，許多人類(lèi)重大疾病與自由基反應(yīng)的關(guān)系正在逐步被揭示。自由基對(duì)人類(lèi)健康的影響作用正在被更多的人所接受，越來(lái)越多的專(zhuān)家正在運(yùn)用自由基理論，在確保人體健康方面的研究中取得較大的成果。第23頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)自由基清除劑自由基清除劑是指能清除自由基或能阻斷自由基參與的氧化反應(yīng)的物質(zhì)?？煞譃槊割?lèi)清除劑和非酶類(lèi)清除劑兩大類(lèi)。酶類(lèi)清除劑一般為抗氧化酶，主要有超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GPX）等幾種。非酶類(lèi)自由基清除劑一般包括黃酮類(lèi)、多糖類(lèi)、維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素和還原型谷胱甘肽（GSH）等活性肽類(lèi)。自由基清除劑大多為抗氧化劑。第24頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月第25頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月自由基清除劑發(fā)揮作用必須滿足三個(gè)條件：第一，自由基清除劑要有一定的濃度；第二，因?yàn)樽杂苫顫娦詷O強(qiáng)，一旦產(chǎn)生馬上就會(huì)與附近的生命大分子起作用，所以自由基清除劑必須在自由基附近，并且能以極快的速度搶先與自由基結(jié)合，否則就起不到應(yīng)有的效果；第三，在大多數(shù)情況下，清除劑與自由基反應(yīng)后會(huì)變成新的自由基，這個(gè)新的自由基的毒性應(yīng)小于原來(lái)自由基的毒性才有防御作用。第26頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月一、酶類(lèi)自由基清除劑（一）超氧化物歧化酶（SOD）超氧化物歧化酶（SOD）是目前研究得最深入、應(yīng)用得最廣泛的一種酶類(lèi)自由基清除劑。1．種類(lèi)、結(jié)構(gòu)及分布1968年，美國(guó)人McCord從牛紅細(xì)胞中提取Cu·Zn的酶蛋白質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)它能催化O2－·歧化，所以把這種酶蛋白命名為超氧化物歧化酶，英文簡(jiǎn)稱(chēng)為SOD。SOD存在于幾乎所有靠氧呼吸的生物體內(nèi)，包括細(xì)菌、真菌、高等植物、高等動(dòng)物和人體中。SOD是一類(lèi)含金屬的酶，按其所含金屬輔基不同可分為含銅鋅SOD（Cu·Zn-SOD）、含錳SOD（Mn-SOD）和含鐵SOD（Fe-SOD）3種。第27頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月Cu·Zn-SOD是最為常見(jiàn)的一種酶，主要存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中或高等植物的葉綠體基質(zhì)、類(lèi)囊體內(nèi)以及線粒體膜間隙中。在動(dòng)物血液、牛肝、豬肝、牛心、豌豆、麥葉等動(dòng)植物組織中均有存在，是目前應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)酶。Fe-SOD主要存在于原核細(xì)胞中，一些真核藻類(lèi)甚至高等植物如銀杏、檸檬、番茄等組織內(nèi)也有存在。Mn-SOD主要存在于原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的線粒體中，在植物的葉綠體基質(zhì)、類(lèi)囊體內(nèi)也會(huì)存在，在人體肝臟中含量較高。

第28頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月2．理化及生物學(xué)特性SOD屬酸性蛋白酶，對(duì)pH、熱和蛋白酶水解等反應(yīng)比一般酶穩(wěn)定。又由于SOD屬于金屬酶，其性質(zhì)不僅取決于蛋白質(zhì)，還取決于結(jié)合到活性部位的金屬離子。三類(lèi)SOD的活性中心都含有金屬離子。如采用物理或化學(xué)方法除去金屬離子，則酶活喪失；如重新加上金屬離子，則酶活又恢復(fù)。SOD是生物體內(nèi)防御氧化損傷的一種十分重要的金屬酶，對(duì)氧自由基有強(qiáng)烈清除作用，特別對(duì)于O2－·，SOD可將其催化歧化而生成H2O2和O2，故SOD又稱(chēng)為清除超氧陰離子自由基的特異酶。第29頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月3．SOD的生理功能及應(yīng)用SOD作為功能性食品基料的生理功能主要有：（1）清除體內(nèi)產(chǎn)生的過(guò)量的O2－·，保護(hù)DNA、蛋白質(zhì)和細(xì)胞膜免遭O2－·的破壞作用，延緩因自由基損害生命大分子而引起的衰老現(xiàn)象，如延緩皮膚衰老和老年斑的形成等；（2）提高人體對(duì)自由基外界誘發(fā)因子的抵抗力，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)煙霧、輻射、有毒化學(xué)品及醫(yī)藥品的適應(yīng)性；（3）增強(qiáng)人體自身的免疫力，提高人體對(duì)自由基受損引發(fā)的一系列疾病的抵抗力，如炎癥、腫瘤、白內(nèi)障、肺氣腫等，治療由于免疫功能下降而引發(fā)的疾??；（4）清除放療所誘發(fā)的大量自由基，減少放射對(duì)人體其他正常組織的損傷，減輕癌癥等腫瘤患者放化療時(shí)的痛苦及副作用；因此，具有清除自由基功能的SOD就成為醫(yī)學(xué)、食品和生命科學(xué)等領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。第30頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月SOD在醫(yī)療上的應(yīng)用更是不勝枚舉，它尤其對(duì)治療關(guān)節(jié)炎和類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎療效顯著。此外，SOD對(duì)治療癌癥、肺氣腫、白內(nèi)障、糖尿病、貧血等疾病均有療效。SOD在食品方面的應(yīng)用也極為廣泛，可作為功能性食品的功能因子或食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，有良好的抗衰老、抗炎、抗輻射、抗疲勞等保健強(qiáng)身的效果。國(guó)外把SOD作為食品添加劑應(yīng)用到口香糖和飲料中。國(guó)內(nèi)也開(kāi)發(fā)出了多種強(qiáng)化SOD的食品，如SOD雪糕、SOD豆奶、SOD啤酒、SOD果汁飲料、SOD的酸奶和SOD口服液等。還可用富含SOD的原料加工制成功能性食品，如大蒜飲料、刺梨SOD汁等。在人們?cè)絹?lái)越注重健康飲食的今天，SOD將成為功能食品中的活躍分子。目前，SOD已廣泛地應(yīng)用于人們生活的各個(gè)方面。如深受女性消費(fèi)者喜愛(ài)的化妝品中有大寶SOD、康妮SOD、SOD康舒達(dá)霜?jiǎng)┑?。SOD添加于化妝品有明顯的防曬效果和抗炎作用，可有效防止皮膚受電離輻射（如紫外線）的損傷。第31頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月SOD應(yīng)用的局限性主要有：（8個(gè)方面）（1）半衰期短。SOD的體內(nèi)半衰期為6～8分鐘，體外半衰期（25℃時(shí)）為9～10天。（2）代謝速率快。SOD在體內(nèi)代謝速率極快，注射6小時(shí)后，90%以上的SOD降解為小分子而隨泌尿系統(tǒng)排泄；（3）酶分子量大，在32000以上，透皮或透膜吸收困難，體內(nèi)或細(xì)胞內(nèi)作用弱；（4）酶制劑不宜口服，口服易被胃酸變性、胃蛋白酶和胰蛋白酶水解破壞，且SOD分子原形不易透過(guò)腸粘膜，因而難以發(fā)揮全身性藥效作用；（5）大分子異性蛋白，不宜大劑量、長(zhǎng)時(shí)間使用，否則會(huì)不可避免地出現(xiàn)某些過(guò)敏性變態(tài)反應(yīng)，呈現(xiàn)明顯的不良反應(yīng)性變化；（6）對(duì)靶細(xì)胞或靶部位的親和力低，藥用趨向性不明顯。因此，對(duì)疾病的療效缺乏特異性作用；（7）酶的穩(wěn)定性不高，對(duì)理化因素較為敏感，過(guò)高溫度、過(guò)大劑量輻射、過(guò)長(zhǎng)時(shí)間超聲波、過(guò)強(qiáng)酸堿度、過(guò)多化學(xué)物質(zhì)及變性劑、還原劑等均易導(dǎo)致SOD分子結(jié)構(gòu)改變，酶活性喪失，形成不可逆性變化；（8）常規(guī)劑量單獨(dú)使用療效欠佳。

針對(duì)SOD應(yīng)用過(guò)程中客觀存在的局限性，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量卓有成效的研究工作，并已逐步探索或?qū)ふ页鼋鉀Q上述局限的一些有效方法和對(duì)策第32頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月（二）過(guò)氧化氫酶（CAT）過(guò)氧化氫酶是另一種酶類(lèi)清除劑，又稱(chēng)為觸酶。它可促使H2O2分解為分子氧和水，清除體內(nèi)的過(guò)氧化氫，從而使細(xì)胞免于遭受H2O2的毒害，是生物防御體系的關(guān)鍵酶之一。CAT作用于過(guò)氧化氫的機(jī)理實(shí)質(zhì)上是H2O2的歧化，必須有兩個(gè)H2O2先后與CAT相遇且碰撞在活性中心上，才能發(fā)生反應(yīng)。H2O2濃度越高，分解速度越快。幾乎所有的生物機(jī)體都存在過(guò)氧化氫酶。其普遍存在于能呼吸的生物體內(nèi)，主要存在于植物的葉綠體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、動(dòng)物的肝和紅細(xì)胞中，其酶促活性為機(jī)體提供了抗氧化防御機(jī)理。第33頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月（三）谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GPX）谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GPX）是在哺乳動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn) 的第一個(gè)含硒酶。研究表明，硒是谷胱甘肽過(guò)氧化酶（Se-GPX）的活性成分，是GPX催化反應(yīng)的必要組分，攝入硒不足時(shí)使Se-GPX酶活力下降。Se-GPX存在于胞漿和線粒體基質(zhì)中，它以谷胱甘肽（GSH）為還原劑分解體內(nèi)的氫過(guò)氧化物，能使有毒的過(guò)氧化物還原成無(wú)毒的羥基化合物，并使過(guò)氧化氫分解成醇和水，因而可防止細(xì)胞膜和其它生物組織免受過(guò)氧化損傷。第34頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月Se-GPX同體內(nèi)的SOD和CAT一起構(gòu)成了抗氧化防御體系，因而在機(jī)體抗氧化中發(fā)揮著重要作用。機(jī)體消除活性氧O2－·的機(jī)理：第一道防線是SOD，它將O2－·轉(zhuǎn)化為H2O2和H2O；第二道防線是CAT和GPX。CAT可清除H2O2，而GPX分布在細(xì)胞的胞液和線粒體中，消除H2O2和氫過(guò)氧化物。因此，GPX、SOD和CAT協(xié)同作用，共同消除機(jī)體活性氧，減輕和阻止脂質(zhì)過(guò)氧化作用。第35頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月二、非酶類(lèi)自由基清除劑（一）維生素類(lèi)維生素不僅是人類(lèi)的重要營(yíng)養(yǎng)素，還是重要的自由基清除劑。對(duì)氧自由基具有清除作用的維生素主要有維生素Ｅ、維生素Ｃ及維生素Ａ的前體β-胡蘿卜素。維生素Ｅ又稱(chēng)為生育酚，是強(qiáng)有效的自由基清除劑。它可將ROO·轉(zhuǎn)化為化學(xué)性質(zhì)不活潑的ROOH，中斷了脂類(lèi)過(guò)氧化的連鎖反應(yīng)，有效地抑制了脂類(lèi)的過(guò)氧化作用。維生素Ｅ可清除自由基，防止油脂氧化和阻斷亞硝胺的生成，故在提高免疫能力，預(yù)防癌癥等方面有重要作用。第36頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月維生素Ｃ，又叫抗壞血酸，通過(guò)逐級(jí)供給電子而轉(zhuǎn)變成半脫氫抗壞血酸和脫氫抗壞血酸，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中達(dá)到清除O2-·、·OH、ROO·等自由基的作用。維生素Ｃ具有強(qiáng)抗氧活性，能增強(qiáng)免疫功能、阻斷亞硝胺生成、增強(qiáng)肝臟中細(xì)胞色素酶體系的解毒功能。β-胡蘿卜素具有較強(qiáng)的抗氧化作用，能通過(guò)提供電子，抑制活性氧的生成，從而達(dá)到防止自由基產(chǎn)生的目的。許多試驗(yàn)表明，β-胡蘿卜素能增強(qiáng)人體的免疫功能，防止吞噬細(xì)胞發(fā)生自動(dòng)氧化，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞、細(xì)胞毒性Ｔ細(xì)胞、天然殺傷細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺滅能力。第37頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月有實(shí)驗(yàn)證明老年人攝入維生素C以及維生素E可以增進(jìn)多項(xiàng)免疫功能，維生素C-E聯(lián)合物還可清除血液中的自由基等有害物質(zhì)。除此之外，維生素C、維生素E以及?胡蘿卜素等抗氧化性維生素可以延緩老齡化進(jìn)程，還可以預(yù)防和治療許多老年疾病，如動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、心臟病等，這些疾病都與低密度脂蛋白膽固醇的氧化有關(guān)。健康人可以通過(guò)日常均衡的膳食攝取充足的維生素，但在機(jī)體受到感染、體力活動(dòng)增加、服用特殊藥物、體液大量丟失及婦女懷孕和哺乳等情況下，機(jī)體對(duì)維生素的需求大大增加，不額外補(bǔ)充，則易導(dǎo)致維生素缺乏，自由基損傷機(jī)體，誘發(fā)或加速其他疾病。第38頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月（二）黃酮類(lèi)化合物黃酮類(lèi)化合物泛指兩個(gè)苯環(huán)通過(guò)中央三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的一系列C6-C3-C6化合物。黃酮是具有酚羥基的一類(lèi)還原性化合物。在復(fù)雜反應(yīng)體系中，由于其自身被氧化而具有清除自由基和抗氧化作用。其作用機(jī)理是：與Ｏ2-·反應(yīng)阻止自由基的引發(fā)。與金屬離子螯合阻止·OH的生成。與脂質(zhì)過(guò)氧化基ROO·反應(yīng)阻斷脂質(zhì)過(guò)氧化。

第39頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月黃酮及其某些衍生物具有廣泛的藥理學(xué)特性，包括抗炎、抗誘變、抗腫瘤形成與生長(zhǎng)等活性。黃酮在生物體外和體內(nèi)都具有較強(qiáng)的抗氧化性，具有許多藥理作用，對(duì)人的毒副作用很小，是理想的自由基清除劑。目前已發(fā)現(xiàn)有4000多種黃酮類(lèi)化合物，可分為如下幾類(lèi)：黃酮、兒茶素、花色素、黃烷酮、黃酮醇和異黃酮等。很多常用中草藥的活性成分是黃酮類(lèi)化合物，其提取物蘆丁、芒果甙、青蘭甙、雙氫青蘭甙、蕓香甙、橙皮甙和黃苓甙等均已應(yīng)用于臨床。以黃酮類(lèi)化合物為主要成分的銀杏葉提取物（EGB）已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和功能性食品行業(yè)。研究表明：EGB在治療心血管疾病，調(diào)節(jié)血脂水平，治療腦供血不足和早期神經(jīng)退行性病變等方面有良好的療效。第40頁(yè),共47頁(yè)，星期六，2024年，5月

兒茶素是從茶葉中提取出來(lái)的多酚類(lèi)化合物-茶多酚的主 體成分，約占茶多酚總量的60%～80%，茶干重的12%～24%。大量體外實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物試驗(yàn)證實(shí)，兒茶素具有抗氧化、抗腫瘤、抗動(dòng)脈粥樣硬化、防輻射、防齲護(hù)齒、抗?jié)儭⒖惯^(guò)敏及抑菌抗病毒等作用，是一種優(yōu)良的天然抗氧自由基清除劑。大量的研究表明：兒茶素氧化聚合物也是一種有效的自由基清除劑和抗氧化劑，具有抗癌、抗突變、抑菌、抗病毒，改善和治療心腦血管疾病，治療糖尿病等多種生理功能。作為兒茶素氧化聚合物的茶色素治療冠心病的作用機(jī)制在于提高SOD活力，削弱脂質(zhì)過(guò)氧化作用，增加供氧和供血能力。茶色素對(duì)高血壓的預(yù)防和緩解作用也是通過(guò)提高SOD活力、增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力而實(shí)現(xiàn)的。兒茶素第41頁(yè),共47頁(yè)，