日常生活中大家一提到自由基就想到了衰老、疾病等,好像自由基是導(dǎo)致衰老和疾病的罪魁禍?zhǔn)?,其?shí)自由基并不是大家想象的那樣,為了更好地了解它,下面對自由基做一簡要介紹。
1 自由基是一把雙刃劍,受控的自由基對人體是有益的
自由基,也稱游離基,是指瞬間產(chǎn)生的外層軌道中具有未配對電子的原子、原子團(tuán)或分子,其具有奪取其他物質(zhì)電子形成分子的趨勢,活性強(qiáng),具有較強(qiáng)的氧化能力。人體中是以活性氧為主的氧自由基居多,包括羥自由基、脂氧自由基、超氧陰離子自由基、一氧化氮自由基、二氧化氮自由基、過氧化氫、單線態(tài)氧和臭氧等。體內(nèi)活性氧自由基具有一定的功能,如免疫和信號傳導(dǎo)過程,可被用來殺滅細(xì)菌和寄生蟲,其還能參與人體排除毒素。另外自由基還有促進(jìn)前列腺素、凝血酶原、膠原蛋白的合成,參與肝臟解毒、調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂等作用。通常生命是基于自由基活動的,人類體內(nèi)通過生物酶的作用時刻進(jìn)行著大量的生物化學(xué)反應(yīng),進(jìn)行著物質(zhì)代謝和能量代謝,自由基負(fù)責(zé)相應(yīng)的能量傳遞、轉(zhuǎn)運(yùn)工作。在能量轉(zhuǎn)換傳遞的過程中,自由基在體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)或在外源物質(zhì)的作用下,得到有效控制,就不會產(chǎn)生影響人體身體健康的問題。
但如果人體處于病態(tài)或亞健康狀態(tài),抵抗力下降,對于自由基的活動失去控制,在數(shù)量上達(dá)到閾值,就會引發(fā)人體的健康問題。生命本身具有平衡自由基或者說清除多余自由基的能力。但是平衡一旦被打破,如人類不良的生活習(xí)慣和方式以及現(xiàn)代文明帶來的污染等,自由基對人類的健康影響將無法進(jìn)行估量。所以自由基是一把雙刃劍,認(rèn)識自由基,了解自由基對人體的作用,對自身的身體健康十分必要。
2 自由基的種類
自由基具有不穩(wěn)定性,其有很大的能量從穩(wěn)定的原子或分子上搶奪一個電子使自己達(dá)到平衡狀態(tài),那么被搶奪電子的原子或分子就會因其缺失電子而成為新的自由基,這就是所謂的連鎖反應(yīng)。從其產(chǎn)生的原因分析,自由基可分為內(nèi)源性自由基和外源性自由基,內(nèi)源性自由基主要由人體細(xì)胞中多個細(xì)胞器、質(zhì)膜、胞液等在酶促或非酶促反應(yīng)的過程中產(chǎn)生的,酶促反應(yīng)占主體;外源性自由基主要是外界環(huán)境污染、藥物、電離輻射等原因?qū)е庐a(chǎn)生的。按照自由基化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為半醌類自由基、氧中心自由基和碳、氮、硫中心自由基?;钚匝蹙褪且陨献杂苫捌溲苌?、脂質(zhì)過氧化物、單線氧的統(tǒng)稱,氧化性很強(qiáng)。自由基種類詳見表1。
除以表1中的自由基外,還有一些氧化物盡管其電子是成對的,但是極不穩(wěn)定,隨時前失去一個電子成為新的自由基,如單線氧、過氧化氫、臭氧、次氯酸、亞硝酸、氫過氧化物等。
3 自由基對人體的危害
影響人體健康的因素中自由基(含量過高或清除過慢)侵害占85%左右,其可以直接引發(fā)疾病就有100余種,間接有關(guān)的疾病有6000余種。
過量的自曲基可導(dǎo)致細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化,其產(chǎn)物MDA可以造成細(xì)胞內(nèi)DNA、RNA變性或功能障礙,積累到一定程度時引發(fā)機(jī)體衰老。另外,自由基導(dǎo)致人體衰老,可與生命大分子蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)等物質(zhì)損害有關(guān)。
自由基特別是活性氧的增加作用于細(xì)胞內(nèi)各種生物活性因子,在致癌和促癌的發(fā)展進(jìn)程中,導(dǎo)致細(xì)胞的功能或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。另外,自由基還使腦細(xì)胞受損,導(dǎo)致人記憶力減退,反應(yīng)遲緩,老年人出現(xiàn)癡呆癥狀;自由基改變血管的通透性,破壞胰腺細(xì)胞,導(dǎo)致胰島素分泌減弱,產(chǎn)生糖尿病。自由基侵襲肺、導(dǎo)致免疫細(xì)胞釋放過敏原引發(fā)肺氣腫、哮喘、氣管炎、過敏性鼻炎等。自由基可以破壞泌尿系統(tǒng)組織,導(dǎo)致前列腺炎、宮頸炎、痔瘡等疾病。
4 人體的自由基清除系統(tǒng)
人體的自由基清除系統(tǒng)一般是指能清除自由基或能阻斷自由基參與氧化反應(yīng)的物質(zhì),主要分酶類系統(tǒng)和非酶類系統(tǒng)兩大類。
4.1酶類系統(tǒng)
酶類系統(tǒng)主要是抗氧化酶,主要有超氧化物歧化酶、谷胱廿肽過氧化物酶等幾種。
超氧化物歧化酶(SOD)是機(jī)體內(nèi)天然存在的超氧自由基清除因子,它可以把有害的超氧自由基轉(zhuǎn)化為過氧化氫,過氧化氫仍是對機(jī)體有害的活性氧,但體內(nèi)過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)會立即將其分解為完全無害的水。如此,三種酶構(gòu)成了一個完整的防氧鏈條。
谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶。硒是GSH-Px酶系的組成成分,它能催化GSH變?yōu)镚SSG,使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物,同時促進(jìn)H2O2的分解,從而保護(hù)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過氧化物的干擾及損害。它的生理功能主要是催化GSH參與過氧化反應(yīng),清除在細(xì)胞呼吸代謝過程中產(chǎn)生的過氧化物和羥自由基,從而減輕細(xì)胞膜多不飽和脂肪酸的過氧化作用。
4.2非酶類系統(tǒng)
非酶類系統(tǒng)一般包括維生素c、維生素E、黃酮類化合物、番茄紅素、有機(jī)硫化物、三肽類化合物、β-胡蘿卜素和多糖類??寡趸瘎┦翘烊坏淖杂苫鶜⑹?,也是相當(dāng)豐富且無處不在的,許多植物中就富含抗氧化劑。
維生素c是一種水溶性的強(qiáng)有力的抗氧化劑,可以保護(hù)其他抗氧化劑,如維生素A、維生素E、不飽和脂肪酸,防止自由基對人體的傷害。維生素C能與細(xì)胞中的過氧化物利用羥基自由基反應(yīng),使氧化連鎖反應(yīng)中止進(jìn)而保護(hù)細(xì)胞的完整性。維生素E又稱生育酚,是最主要的抗氧化劑之一,對氧敏感,易被氧化,故可保護(hù)其他易被氧化的物質(zhì),如不飽和脂肪酸,維生素A和ATP等,可減少過氧化脂質(zhì)的生成,保護(hù)機(jī)體細(xì)胞免受自由基的毒害,充分發(fā)揮被保護(hù)物質(zhì)的特定生理功能。菠菜、韭菜、無頭甘藍(lán)菜、空心菜、綠花椰菜、芥蘭菜等綠色植物中包含的抗氧化劑主要是維生素c和維生素E。
黃酮類化合物是多酚類化合物,多以甙類形式存在,也有一部分以游離形式存在,具有良好的抗氧化活性和清除自由基的能力。脂質(zhì)過氧化是一個復(fù)雜的過程,黃酮類化合物可通過直接和間接清除自由基兩種機(jī)制來影響該過程。大豆、銀杏、茶葉、葡萄、枘、檸檬、養(yǎng)麥等植物中含的抗氧化劑主要足黃酮類化合物。
番茄紅素是成熟番茄的主要色素,是一種不含氧的類胡蘿卜素。番茄紅素有“植物黃金”的美譽(yù),其可以保護(hù)細(xì)胞DNA免受自由基損害,防止細(xì)胞病變、突變、癌變;含強(qiáng)力抗氧化生物活生物質(zhì),能促使細(xì)胞的生長和再生,美容祛皺,延緩衰老,維持皮膚健康。蕃茄(含番茄紅素最豐富的食物)、葡萄柚(紅肉)、西瓜等紅色植物中包含的抗氧化劑主要是番茄紅素。
有機(jī)硫化合物指分子結(jié)構(gòu)中含有元素硫的一類植物化合物,是以不同的化學(xué)形式存在于蔬菜或水果中,主要有抑癌和殺菌的作用。如異硫氰酸鹽以葡萄糖異硫酸鹽綴合物形式存在于十字花科蔬菜中,如西蘭花、卷心菜、菜花、球莖甘藍(lán)、薺菜和小蘿卜;又如大蒜是二烯丙基硫化物的主要來源,包心菜、洋蔥、韭菜、洋蔥等植物中包含的抗氧化劑主要是丙烯基硫化物。
還原型谷胱甘肽是含有巰基的三肽類化合物,在人體內(nèi)具有活化氧化還原系統(tǒng)、激活巰基酶、解毒作用等重要生理活性,能促進(jìn)碳水化合物、脂肪及蛋白質(zhì)的代謝,調(diào)節(jié)細(xì)胞膜的代謝過程。
β-胡蘿卜素是一種抗氧化劑,具有解毒作用,是維護(hù)人體健康不可缺少的營養(yǎng)素,在抗癌、預(yù)防心血管疾病、白內(nèi)障及抗氧化上有顯著的功能,可消滅大量自由基、防治老化和衰老引起的多種退化性疾病。胡蘿卜、南瓜、桃、杏、橘子等橙色植物中包含的抗氧化劑主要是β-胡蘿卜素。
自由基清除系統(tǒng)真正發(fā)揮作用無論是酶類系統(tǒng)還是非酶類系統(tǒng)大多為抗氧化劑,通過清除作用降低活潑自由基中間體濃度,降低自由基連鎖反應(yīng)中擴(kuò)展階段的效率來控制自由基的生成。但有些抗氧化劑是通過抑制自由基引發(fā)劑(如某些金屬元素)的產(chǎn)生而起作用的。
5 健康的低自由基生活方式
在日常生活中,人們都有自己的生活習(xí)慣,但健康的低自由基的生活方式應(yīng)該做到如下幾點(diǎn)。
(1)保持生活的規(guī)律性,改掉不良嗜好。在日常生活中抽煙或被動抽煙、嗜酒、經(jīng)常熬夜等不良生活習(xí)慣會引起人體產(chǎn)生大量的自由基,使人提前衰老或患上較為惡劣的疾病。
(2)二是合理配餐,科學(xué)的限制食量,保護(hù)食物中抗氧化劑是迄今發(fā)現(xiàn)最簡便易行的延長有效壽命,減少疾病的最有效方法。限制飲食能夠增加壽命,這主要是因?yàn)橄拗骑嬍晨梢詼p少線粒體衰老。所以日常生活中應(yīng)該注意均衡膳食,合理搭配食物,講究粗細(xì)搭配、葷素搭配、少食多餐的膳食方式,及時足量地提供消滅自由基的營養(yǎng)因子,如各種維生素,特別是VC、VE等。
(3)運(yùn)用恰當(dāng)?shù)目寡趸瘎┙M合排毒抗氧化,抵抗自由基的侵襲。
(4)必須保持良好的心態(tài)。良好的心態(tài)可以使人體的免疫力提高,提高人體內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)抗擊自由基的攻擊的能力。
(5)要進(jìn)行科學(xué)的有氧運(yùn)動。長期堅持有氧運(yùn)動能增加體內(nèi)血紅蛋白的數(shù)量,提高機(jī)體抵抗力,消滅自由基,抗擊衰老,增強(qiáng)大腦皮層的工作效率和心肺功能,增加脂肪消耗,防止動脈硬化,降低心腦血管疾病的發(fā)病率。